thực hành phần mềm rdm

Bài tập ứng dụng cho việc thiết kế trên máy tính: Tài liệu gốm các hướng dẩn giải các bài toán cho các mô đun như : MÔ đun RDM FLEXION dầm ;MÔ đun RDM OSSATURES choviệc giải bài toán hệ thanh phẳng và hệ thanh không gian ; MÔ đun RDM – ELEMENT FINIS ; Bài toán mặt cắt ngang – Section droite ; Bài toán đàn hồi nhiệt – Elasticité Thermique ; Bài toán uốn tấm phẳng – Flexion des Plaques .

TH Thiết kế trên máy tính 2010 Y X 300 300 20 0 200 200 P1 P2 P A B C 1 m 3 m 2 m P M p A C 1 m K 1. MÔ ðUN RDM - FLEXION 2.1 Bài tập ứng dụng. Bài 1: Cho một dầm như sau: ðoạn A-B có mặt cắt ngang dạng vuông a = 40. ðoạn B–C có mặt cắt ngang dạng tròn ñặc d = 40. Vật liệu là thép có mô ñun ñàn hồi E = 200.000 MPa Tải trọng: P = 1000 daN; P1 = 1000 daN/m; P2 = 600 daN/m. Hãy xác ñịnh: Biểu ñồ mômen uốn; trị số biến dạng và góc xoay lớn nhất; phản lực liên kết tại các liên kết. Bài 2: Cho dầm như sau: Biết P = 2000 daN; M = 4000 daNm; p = 6000 daN/m. Ứng suất cho phép 160 Mpa. Vật liệu thép có E = 200000 Mpa. Xác ñịnh mặt cắt ngang ñịnh hình chữ I và ñộ võng tại K. ðS: IPN 200; ñộ võng -3.984E-04 m Bài 3: Cho dầm như hình vẽ: TH Thiết kế trên máy tính 2010 Y X 2L L P 2P O A E d Biết q = 800daN/m; P = 6000 daN. Vật liệu bằng thép có E = 200000 Mpa. Dầm có mặt cắt ngang là hình vuông rỗng có cạnh 50 mm, dày 10 mm. Tìm phản lực liên kết tại các gối ñỡ. ðS: Action(s) de liaison [ daN daN.m ] | + + Noeud 1 RY = 4175.00 MZ = 7100.00 Noeud 2 RY = 9913.89 Noeud 4 RY = 2155.56 Noeud 5 RY = -644.44 Bài 4: Cho một dầm: Với E = 210000 Mpa; L = 0,4 m; d = 40 mm; dầy t = 5 mm; P = 6000 N/m. Tìm lực cắt và chuyển vị ở A; Góc xoay ở A trên dầm OA, OE. TH Thiết kế trên máy tính 2010 30 0 P p 2 p 1 p 2 p 1 P - 2P 0 - 6P/L 0 2P 0 - 2P 1 2 3 4 2. MÔ ðUN RDM - OSSATURES 2.1 Hệ thanh phẳng 2.1.1 Bài tập ứng dụng Bài 1: Cho hệ như hình sau: Biết: mái dài 4m. Toàn bộ hệ làm bằng thép ñịnh hình chữ V cạnh là 45 mm, chiều dày cạnh là 5 mm. Vật liệu thép 45. Lực tác dụng P = 1000 daN; p 1 = 500daN/m; p 2 = 100 daN/m. Xác ñịnh ứng suất và chuyển vị lớn nhất của hệ. 2.1.2 Bài tập ñề nghị giải Bài 1: Cho hệ như hình vẽ: Cho L = 1,5 m; P = 1000 daN. Các thanh có mặt cắt ngang hình vuông rỗng cạnh 100 mm, dày 5 mm; vật liệu bằng thép có E = 200000 Mpa. Liên kết trong giữa các thanh là khớp quay. Liên kết với bên ngoài tại nút 1, 2, 4 là gối ñỡ. Tìm phản lực liên kết của các gối ñỡ, ứng suất cực ñại, chuyển vị cực ñại. ðS: Phản lực liên kết: Noeud 1 - Rx = 699.4 Ry = 211.3 Mz = 0.0 Noeud 2 - Rx = 699.4 Ry = 4788.7 Mz = 0. Noeud 3 - Rx = 0.0 Ry = 0.0 Mz = 0.0 Noeud 4 - Rx = -2398.7 Ry = 0.0 Mz = 0.0 Chuyển vị cực ñại: TH Thiết kế trên máy tính 2010 0 y x B A y z φ d A φ d B x y A B P Déplacement maximal sur x = 2.6484E-05 m [ Noeud 3 ] Déplacement maximal sur y = 1.5890E-04 m [ Noeud 4 ] Déplacement maximal = 1.5890E-04 m [ Noeud 4 ] Ứng suất cực ñại Contrainte Normale: max = 132.61 Mpa (Poutre 1-2: x = 0.75) Bài 2: Cho hệ như hình vẽ dưới ñây. Nó ñược tạo ra từ một thanh thép uốn thành một vòng tròn (tâm O, bán kính trung bình R) và ñoạn AB có chiều dài L. Mặt cắt ngang của vòng tròn và ñoạn AB là hình chữ nhật lần lượt có kích thước 5x10 mm và 3x10 mm. Hệ ñược làm từ thép có E = 72000 Mpa; hệ số Poisson µ = 0,3; khối lượng riêng ρ = 2700 kg/m 3 . Biết R = 0,1 m. L = 0,0275 m. Hãy tìm 6 tần số dao ñộng riêng ñầu tiên của hệ. ðS: Dạng dao ñộng Tần số dao ñộng (Hz) 1 28.814 2 189.300 3 268.600 4 640.520 5 681.650 6 1062.700 Bài 3: Một thanh AB , chiều dài L ñược ngàm một ñầu tại A. Thanh ñược làm từ vật liệu bằng thép có mô ñun ñàn hồi E. Mặt cắt ngang của của thanh là hình tròn ñặt có ñường kính thay ñổi tuyến tính từ A ñến B. Thanh chịu tác dụng của một lực P tại ñầu B. Cho: L = 1,2 m, d A = 50 mm, d B = 28,117 mm Hệ trên lấy từ thư viện số 30 với bằng cách chia thành 60 phần từ (N = 60), bán kính – Rayon = 0.1 m; góc từ 0 0 ñến 360 0 . TH Thiết kế trên máy tính 2010 1 2 3 4 5 z x y P 6 x (600x300) (600x300) (600x300) (500x300) (800x300) E = 200000 Mpa, P = 1000 daN Tính hệ số lực tới hạn của thanh khi chia thanh thành 1, 2, 10 phần tử. ðS: Số phần tử Hệ số lực tới hạn 1 5.321 2 5.154 10 5.127 2.2 Hệ thanh không gian 2.2.1 Bài tập ứng dụng Cho hệ thanh như sau: Các thanh có tiết diện mặt cắt ngang ñược bố trí như sau: Vật liệu có E = 100000 Mpa, hệ số Poisson µ = 0,2987 Hệ bị ngàm ở nút 1 và nút 6. Nút 4 chịu một lực tác dụng P = 1000 daN. 2.2.2 Trình tự giải. UNITÉ – Thiết lập ñơn vị Thiết lập ñơn vị chiều dài: m, lực: daN; ứng suất: MPa, góc : 0 , nhiệt ñộ: 0 C. FICHIER Nouvelle Étude – Tạo bài mới, chọn loại hệ không gian Spatiale Nhập tọa ñộ các nút như trong bảng trên. Lúc này ta có màn hình biểu diễn các nút của hệ. Các giả thiết khác ñều ñược ñặt trong Modeliser như sau: MODELISER Số nút x (m) y (m) z (m) 1 0 0 0 2 0 0 4 3 0 8 4 4 0 11 4 5 3 8 4 6 3 8 0 TH Thiết kế trên máy tính 2010 Poutres - Nối các thanh lại với nhau ñể tạo thành hệ như trên hình vẽ. Matériaux – ðặt vật liệu Cả hệ thanh ñều có cùng 1 mặt cắt ngang nên ta chọn cả hệ cùng 1 màu. Sau ñó nhấn vào thẻ Definir, nhập vào module d’Young – Mô ñun ñàn hồi = 100000Mpa, Coefficient de Poisson - hệ số Poisson = 0,2978 Section droite – Mặt cắt ngang. Cả hệ thanh có 3 mặt cắt ngang khác nhau nên ta thay ñổi màu sắc của từng nhóm. Sau ñó nhấn vào thẻ Paramétrée, lần lượt nhập kích thước của mặt cắt ngang hình chữ nhật ñặc cho các thanh như sau: + Thanh 2-3, kích thước 600x300 + Thanh 3-5, kích thước 500x300 + Thanh 5-6, kích thước 800-300 Modifier l’orientation angulaire d’une poutre – Thay ñổi hướng của mặt cắt ngang. Chọn vào ô có angle = 90 0 , sau ñó nhấp chọn thanh 1-2 ñể thanh 1-2 có cách bố trí mặt cắt ngang như hình trên. Relaxations – Liên kết trong Các thanh trong hệ ñược nối cứng với nhau nên không cần chọn mục này. Liaisions – Liên kết ngoài + Chọn biểu tượng liên kết ngàm – Encastrée tại nút 1, và 6. Charges – ðặt lực + ðặt lực tập trung Fz = -1000 daN tại nút 4. Calculer – Tính toán Chọn nghiên cứu tĩnh – Analyse Statique Vào menu Résultats ñể khai thác kết quả. Dưới ñây là biểu ñồ Mô men uốn của hệ: ðể in các kết quả khác, vào Fichier, Editer, và chọn vào Résultats. TH Thiết kế trên máy tính 2010 z x y 2,5 3 1 3 1 2,5 2 2 P = 1,5 kN 700 N/m 1000 N/m 2.2.3 Bài tập ñề nghị giải Bài 1: Cho hệ thanh sau: Biết mặt cắt vuông rỗng cạnh 40 mm, chiều dày 3 mm cho thanh nằm ngang; Vuông ñặc cạnh a = 40 mm cho các thanh ñứng. Vật liệu thép 45. Xác ñịnh biến dạng lớn nhất của hệ. TH Thiết kế trên máy tính 2010 3. MÔ ðUN RDM – ELEMENT FINIS 3.1 Giới thiệu Mô ñun RDM – ELEMENT FINIS gồm các môñun nhỏ: Dessin (vẽ), Maillage (tạo lưới), Elasticité (ñàn hồi), Thermique (nhiệt), và Plaque (tấm). RDM – Dessin ðây là môñun dùng ñể vẽ. Nó cho phép mô hình hoá hình học kết cấu. Một phần của thao tác tạo lưới ñược thực hiện với môñun này. Những tập tin ñược tạo ra bởi môñun này có phần mở rộng là .GEO. RDM – Maillage Môñun này cho phép rời rạc hoá kết cấu, ñánh số các nút và chỉnh mật ñộ lưới quanh một nút. Những tập tin ñược tạo ra bởi môñun này có phần mở rộng là .MAL RDM – Thermique Môñun này cho phép tính toán nhiệt các chi tiết phẳng hay tròn xoay. Những tập tin ñược tạo ra bởi môñun này có phần mở rộng là .CAL RDM – Elasticité Môñun này cho phép giải bài toán tĩnh và ñộng các kết cấu ñàn hồi phẳng hay tròn xoay. Các dạng tải trọng: + Tải trọng tập trung và nút + Tải trọng phân bố + Trọng lượng riêng + Lực quán tính + Tải nhiệt Những tập tin ñược tạo ra bởi môñun này có phần mở rộng là .CAL RDM – Plaque Môñun này cho phép giải bài toán tĩnh và ñộng các tấm chịu uốn. Các dạng tải trọng: + Tải trọng tập trung và nút + Tải trọng tuyến tính + Tải bề mặt + Trọng lượng riêng Những tập tin ñược tạo ra bởi môñun này có phần mở rộng là .PLA 3.2 Bài toán ñàn hồi nhiệt – Elasticité Thermique 3.2.1 Bài tập ứng dụng TH Thiết kế trên máy tính 2010 y x 2L p A B C d Cho một tấm vuông phẳng làm bằng thép cạnh 2L, và chiều dày e, ñục một lỗ tròn ở giữa ñường kính d rất nhỏ so với L như hình vẽ dưới. Hai mặt ñối diện chịu áp suất kéo p Áp dụng bằng số: L = 400 mm, d = 80 mm, e = 10 mm, p = 10 Mpa. Vật liệu có E = 210000 Mpa, hệ số Poisson µ = 0,26. 3.2.2 Trình tự giải ðây là một bài toán ñối xứng cả về hình học và ngoại lực qua trục x và y. Trong phần mềm cho phép ta chọn loại bài toán ñối xứng và do vậy chỉ cần giải cho một phần tư cấu trúc. Ta có trình tự giải như sau: DESIN – MAILLAGE – Phát thảo biên dạng kín FICHIER Bibliothèque: nhập số hiệu cấu trúc – Numéro: 10, nhập các thông số hình học của cấu trúc: X0 = Y0 = 0; L = H = 400; R = 40. ðể xem các thông số và biên dạng hình học có sẵn trong thư viện, ta vào Aide, nhấp chọn Bibliothèque de géométries. Lúc này ta có biên dạng cấu trúc trên màn hình. MAILLER (DELAUNAY) - Lưới hoá tự ñộng Modéliser    Paramètres - ðặt tham số cho việc tạo lưới + Nombre d’éléments - Số phần tử: 400 Nhấp chọn dạng phần tử là tam giác 6 nút cạnh cong – Triangle à 6 noeuds. Sau khi ñã tạo lưới thành công ta phải chuyển sang môi trường bài toán cụ thể . Với bài toán này thuộc dạng bài toán ðàn hồi nhiệt, ứng suất phẳng, ñối xứng. Cách làm như sau: FICHIER Nhấp chọn loại bài toán Elasticité – Thermique. + Lưu lại hình học của hệ + Chọn vào Ô Contraintes planes – Bài toán ứng suất phẳng. Lúc này ta vào ñược môi trường bài toán. Mọi giả thiết của nó ñược ñặt trong menu Modéliser như sau: MODÉLISER Matériau - ðặt vật liệu + Chọn màu cho cả hệ (vì cả hệ ñều cùng một loại vật liệu) TH Thiết kế trên máy tính 2010 + Chọn thẻ Définir, nhập vào Module d’Young = 210000 Mpa và Coefficient de Poisson = 0.26 Epaisseur - ðặt chiều dày + Chọn một màu cho cả hệ + Chọn thẻ Définir, nhập vào Epaisseur = 10 mm Liaisons/Symétries - ðặt liên kết + Ta ñang nghiên cứu một phần tư của hện nên chọn lệnh ñối xứng: + Chọn lệnh ñối xứng theo phương nằm ngang : Symétrie: Axe horizontal, sau ñó nhấp chọn vào ñiểm A. + Chọn lệnh ñối xứng theo phương thẳng ñứng : Symétrie: Axe verticale, sau ñó nhấp chọn vào ñiểm B Cas de charges - ðặt lực + Chọn áp suất – Pression, nhập giá trị -10 Mpa, và nhấp chọn vào cạnh chịu áp suất. CALCULER – Tính toán Ta nghiên cứu tĩnh bài toán bằng cách chọn Analyse statique, lưu bài tập lại. Các kết quả ñược lấy từ phần Résultats. RÉSULTATS Chọn lệnh thích hợp trong ñó ñể có kết quả cần thiết + Biến dạng của tấm: + ðể biết các giá trị về biến dạng, ứng suất … trên một ñường biên bất kỳ , ta chọn lệnh Coupe suivant une ligne frontière. ðây là ứng suất σ xx trên cạnh BC: . tới hạn của thanh khi chia thanh thành 1, 2, 10 phần tử. ðS: Số phần tử Hệ số lực tới hạn 1 5.321 2 5.154 10 5.127 2.2 Hệ thanh không gian 2.2.1 Bài tập ứng dụng Cho hệ thanh như sau:. 681.650 6 1062.700 Bài 3: Một thanh AB , chiều dài L ñược ngàm một ñầu tại A. Thanh ñược làm từ vật liệu bằng thép có mô ñun ñàn hồi E. Mặt cắt ngang của của thanh là hình tròn ñặt có ñường. mặt cắt ngang hình chữ nhật ñặc cho các thanh như sau: + Thanh 2-3, kích thước 600x300 + Thanh 3-5, kích thước 500x300 + Thanh 5-6, kích thước 800-300 Modifier l’orientation angulaire