Đánh giá độ bền va đập của trọng vật lên tấm nẹp gia cường của kết cấu thân tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG - o0o - ĐẶNG TRẦN QUỐC TÁNH ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN VA ĐẬP CỦA TRỌNG VẬT LÊN TẤM CÓ NẸP GIA CƢỜNG CỦA KẾT CẤU THÂN TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐÓNG TÀU THỦY GVHD: TS HUỲNH VĂN VŨ NHA TRANG, 06/ 2014 i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Đặng Trần Quốc Tánh Lớp : 52 DT Nghành: Kỹ Thuật Tàu Thủy Khoa: Kỹ Thuật Giao Thông Tên Đề tài: “ Đánh giá độ bền va đập trọng vật lên có nẹp gia cƣờng kết cấu thân tàu” Số chƣơng: 04 Số Trang: 66 Số tài liệu tham khảo: 15 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Kết luận: ĐIỂM CHUNG Bằng chữ Bằng số Nha Trang, ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TS Huỳnh Văn Vũ ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đặng Trần Quốc Tánh Lớp : 52 DT Nghành: Kỹ Thuật Tàu Thủy Khoa: Kỹ Thuật Giao Thông Tên Đề tài: “Đánh giá độ bền va đập trọng vật lên kết cấu có nẹp gia cƣờng kết cấu than tàu” Số chƣơng: 04 Số Trang: 66 Số tài liệu tham khảo: 15 Hiện vật: 03 đồ án, 03 CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Đánh giá chung: ĐIỂM CHUNG Bằng chữ Bằng số Nha Trang, ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nha Trang, ngày tháng năm 2014 iii LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc tới thầy cô giáo trƣờng Đại học Nha Trang nói chung thầy giáo khoa Kỹ thuật Giao thơng, mơn Kỹ thuật tàu thủy nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến T.S Huỳnh Văn Vũ, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hƣớng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em tiếp thu đƣợc nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập đƣợc tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Đồng thời em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Bùi Văn Nghiệp, thầy tận tình giúp đỡ em làm mẫu vật cần thiết phạm vi đề tài Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ q trình học tâp, nghiên cứu hồn thành đồ án tốt nghiệp Nha Trang, ngày 15 tháng năm 2014 Ngƣời thực Đặng Trần Quốc Tánh iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN ix Chƣơng 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VA ĐẬP TRONG KẾT CẤU TÀU THỦY 1.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 LÝ THUYẾT VA ĐẬP 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Các đặc điểm trình va đập 2.1.3 Các giả thiết 2.1.4 Bài toán va đập trọng vật lên kết cấu tàu thủy 2.1.5 Kết cấu thép có nẹp gia cường 2.2 TRIỂN KHAI THÍ NGHIỆM 14 2.2.1 Chế tạo mẫu vật 14 2.2.2 Giới thiệu thiết bị thử va đập 17 2.2.3 Quy trình thử va đập 20 2.3 TRÌNH TỰ MƠ PHỎNG BÀI TỐN VA ĐẬP CỦA TRỌNG VẬT LÊN TẤM KẾT CẤU TÀU THỦY 25 2.3.1 Mơ hình hóa 26 2.3.2 Đặt thuộc tính vật liệu 29 2.3.3 Điều kiện biên 30 2.3.4 Đặt lực tác dụng 31 Chƣơng 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM, MƠ PHỎNG ĐỘ BỀN CỦA TẤM CĨ NẸP GIA CƢỜNG 32 v CỦA KẾT CẤU THÂN TÀU 32 3.1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 32 3.1.1 Kết thực nghiệm mẫu SP-FB 33 3.1.2 Kết thực nghiệm mẫu SP-LB 34 3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37 3.2.1 Hình dạng mẫu sau mơ 37 3.2.2 Đồ thị chuyển vị vị trí đặc biệt 40 3.3 SO SÁNH GIÁ TRỊ CHUYỂN VỊ GIỮA THỰC NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG 45 3.3.1 So sánh hình dạng mẫu tương ứng 45 3.3.2 So sánh chuyển vị kết cấu tương ứng 47 3.4 MỞ RỘNG MÔ PHỎNG CHO CÁC TRƢỜNG HỢP KHÁC 49 3.4.1 Trường hợp (SP-FB-42) 49 3.4.2 Trường hợp (SP-FB-84) 54 3.4.3 Trường hợp (SP-LB-240) 57 3.4.4 Trường hợp (SP-FB-20) 60 Chƣơng 4: KẾT LUẬN 63 Thảo luận kết 63 Đề xuất 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 : Va đập trọng vật lên dầm ngàm hai đầu Hình 2.1: Mơ hình trọng vật thí nghiệm va đập   Hình 2.2: Lực F chuyển vị d Hình 2.3: Khu vực tính tốn mẫu vật 11 Hình 2.4: Các mẫu thực nghiệm 12 Hình 2.5 Giản đồ Lực kéo – chuyển vị mẫu thử kéo 13 Hình 2.7: Vạch dấu lắp ráp 15 Hình 2.8: Mẫu SP-FB sau chế tạo xong 15 Hình 2.9: Mẫu SP-LB sau chế tạo xong 16 Hình 2.11: Máy thử va đập 18 Hình 2.13: Hình ảnh khơng gian sau chế tạo xong mơ hình hóa xong19 Hình 2.14: Cố định kết cấu bulong 20 Hình 2.16: Nâng, chỉnh trọng vật dọi 22 Hình 2.17: Thả trọng vật 23 Hình 2.19: Mơ hình kết cấu trọng vật mô 27 Hình 2.20: Kết phân tích hội tụ mẫu SP-FB 28 Hình 2.21: Kết phân tích hội tụ mẫu SP-LB 28 Hình 2.22: Kết phân tích hội tụ mẫu SP-TB 28 Hình 2.24: Điều kiện biên mô 30 Hình 3.1: Vị trí 33 Hình 3.2: Hình ảnh mẫu SP-FB sau va đập 34 Hình 3.3: Hình ảnh mẫu SP-LB sau thử nghiệm 35 Hình 3.6: Hình dạng mẫu SP-LB sau mơ 38 Hình 3.7: Hình dạng mẫu SP-TB sau mô 39 Hình 3.8: Vị trí để đo chuyển vị 40 Hình 3.9: Biểu đồ chuyển vị của mẫu SP-FB 40 Hình 3.10: Biểu đồ chuyển vị của mẫu SP-LB 41 vii Hình 3.11: Biểu đồ chuyển vị của mẫu SP-TB 41 Hình 3.12:Các giai đoạn chuyển vị nút trình va đập nút số 42 Hình 3.13: Biểu đồ lượng của mẫu SP-FB 43 Hình 3.14: Biểu đồ lượng của mẫu SP-LB 43 Hình 3.15: Biểu đồ lượng của mẫu SP-TB 44 Hình 3.16: Các giai đoạn lượng nôi 44 Hình 3.17: Các giai đoạn lượng trọng vật truyền cho 45 Hình 3.18: So sánh hình ảnh thực nghiệm mơ mẫu SP-FB 46 Hình 3.19: So sánh hình ảnh thực nghiệm mô mẫu SP-LB 47 Hình 3.20: So sánh hình ảnh thực nghiệm mơ mẫu SP-TB 47 Hình 3.21: Mơ hình phẩn tử mẫu SP-FB-42 50 Hình 3.22: Hình dạng mẫu SP-FB-42 sau mô 51 Hình 3.23: Đồ thị chuyển vị điểm đặt biệt mẫu SP-FB-42 52 Hình 3.24: Sơ đồ lượng mẫu SP-FB-24 53 Hình 3.25: Mơ hình phẩn tử mẫu SP-FB-84 54 Hình 3.26: Hình dạng mẫu SP-FB-84 sau mô 55 Hình 3.27: Đồ thị chuyển vị mẫu SP-FB-84 56 Hình 3.28: Đồ thị chuyển vị điểm đặt biệt mẫu SP-FB-150 56 Hình 3.29: Mơ hình phần tử mẫu SP-LB-240 57 Hình3.30: Kết mơ mẫu SP-LB-240 58 Hình 3.31: Sơ đồ chuyển vị điểm mẫu SP-LB-240 59 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Yêu cấu thép đóng tàu có độ bền bình thường 10 Bảng 2.2: Yêu cấu thép đóng tàu TCVN-6259:2003 10 Bảng 2.3: Đơn vị SI dùng 26 Bảng 2.4 :Các thông số vật liệu kết cấu thép 29 Bảng 2.5: Các giá trị đầu vào tốn mơ 31 Bảng 3.1: Thông số mẫu thực nghiệm 32 Bảng 3.8 : So sánh kết thực nghiệm mô 49 Bảng 3.9: Các thông số đầu vào mẫu SP-FB-42 50 ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG PHẠM VI ĐỒ ÁN STT CHỮ VIẾT TẮT CAE FB SP-FB SP-LB SP-TB CỤM TỪ NGUYÊN NGHĨA TIẾNG VIỆT NGHĨA TƢƠNG ỨNG Computer Added Engineering Phần mếm tính tốn mơ FlatBar Nẹp thẳng Stiffened Plate Flatbar Tấm gia cƣờng nẹp thẳng Stiffened Plate L-Bar Tấm gia cƣờng nẹp chữ L Stiffened Plate T-Bar Tấm gia cƣờng nẹp chữ T Internal En Internal Energy Năng lƣợng nội Kinetic En Knitic Energy Năng lƣợng động AISI American Iron and Steel Istitut Trung tâm kiển tra chất lƣợng thép USA United State American Nƣớc Mỹ ... nâng lên cao… 2.1.2 Các đặc điểm trình va đập Quá trình va đập đƣợc tạo nên hai vật: vật va đập vật chịu va đập tác động vào Vật va đập tác nhân gây va đập cho vật chịu va đập Vật chịu va đập. .. xét, đánh giá đƣợc đúc kết 6 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 LÝ THUYẾT VA ĐẬP 2.1.1 Định nghĩa Va đập trƣờng hợp đặc biệt chuyển động học, tác động vật (vật va đập) lên vật khác (vật chịu va đập) ... cứu vật liệu năm 1972, Johnson [3] đƣa giả thiết rằng, thời gian va đập vơ ngắn, yếu tố bên ngồi tác động lên kết cấu đƣợc xem nhƣ vật cứng tuyệt đối, kết cấu chịu tác động va đập đƣợc xem vật