hướng dẫn sử dụng phần mềm ldsolids

Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdso l ids Trang 1 Phần I. TỔNG QUAN PHẦN MỀM 1. Giới thiệu Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của đất nước, nền giáo dục Việt Nam nói chung và giáo dục đại học nói riêng, đã có những bước phát triển đáng kể. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đòi hỏi giáo dục đại học cần có sự đổi mới toàn diện và sâu sắc. Một trong những giải pháp quan trọng là nhanh chóng đổi mới phương pháp dạy học ở đại học. Điều 40 của Luật giáo dục 2005 nêu rõ: “ Phương pháp đào tạo trình độ cao đẳng, trình độ đại học phải coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự giác trong học tập, năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng thực hành, tạo điều kiện cho người học tham gia nghiên cứu, thực hành, ứng dụng” Để đào tạo ra lớp người đáp ứng được yêu cầu đó, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của sinh viên (phương pháp dạy học tích cực) là cấp thiết hiện nay. Một công cụ hỗ trợ đắc lực cho phương pháp dạy học tích cực là ứng dụng công nghệ thông tin - một phương tiện dạy học hiện đại, hữu ích và hiệu quả trong dạy học. Là giáo viên giảng dạy môn học sức bền vật liệu để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn học này tôi giới thiệu đến các độc giả một phần mềm dạy học MD Solids Hiện nay có rất nhiều phần mềm hổ trợ học tập và giảng dạy môn học sức bền vật liệu, tuy nhiên hiện nay vẫn chưa có phần mềm nào có giao diện thân thiện, phù hợp và dễ sử dụng như là MDSolids. MDSolids là phần mềm của Timothy A. Philpot, Ph.D, P.E, giảng viên trường Đại học Missouri – Rolla (Mỹ).Đây là phần mềm đạt giải thưởng phần mềm dạy học xuất sắc nhất trong cuộc thi phần mềm giáo dục năm 1998, với giao diện thân thiện, tính năng phong phú. Phần mềm được xây dựng dựa trên các giáo trình về sức bền vật liệu chuẩn của các tác giả có uy tín lớn trên thế giới như : Machanics of Materials của Roy R. Craig; Machanics of Materials của Beer Johnston và Dewolf, Machanics of Materials của Gere, Machanics of Ma- terials của Hibbeler… MDSolids đã được sử dụng nhiều ở các trường đại họccủa Phạm Quốc Hòa Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Mỹ như : University of Texas, The Pennsylvania State University, Stanford University và nhiều trường đại học ở nhiều nước khác trên thế giới. 2. Những ứng dụng của MDSolids Phần mềm này có thể hỗ trợ chúng ta trong các vấn đề sau: 1. Giải các bài toán SBVL. Phần mềm này có thể giúp giải quyết hầu hết các dạng bài tập cơ bản của môn học SBVL. 2. Giúp sinh viên kiểm tra lại kết quả đã tính toán bằng tay, giúp kiểm tra lỗi trong quá trình tính toán. 3. MDSolids cung cấp cách giải gọn nhẹ. Những giải thích rõ ràng trong các bước giải sẽ giúp sinh viên nâng cao khả năng hiểu và giải quyết các bài tập. Đồng thời qua đó giúp sinh viên hiểu và nắm luôn các khái niệm cơ bản của sức bền vật liệu. 4. Cung cấp hình ảnh minh hoạ nội lực và ứng suất trong mặt cắt ngang khi thanh chịu kéo (nén), uốn, xoắn,… rất trực quan và sinh động. 5. Phần mềm này giúp sinh viên có một cái nhìn trực quan về kết quả tính toán. Bằng trực giác sẽ giúp sinh viên nắm kỹ hơn về nguyên lý cộng độc lập tác dụng, đây là vấn đề khó mà phần lớn sinh viên thường vấp phải. 6. Nếu muốn tìm hiểu môn học SBVL, phần trợ giúp (help) của chương trình bao gồm nhiều tham khảo bổ ích. 7. MDSolids có phần trợ giúp rất chi tiết, trong đó có các ví dụ kèm theo hướng dẫn giải rất rõ ràng, giúp cho chúng ta tự nghiên cứu. 8. Cung cấp những tuỳ chọn cho những đơn vị thường sử dụng nhất, đồng thời các ký hiệu quy ước được dùng bằng chữ (không dùng các ký hiệu) nên rất thuận lợi cho người học tiếp cận phần mềm này. Giao diện chính của phần mềm: Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsol ids Trang 3 3. Các mô đun chính của phần mềm Phần mềm có 12 mô đun, mỗi mô đun đề giúp giải quyết một vấn đề tiêu biểu của môn học sức bền vật liệu như: -Vẽ biểu đồ nội lực - Kéo,nén đúng tâm. - Hệ thanh siêu tĩnh chịu kéo, nén đúng tâm. - Trạng thái ứng suất. - Thanh tròn chịu xoắn thuần tuý. - Dầm chịu uốn ngang phẳng. - Đặc trưng hình học tiết diện của mặt cắt. - Ổn định thanh chịu nén. - Thanh chiu lực phức tạp. - Tính bình chịu áp lực. - Thư viện các bài tập - Phân tích tổng quát của bài toán sức bền vật liệu cơ bản. Ngoài ra chương trình còn có phần Animated Learning Tools giúp chúng ta vừa học vừa chơi đầy thú vị. Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 4 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phần II. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG MDSOLIDS GIẢI BÀI TẬP SỨC BỀN VẬT LIỆU CHƢƠNG 1: BIỂU ĐỒ NỘI LỰC CỦA DẦM CHỊU UỐN Bài tập 1:Cho dầm chịu lực như hình vẽ. Biết P =20kN, q = 5kN/m, M = 30kNm. Yêu cầu: Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm Hƣớng dẫn giải - Click chuột vào mô đun Determinate Beamsnhư trên hình 1.1 Hình 1.1. Giao diện phần mềm -Ta được giao diện như hình 1.2 P M 2m 2m 1m Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsol ids Trang 5 Hình 1.2.Các dạng dầm có trong phần mềm - Vì ta đang cần vẽ biểu đồ cho dầm chịu uốn nên ta chọn mô đun thứ nhất trên hình 2 ta có giao diện như hình 3 Hình 1.3. Thông số chiều dài dầm - Ta nhập giá trị chiều dài dầm vào khung 1, đơn vị tính của dầm vào khung 2, tọa độ vị trí các gối đỡ vào khung 3 và khung 4 như ở hình 1.4. Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 6 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Hình 1.4. Các thông số của dầm - Sau đó click chuột vào nút enter ta có kết quả như hình 1.5 Hình 1.5.Hình dạng của dầm chịu uốn - Đặt lực theo yêu cầu đề bài như ở ví dụ này ta lần lượt đặt các lực như ở các hình 6, 7, 8: Đặt lực tập trung P = 20kN Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsol ids Trang 7 Hình 1.6. Lực tập trung Đặt lực phân bố q = 5kN/m Hình 1.7. Lực phân bố trên dầm Đặt mô men tập trung M = 30kNm Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 8 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Hình 1.8. Mô men trên dầm - Sau mỗi lần đặt lực ta lưu ý click chuột vào nút enter. Kết quả ta sẽ nhận được biểu đồ nội lực như hình 9 Hình 1.9.Biểu đồ nội lực. Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsol ids Trang 9 Bài tập 2:Cho dầm chịu lực như hình vẽ. Biết P=20kN, q 1 =5kN/m, q 2 =10kN/m ,M=30kNm; Hãy vẽ biểu đồ nội lực cho dầm. Hƣớng dẫn giải - Click chuột vào mô đun Determinate Beams như trên hình 1.10 Hình 1.10.Giao diện của phần mềm -Ta được giao diện như hình 1.11 Hình 1.11.Chọn dạng dầm. q 1m 2m 1 2 q P M Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 10 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids - Vì ta đang cần vẽ biểu đồ cho dầm chịu uốn nên ta chọn mô đun thứ nhất trên hình 1.11 ta có giao diện như hình 1.12 Hình 1.12.Giao diện để điền các thông số của dầm Đưa các thông số kích thước của dầm và ngoại lực tác dụng lên dầm như hình vẽ bên dưới. Hình 1.13.Giao diện để điền các thông số lực phân bố hình thang - Điền giá trị lực phân bố hình thang vào các khung trên gồm chiều dài đoạn dầm mà lực phân bố và độ lớn lực phân bố. [...]... 20 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Để xác định biểu đồ nội lực, biểu đồ ứng suất của bài toán ta nhấn nút Plots ta được các biểu đồ sau: Hình 2.14.Biểu đồ lực dọc Hình 2.15.Biểu đồ ứng suất pháp Hướng d ẫn sử d ụng phần mề Mdso l ids m T rang 21 Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 2.16.Biểu đồ chuyển vị T rang 22 Hướng dẫn sử dụng phần mềm. .. Hƣớng dẫn giải Từ menu của phần mềm ta chọn Section Propertieskhi xuất hiện bảng Section Properties module ta chọn Flangesau đó tiếp tục chọn T-Shape Hình 4.1.Giao diện chính của phần mềm Hướng d ẫn sử d ụng phần mề Mdso l ids m T rang 27 Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 4.2.Chọn hình dạng mặt cắt Sau khi chọn T-Shape ta được: Hình 4.3.Điền các thông số mặt cắt T rang 28 Hướng dẫn sử dụng. .. biến dạng dài tuyệt đối cho thanh biết E=2.109Mpa Hƣớng dẫn giải -Kích chuột vào biểu tương problem libery trên menu chính của phần mềm Mdsolids: Chọn thư mục Axial Defomation  Segmented axial members  Vertical axialmembers  Rod areas specified màn hình sẽ hiện ra bảng tính như sau: Hình 2.1.Giao diện menu phần mềm T rang 12 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa... ta chọn Torsion Analysis options Multiple torques Hình 5.1.Giao diện phần mềm Hướng d ẫn sử d ụng phần mề Mdso l ids m T rang 31 Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 5.2.Chọn mô hình bài toán Ta thấy xuất hiện bảng cần đưa các dữ liệu đầu vào của bài toán như sau: Hình 5.3.Mô hình bài toán T rang 32 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Theo đề bài... phương của trục x ta thấy xuất hiện bảng như sau: Hướng d ẫn sử d ụng phần mề Mdso l ids m T rang 25 Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 3.4.Kết quả các thành phần ứng suất trên mặt nghiêng Ta dễ dàng xác định được ứng suất pháp trên mặt nghiêng 600 so với trục x là 2.116Mpa và ứng suất tiếp là 0.933Mpa T rang 26 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại... mô men quán tính T rang 30 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa CHƢƠNG 5 XOẮN THUẦN TÚY Bài tập 1: Vẽ biểu đồ nội lực M 2M và biểu đồ góc xoắn cho dầm chịu lực như hình vẽ Biết A M=30kNm, a=1m, a G=8.109Mpa, D=100mm, C B a d=80mm Hƣớng dẫn giải Để giải quyết bài toán trên ta ta thực hiện các bước như sau: Từ menu chính của phần mềm ta chọn Torsion Analysis... sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Bài toán siêu tĩnh Bài tập 2: Xác định nội lực ứng suất và biến dạng của thanh chịu lực như hình vẽ Biết P=40kN, F1=10cm2, F2=20cm2, a=1m Hƣớng dẫn giải Từ menu chính của phần mềm chọn Indet Axial  Analysis Options  End to EndBars  with force in middle màn hình sẽ hiện ra bảng tính sau: Hình 2.9.Giao diện chính của phần mềm Hướng. .. Và nhấn vào Compute ta được Hướng d ẫn sử d ụng phần mề Mdso l ids m T rang 33 Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 5.4.Biểu đồ ứng suất Để vẽ biểu đồ góc xoắn và xác định góc xoắn co các mặt cắt của thanh ta chọn Rotation Angle ta được biểu đồ Nếu tính theo Radian ta chọn Angle Units và chọn Radians Hình 5.5.Biểu đồ góc xoắn T rang 34 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường... Hình 2.4.Mô hình thanh chịu kéo nén có 3 đoạn T rang 14 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trƣờng hợp thanh chịu ngàm ở dƣới ta chỉnh Support at bottom Hình 2.5.Mô hình thanh chịu kéo nén bị ngàm dưới Trƣờng hợp thanh nằm theo phƣơng ngang: -Kích chuột vào biểu tương problem libery trên menu chính của phần mềm Mdsolids Chọn thư mục Axial Defomation  Segmented... suất lớn nhất 1  2.618Mpa ;  2  0.382Mpa ;  max  1.118Mpa Ta tiếp tục nhấn vào nút Details trên bảng ta thấy suất hiện bảng sau: T rang 24 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hình 3.3.Kết quả chi tiết các thành phần ứng suất Nhìn vào bảng Principal Stress Orientationta hoàn toàn có thể xác định được phương chính Trong trường hợp cụ thể này góc của phương . Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsol ids Trang 3 3. Các mô đun chính của phần mềm Phần mềm có 12 mô đun, mỗi mô đun đề giúp giải quyết. Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdso l ids Trang 1 Phần I. TỔNG QUAN PHẦN MỀM 1. Giới thiệu Trong những năm qua, cùng với sự phát triển. phần Animated Learning Tools giúp chúng ta vừa học vừa chơi đầy thú vị. Phạm Quốc Hòa-Trường đại học Trần Đại Nghĩa Trang 4 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mdsolids Phần II. HƢỚNG DẪN