XÉT ẢNH HƯỞNG của số lớp,góc NGHIÊNG SỢI,TÍNH TOÁN bền và DAO ĐỘNG CHO bể CHỨA BIOGAS BẰNG vật LIỆU COMPOSITE

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Bộ Giáo Dục Đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Độc lập – Tự – Hạnh phúc & & NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Họ tên : Lê Văn Sơn Lớp : Sản phẩm chất dẻo- Khóa 53 Ngành : Sản phẩm chất dẻo Khoa : Cơ Khi Đề Tài: XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ LỚP,GÓC NGHIÊNG SỢI,TÍNH TOÁN BỀN VÀ DAO ĐỘNG CHO BỂ CHỨA BIOGAS BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE Nội dung thuyết minh • GIỚI THIỆU CHUNG • MÔ PHỎNG SỐ BỂ BIOGAS COMPOSITE • ĐƯA RA QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN BỀN KẾT CẤU BỂ BIOGAS COMPOSITE Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Mạnh Cường Ngày hoàn thành : Ngày tháng năm 2014 Chủ nhiệm môn Cán hướng dẫn (chữ ký, họ tên) (chữ ký, họ tên) PGS.TS Nguyễn Nhật Thăng SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 TS Nguyễn Mạnh Cường SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Kết đánh giá đồ án tốt nghiệp Điểm hướng dẫn : …………… Điểm duyệt : …………… Điểm bảo vệ hội đồng : …………… Ngày … tháng …… năm 2014 Chủ tịch hội đồng ( ký ghi rõ họ tên ) SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu LỜI CẢM ƠN Ngày với việc phát triển mạnh mẽ máy tinh điện tử giúp cho việc tinh toán đạt tốc độ siêu nhanh, cải thiện đáng kể thời gian có độ chinh xác cao.Thậm chi khâu thử mẫu, thử độ bền, mô trình làm việc…cũng thực phần mềm công nghiệp trước đưa vào sản xuất hàng loạt Nói đến phần mềm công nghiệp thiết kế mô có: Autocad, SolidWorks, Catia, Pro/Engineer,Ansys, SAP…Việc tiếp cận với phương pháp tinh toán PTHH ứng dụng phần mềm dựa PP PTHH để giải toán kết cấu trường ĐH Bách Khoa Hà Nội điều bổ ich kĩ sư em Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy, cô giáo môn Cơ học vật liệu kết cấu – Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt T.S Nguyễn Mạnh Cường hướng dẫn tận tình, tâm huyết giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà nội, ngày 01 tháng 01 năm 2014 Sinh viên Lê Văn Sơn SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu MỤC LỤC SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu LỜI NÓI ĐẦU Hiện đốt sinh học (biogas) loại nhiên liệu phổ biến quen thuộc với tất người Đây công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi, cung cấp lượng rẻ tiền cho bà nông dân, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng động giảm thiểu sử dụng nguyên liệu hoá thạch, giảm tượng phá rừng giảm phát thải khí nhà kính Trước công trình bể sinh học biogas xây gạch, sau thời gian triển khai đưa vào sử dụng loại bể gạch lộ nhiều khuyết điểm phải khắc phục khó khăn Bên cạnh ngành vật liệu composite phát triển mạnh mẽ ứng rụng rộng rãi vào tất lĩnh vực Việt Nam Bể biogas composite chế tạo đưa vào sử dụng để thay cho loại bể gạch truyền thống mang lại hiểu kinh tế cao cho bà nông dân Tuy nhiên theo khảo sát thị trường có nhiều mẫu mã bể biogas composite khác chất lượng ko giống nhau, hàng giả hàng nhái chất lượng Một phần mục đich kinh doanh thu lợi nhuận, phần kĩ thuật chế tạo công ty.Với công trình mang tinh quốc gia Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn điều thật đáng báo động SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu CHƯƠNG I: MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI I.1 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Hiện Việt Nam có gần 10 doanh nghiệp sản xuất cung cấp bể biogas composite Sự tiện ich tinh hiệu kinh tế loại bể chứa khẳng định phổ biến rộng rãi Ngoài bể chứa biogas loại bình, bồn, bể chứa khác vật liệu composite nghiên cứu sản xuất để thay cho thiết bị truyền thống tốn mà không hiệu mặt kinh tế kĩ thuật Đến nay, Việt nam chưa có tiêu chuẩn chất lượng Quốc gia hầm Biogas vật liệu Composite ( có tiêu chuẩn quốc gia loại nguyên, vật liệu).Trong Việt nam có hàng chục Công ty sản xuất hầm Biogas vật liệu Composite, toàn Công ty không công bố tiêu chuẩn chất lượng sở Đồng thời chưa có quan quản lý chất lượng, chất lượng hầm biogas vật liệu Composite công ty sản xuất khác Chủ yếu họ sản xuất, kinh doanh nhằm thu lợi nhuận mà ý đến chất lượng Điều đặt yêu cầu thực tế: cần lập quy trình tính toán kiểm nghiệm tin cậy, từ tiêu chuẩn hóa thông số kỹ thuật phục vụ cho việc tính toán chế tạo sau Với vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu tìm phương pháp tinh toán tiêu chuẩn cho kết cấu bể biogas composite cấp thiết quan trọng SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu I.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Xét ảnh hưởng số lớp phương sợi đến độ bền bể biogas vật liệu composite Đề tài tập trung giải vấn đền sau: • Bài toán bền kết cấu bể biogas chịu lực tác động từ bên điều kiện thi nghiệm • Bài toán bền kết cấu bể biogas chịu lực tác động từ bên đàn hồi • Bài toán bền kết cấu bể biogas chịu đồng thời lực tác động bên áp lực bên trong môi trường nề đàn hồi Từ xây dựng quy trình tinh toán, thiết kế, kiểm nghiệm bền tinh dao động tự cho bể biogas Trên sở ta mở rộng để áp dụng cho kết cấu có dạng vỏ khác làm từ loại vật liệu composite khác I.3 HƯỚNG GIẢI QUYẾT Toàn nội dung đề tài giải dựa li thyết phần tử hữu hạn (PTHH) với công cụ phần mềm mô tinh toán công nghiệp Ansys Multyphysic Trong nội dung đồ án này, bể biogas composite mô hình 3D phần mềm SolidWorks xuất file mô hình file trung gian *.IGS nhập vào Ansys để tinh toán SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CHUNG Trong chương này, Đồ án giới thiệu số nội dung phương pháp Phần tử hữu hạn phần mềm tính toán công nghiệp ANSYS Ngoài ra, chương I giới thiệu khái quát vật liệu Composite, ứng dụng vật liệu Composite Việt Nam giới, giớ thiệu bể biogas vật liệu composite II.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (PPPTHH) VÀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CÔNG NGHIỆP ANSYS II.1.1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Sự tiến khoa học kỹ thuật đòi hỏi kỹ sư phải thực công việc, nhiệm vụ đề án ngày phức tạp, đắt tiền, đòi hỏi độ chinh xác an toàn cao Vì vậy, thực tế đặt phương pháp để giải toán cách hiệu chinh xác Và phương pháp sử dụng phổ biến giới Phương pháp Phần tử hữu hạn (PP PTHH) Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) phương pháp gần để giải số lớp toán biên Theo phương pháp phần tử hữu hạn, học, vật thể chia thành phần tử nhỏ có kich thước hữu hạn, liên kết với số hữu hạn điểm biên (gọi điểm nút) Các đại lượng cần tìm nút ẩn số toán (gọi ẩn số nút) Tải trọng phần tử đưa nút SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Hình III.21 Hình ảnh chuyển vị Hình III.22 Ứng suất Kết tính toán: Chuyển vị lớn trường hợp là:9.1506 mm Phương sợi Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/00/900]3 13014 Ux 0.91506E-02 SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Xét ảnh hưởng góc nghiêng phương sợi số trường hợp ta được:Chuyển vị lớn trường hợp: Phương sợi Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/00/900]3 13014 Ux 0.91506E-02 [00/00/00]3 13013 Ux 0.90867E-02 [00/900/00]3 13013 Ux 0.90223E-02 [00/900/900]3 13014 Ux 1.1012E-02 Nhận xét : với trường hợp đặt lực vật liệu có phương sợi tối ưu vật liệu có phương [00/900/00]3 Xét ảnh hưởng số lớp đến độ bền bể chứa biogas vật liệu composite: Số lớp Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/900/00] 13014 Ux 0.15199 [00/900/00]2 13014 Ux 0.2370E-01 [00/900/00]3 13014 Ux 0.91506E-02 [00/900/00]6 13014 Ux 0.19300E-2 Nhận xét:Số lớp tăng cấu tăng cứng vững ,chuyển vị giảm điều phù hợp với thực tế Kiểm tra độ bền theo tiêu chuẩn phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 : Giá trị thành phần ứng suất số nút phần tử thể Từ số liệu này, ta tinh số phá hủy nút cho lớp vật liệu khác ***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LOAD STEP= TIME= Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu SUBSTEP= 1.0000 LOAD CASE= SHELL NODAL RESULTS ARE AT TOP THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES FOR LAYER NODE SX SY SZ SXY ARE IN GLOBAL COORDINATES SYZ SXZ 3707 0.27561E+06-0.16018E+06-0.15304E+06 0.16831E+06-0.35027E+06-0.15855E+06 4698 85857 30094 -7525.7 65678 -31291 -0.11655E+06 4699 0.72708E+06 1422.0 0.90098E+06 43641 57923 0.82930E+06 4700 0.91896E+06 5597.1 0.68142E+06 92833 0.11216E+06 0.87055E+06 4701 0.68789E+06 24980 0.96393E+07 10859 -0.43347E+06-0.13864E+07 4702 -0.86030E+06 -3102.8 -0.26523E+06 70405 -3473.4 0.30889E+06 4703 -0.60706E+08-0.69382E+06-0.36007E+08 0.63706E+07-0.33091E+06 0.42852E+07 Bảng ứng suất số phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3: Phương sợi Lớp Node σ x [00/900/00]3 σy σ xy σ yz σ xz 4703 -60.706 -0.69382 63.706 -0.33091 4.2852 Tsai-Wu 0.23097 Nhận xét chung: Qua kết tinh toán trường hợp ta thấy với toán ta tìm góc nghiêng phương sợi tối ưu cho trường hợp ,chỉ số phá hủy TSAIWU với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 nhỏ chứng tỏ kết cấu đủ bền chứng tỏ kết cấu có khả chịu thêm tải Vậy vấn đề quan tâm kết cấu chịu tải max bị phá hủy? kết cấu bị phá hủy nào? Cách tìm ta tìm cách cho số phá hủy TSAI-WU tiến gần tới Ta tăng giá trị ngoại lực lên kiểm tra số phá hủy TSAIWU max lớn lớp, số phá hủy TSAI-WU xấp xỉ SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu tăng tiếp lực lên kết cấu ta bị phá hủy lớp đó, ứng với số TSAIWU giới hạn chịu tải max lớp vật liệu Nếu tăng tải trọng tác động lên, lớp bị phá hủy, lớp kết cấu tiếp tục bị phá hủy theo toàn lớp bị phá hủy.Việc thử phá hủy toàn lớp kết cấu thời gian, để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho kết cấu ta coi lớp phá hủy kết cấu an toàn Do toán sau với giả thiết ta tìm xem giới hạn chịu tải lớp có khả bị phá hủy dễ Với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 Qua vài phép thử ta tìm giá trị F= 4200N Dưới kết tinh toán thu với giá trị F=4200N: Hình III.23 Chuyển vị SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Hình III.24 Ứng suất Kết tính toán: Chuyển vị lớn trường hợp là: 36.602 mm Phương sợi Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/900/900]3 13014 Ux 0.36602E-01 Kiểm tra độ bền theo tiêu chuẩn phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 : Giá trị thành phần ứng suất số nút phần tử thể Từ số liệu này, ta tinh số phá hủy nút cho lớp vật liệu khác ***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** LOAD STEP= TIME= SUBSTEP= 1.0000 LOAD CASE= SHELL NODAL RESULTS ARE AT TOP 4698 0.36060E+06 0.12639E+06 -31608 0.27585E+06-0.13142E+06-0.48952E+06 4699 0.30537E+07 5972.3 0.37841E+07 0.18329E+06 0.24327E+06 0.34831E+07 4700 0.38596E+07 23508 0.28620E+07 0.38990E+06 0.47106E+06 0.36563E+07 4701 0.28892E+07 0.10492E+06 0.40485E+08 45607 SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 -0.18206E+07-0.58228E+07 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu 4702 -0.36132E+07 -13032 -0.11140E+07 0.29570E+06 -14588 0.12973E+07 4703 -0.25497E+09-0.29140E+07-0.15123E+09 0.26757E+08-0.13898E+07 0.17998E+08 Bảng ứng suất số phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 : Phương sợi Lớp Node [00/900/900]3 σx σy σ xy σ yz σ xz 4703 -254.97 -2.914 26.757 -1.3898 17.998 Tsai-Wu 0.9709 Kết luận: Khi tăng tải trọng tới giới hạn 4200N , số TSAI-WU tinh toán tiến dần đến 1, kết cấu dần khả chịu đựng tiếp tục tăng tải trọng bị phá hủy Lớp bị phá hủy đầu tiên.Như với vật liệu có phương sợi số lớp cho ta tìm giới hạn tải trọng mà chúng chịu SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu III.3.3.2 BÀI TOÁN BỀN KHI CHỊU LỰC TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI TRONG MÔI TRƯỜNG NỀN ĐÀN HỒI Trong thực tế đưa vào lắp đặt sử dụng bể biogas phải làm việc môi trường chịu tác dụng nhiều yếu tố: đất ẩm ướt, sụt lún…Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết toán bền kết cấu Thực tế tinh toán kĩ sư phải giải toán bền điều kiện làm việc để có kết chinh xác Ta sử dụng mô hình ngoại lực tác động thêm điều kiện làm việc môi trường đàn hồi Trong Ansys để khai báo ta vào : Main Menu > Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete, chọn Edit Điền vào dòng Elastic foundation stiffness (EFS ): 1.5e4 1.Tính toán bền với ba ngoại lực có giá trị F = 4200N Kết tính toán ANSYS thu đc: Hình III.25 Chuyển vị SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Hình III.26 Ứng suất Kết tính toán: Phương sợi [00/00/900]3 Node 13014 Chuyển vị Giá trị (m) Ux 0.35514E-01 Chuyển vị lớn trường hợp là: 35.486 mm Xét ảnh hưởng góc nghiêng phương sợi số trường hợp ta được: Phương sợi Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/00/900]3 13014 Ux 0.35514E-01 [00/00/00]3 13014 Ux 0.35221E-01 [00/900/00]3 13014 Ux 0.35039E-01 [00/900/900]3 13014 Ux 0.42550E-01 Nhận xét:Với toán cách đặt phương sợi [00/900/00]3 có chuyển vị it , sản xuất vật liệu theo phương tốt Kiểm tra độ bền theo tiêu chuẩn phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3 : SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Giá trị thành phần ứng suất số nút phần tử thể Từ số liệu này, ta tinh số phá hủy nút cho lớp vật liệu khác ***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** LOAD STEP= SUBSTEP= TIME= 1.0000 LOAD CASE= SHELL NODAL RESULTS ARE AT TOP THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES FOR LAYER ARE IN GLOBAL COORDINATES 4697 0.27576E+07 -82997 0.43983E+07 -9448.4 0.30490E+06 0.39357E+07 4698 0.33127E+06 86005 0.14584E+06 0.16350E+06-0.10902E+06-0.19512E+06 4699 0.25551E+07 -66672 0.39714E+07 -25316 0.25808E+06 0.36640E+07 4700 0.31888E+07 -79811 0.30044E+07 0.10117E+06 0.57744E+06 0.41400E+07 4701 0.62685E+08 0.54559E+06 0.14308E+07-0.57921E+07 -82736 -0.55798E+06 4703 -0.30130E+09-0.80910E+06-0.91507E+08 0.89633E+07 0.62822E+07 0.10014E+07 4705 -0.60789E+07 -17593 -0.52157E+07 0.40487E+06 -89406 0.19262E+07 Bảng ứng suất số phá hủy Tsai-Wu với vật liệu có phương sợi số lớp [00/900/00]3: : Phương sợi Môi trường Lớp Node σx σy σ xy 26.757 [00/900/00]3 EFS=0 4703 -254.97 -2.914 [00/900/00]3 EFS=1.54E4 4703 -301.3 -0.8091 8.9633 σ yz σ xz Tsai-Wu -1.3898 17.998 0.9709 6.2822 1.1114 1.0014 Kết luận: Qua hai trình kiểm nghiệm bền điều kiện thi nghiệm môi trường đàn hồi ta thấy kết có khác biệt số liệu thu Điều phản ánh cách đầy đủ chinh xác trình làm việc thực tế kết cấu Trong môi trường đàn hồi đặt tải giới hạn môi trường ko đàn hồi vào kết cấu không khả làm việc bị phá hủy.Khi xét tới toán bền phải tinh toán đầy đủ yếu tố tác động lên kết cấu trình làm việc để thu kết chinh xác Việc mô SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu phần mềm Ansys giải đc toán máy thi nghiệm kéo nén không giải III.3.3.3 BÀI TOÁN TỔNG HỢP KHI CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỒNG THỜI CỦA ÁP LỰC KHÍ BÊN TRONG VÀ NGOẠI LỰC TẬP TRUNG BÊN NGOÀI Ta giải toán với điều kiện tải trọng tác động lên kết cấu theo thực tế, cụ thể : - Ngoại lực tập trung tác dụng lên bể cầu có giá trị F=1000N - Áp suất sinh bể đạt max 25Kpa - Toàn kết cấu đặt môi trường đàn hồi EFS= 1.54e4 Sơ đồ đặt lực điều kiện biên: Hình III 40 Sơ đồ dặt lực điều kiện biên Kết thu được: SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Hình III.41 Chuyển vị Hình III.42 Ứng suất Chuyển vị lớn trường hợp này: 1.2259 mm Kết tính toán: Phương sợi [00/00/900]3 SVTH: LÊ VĂN SƠN Node 972 Lớp: SPCD – K53 Chuyển vị Giá trị (m) Ux 0.12259E-02 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu Xét ảnh hưởng góc nghiêng phương sợi số trường hợp ta được: Chuyển vị lớn số trường hợp là: Phương sợi Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/00/900]3 972 Ux 0.12259E-02 [00/00/00]3 2929 Ux 0.15021E-02 [00/900/00]3 2929 Ux 0.12199E-02 [00/900/900]3 1485 Ux 0.2849E-02 Nhận xét:Khi thay đổi phương sợi cuyển vị thay đổi nút chịu lực thay đổi theo Với toán cách đặt phương sợi [00/900/00]3 có chuyển vị it , sản xuất vật liệu theo phương tốt Xét ảnh hưởng số lớp đến độ bền bể chứa biogas vật liệu composite: Số lớp Node Chuyển vị Giá trị (m) [00/900/00] 796 Ux 0.43659E-02 [00/900/00]2 2905 Ux 0.19609E-02 [00/900/00]3 2929 Ux 0.12199E-02 [00/900/00]6 972 Ux 0.52659E-3 Nhận xét:Số lớp tăng vật liệu cứng vững ,chuyển vị giảm điều phù hợp với thực tế Kiểm tra độ bền theo tiêu chuẩn phá hủy Tsai-Wu với phương sợi số lớp [00/900/00]3 : Giá trị thành phần ứng suất số nút phần tử thể Từ số liệu này, ta tinh số phá hủy nút cho lớp vật liệu khác PRINT S NODAL SOLUTION PER NODE ***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** LOAD STEP= SUBSTEP= SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES FOR LAYER NODE SX 311 21917 313 32805 315 -32854 317 62271 319 25916 ARE IN GLOBAL COORDINATES SY SZ SXY SYZ SXZ -0.20846E+07 0.47578E+07 0.54815E+06-0.39177E+07-0.11886E+07 0.12958E+07 0.15432E+08 0.66385E+06-0.40482E+07-0.16689E+07 0.28620E+07 0.21798E+08 0.53922E+06 0.42708E+06 -11686 0.19935E+07 0.14480E+08 0.91396E+06 0.56691E+07 0.16312E+07 -0.89642E+06 0.42429E+07 0.83456E+06 0.49449E+07 0.12514E+07 Bảng ứng suất số phá hủy Tsai-Wu : Lớp Node 315 σx σy -0.0328 2.862 σ xy σ yz σ xz Tsai-Wu 0.539 0.427 -0.0116 0.27929 Kết luận: - Kết cấu bể biogas đảm bảo an toàn không bị phá hủy làm việc - Điểm nguy hiểm điểm hình vẽ - Lớp bị phá hủy lớp KẾT LUẬN CHUNG • Đồ án thành công việc xây dựng mô hình hình học phần mềm SolidWorks nhập váo phần mềm Ansys để giải theo phương pháp PTHH • Với vật liệu cho sẵn ta tìm phương sợi tối ưu và số lớp cần thiết để chế tạo sản phẩm sau kiểm tra độ bền sản phẩm.Và ngược lại với độ bền yêu cầu cho trước ta tính toán để tiết kiệm vật liệu với phương sợi số lớp thử nghiệm • Quan sát hai mô hình khác : mô hình lí thuyết mô hình gần thực tế ( bể biogas nền đàn hồi ) • Đồ án xây dựng quy trình tính toán hoàn toàn tin cậy phù hợp với việc tính toán thiết kế bể biogas composite Việt Nam mà chưa có đơn vị có SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu HƯỚNG PHÁT TRIỂN • Tinh toán cho kết cấu bể biogas bị phá hủy hoàn toàn tất lớp • Tinh toán kết cấu bể biogas trường hợp kết cấu chịu ảnh hưởng yếu tố phá hủy từ môi trường bên động đất, cháy nổ… • Mở rộng để tinh toán cho loại vật liệu composite, kết cấu khác vỏ máy bay,tàu vũ trụ,ống dẫn xăng dầu… SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ môn: Cơ học vật liệu kết cấu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ích Thịnh, “Vật liệu composite” ; Nhà xuất GD -1994 [2] Đinh Bá Trụ & Hoàng Văn Lợi, “ Hướng dẫn sử dụng ANSYS “; Nhà Xuất Bản Học viện Kỹ Thuật Quân Sự - 2003 [3] Trần Ích Thịnh & Ngô Như Khoa, “Phương pháp Phần tử hữu hạn” Nhà xuất KHKT -2005 [4].Báo chi, internet, trang web công ty sản xuất bể biogas composite, trang mạng diễn đàn kết cấu Việt Nam: - http://vatlieucomposite.blogspot.com http://www.biogas.org.vn http://www.ketcau.com http://stclub.advantech.vn SVTH: LÊ VĂN SƠN Lớp: SPCD – K53 SHSV: 20082227 Page