Bài tập lớn cơ học kết cấu tàu thủy

Bài tập lớn cơ học kết cấu tàu thủy

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

Tel/Fax: (84) 8 8035 655 Website: www.hcmutrans.edu.vn

BÀI TẬP LỚN

CƠ HỌC KẾT CẤU TÀU THỦY

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ts Đỗ Hùng Chiến

Sinh viên thực hiện

Ngô Thái Sơn MSSV: 1451070040 LỚP: VT14

Tp Hồ Chí Minh - 6/2017

STT Các thông số Giá trị Đơn vị

Đề bài:

Dữ liệu được cho theo hình vẽ và bảng tương ứng, giá trị i trong bảng được xác định phù hợp với quy cách các dầm hướng chính, các sống ngang, sống dọc lấy chiều dày bằng quy cách của i, chiều cao bản thành =2,5 lần chiều cao bản thành của i, chiều rộng bản cánh lấy bằng 2 lần chiều rộng bản cánh của i

Câu hỏi:

1 Tính p = ɣ x d

2 Tính ứng suất uốn tấm với tải p

3 Xác định giá trị ứng suất Euler gây mất ổn định tấm

4 Tính ứng suất trên tấm và trên nẹp của dàn (dùng ANSYS, SAP…)

5 Kiểm tra bền cho nẹp, tấm theo chuẩn von-Mises

6 Coi kết cấu là dầm có mép kèm, hãy kiểm tra bền theo lý thuyết uốn dầm

Bài Làm

Câu 1: Tính toán cho dàn đáy

p = ɣ x d

Với: ɣ = 1.025 t/m3

d= 10.6 m

Vậy áp suất tác dụng lên tấm ứng với chiều chìm d:

p= ɣ x d = 1.025 x 9.81 x 10.6 x 10-3 = 0.107 N/mm2

Câu 2: Dựa vào kết quả tính toán bằng phần mềm ansys (hình 1)

Với p = 0.107 N/mm2  Dmx = 583.457 N/mm2

Vậy ứng suất uốn tấm với tải p: σ = 583.457 N/mm2

Hình 1

Câu 3:

Ta có a/b= 4450/830= 5.36

Với điều kiện biên là tất cả đều ngàm cứng Tra bảng 15.2 trang 730 sách Formulas for Stress and Strain  K = 3.29

Vậy giá trị ứng suất Euler gây mất ổn định tấm:

σ’=

2 2

1

K

 

 

   =

2 2

3.29

 

   = 130.69 N/mm

2

Câu 4: Dựa vào kết quả tính toán bằng phần mềm ansys

Hình 2 Ứng suất trên nẹp

Ứng suất lớn nhất trên nẹp:

σmax= 2976.56 N/mm2

(Tại các vị trí đà ngang khỏe)

Ứng suất nhỏ nhất trên nẹp:

σmin=0.615302 N/mm2

(Tại vị trí biên của các đà ngang đáy thường)

Hình 3 Ứng suất trên tấm

Ứng suất lớn nhất trên tấm:

σmax= 631.041 N/mm2

(Tại vị trí biên của các đà ngang đáy khỏe)

Ứng suất nhỏ nhất trên tấm:

σmin= 7.03073 N/mm2

(Tại vị trí biên trái và phải của tấm)

Câu 5: Kiểm tra bền cho nẹp và cho tấm theo tiêu chuẩn Von-Mises

 Kiểm tra bền cho nẹp:

- Theo đề bài, ứng suất nẹp cho phép σYs = 313.6 N/mm2

- Sau khi kiểm tra bằng phần mềm ANSYS thì ứng suất trên nẹp là:

σYs’ = 2976.56 N/mm2 (hình 2)

Vì σYs’ > σYs nên không đảm bảo điều kiện bền cho nẹp

 Kiểm tra bền cho tấm:

- Theo đề bài, ứng suất tấm cho phép σYp = 313.6 N/mm2

- Sau khi kiểm tra bằng phần mềm ANSYS thì ứng suất trên tấm là:

σYp’ = 631.041 N/mm2 (hình 3)

Vì σYp’ > σYp nên không đảm bảo điều kiện bền cho tấm

 Kết luận: Với phương án đề bài cho là chưa đủ điều kiện bền cho nẹp và

tấm nên em chuyển sang phương án thay đổi tiết diện thành T4

(580x150x15/20) Dùng phần mền ansys kiểm tra, ta được kết quả như hai

hình dưới

Hình 5 Ứng suất trên tấm

Với kết quả thu được:

σYs’ = σYp’ = 207.271 N/mm2 < σYp

Vậy với phương án chọn thép T4 thì tấm và nẹp thỏa điều kiện bền Von-Mises.