Tính toán bền cho mái vòm làm hoàn toàn bằng vật liệu composite có dạng lượn sóng dưới tác dụng của tải trọng gió

B GIO DC V O TO B NễNG NGHIP V PTNT TRNG I HC LM NGHIP - NGUYN HI BNG TNH TON BN CHO MI VềM LM HON TON BNG VT LIU COMPOSITE Cể DNG LN SểNG DI TC DNG CA TI TRNG GIể LUN VN THC S K THUT H Ni - 2012 B GIO DC V O TO B NễNG NGHIP V PTNT TRNG I HC LM NGHIP NGUYN HI BNG TNH TON BN CHO MI VềM LM HON TON BNG VT LIU COMPOSITE Cể DNG LN SểNG DI TC DNG CA TI TRNG GIể Chuyờn ngnh: K thut mỏy v thit b c gii húa nụng lõm nghip Mó s: 60.52.14 LUN VN THC S K THUT NGI HNG DN KHOA HC: TS V KHC BY H Ni - 2012 i LI CM N hon thnh c bn lun ny, thi gian qua tụi ó nhn c s quan tõm, giỳp ca nhiu th v cỏ nhõn Nhõn dp ny cho phộp tụi c by t lũng bit n chõn thnh v sõu sc ti thy giỏo hng dn khoa hc TS V Khc By ó dnh nhiu thi gian ch bo tn tỡnh v cung cp nhiu ti liu cú giỏ tr cho tụi thi gian thc hin lun tt nghip ca mỡnh Tụi trõn trng cm n Ban lónh o Trng i hc Lõm nghip, Khoa Sau i hc ó giỳp , to iu kin thun li cho tụi hon thnh nhim v hc v nghiờn cu Mc dự ó cú nhiu c gng, nhng thi gian cũn hn ch, nờn ti khụng th trỏnh nhng thiu sút nht nh, rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp quý bỏu ca cỏc Thy cụ giỏo, Hụ i ụ ng khoa hc ca trng ti nghiờn cu ca tụi c hon thin hn Cui cựng tỏc gi xin chõn thnh cm n cỏc ng nghip, bn bố v ngi thõn gia ỡnh ó giỳp , ng viờn tỏc gi sut thi gian hc v hon thnh bn lun tt nghip ny Xin trõn trng cm n! H Ni, ngy 05 thỏng 06 nm 2012 TC GI Nguyn Hi Bng ii MC LC Trang Trang ph bỡa Li cm n i Mc lc ii Danh mc cỏc t vit tt iv Danh mc cỏc bng .v Danh mc cỏc hỡnh vi T VN CHNG TNG QUAN NI DUNG NGHIấN CU 1.1 Cỏc nghiờn cu v lý thuyt 1.2 t bi toỏn 1.3 Mc tiờu ca ti 1.4 Cỏc bc thc hin ca nghiờn cu 1.5 i tng - Phm vi nghiờn cu - Kh nng ng dng 1.5.1 i tng nghiờn cu 1.5.2 Phm vi nghiờn cu 1.5.3 Kh nng ng dng Ni dung trỡnh by ca lun 1.7 Cỏc kt qu t c ca lun CHNG C S Lí THUYT S DNG TRONG LUN VN 10 2.1 Cỏc h thc c bn ca lý thuyt n hi 10 2.2 Ni dung c bn ca lý thuyt mụ un hiu qu 11 2.3 Cỏc h thc c bn v lý thuyt mng ca v trũn xoay 12 2.3.1 nh ngha v cỏc ký hiu 12 2.3.2 Phng phỏp Seydel a v tr ln súng v v tr tng ng 16 2.4 Ti trng giú theo tiờu chun Vit Nam TCVN 2737 1995 17 CHNG TNH TON VềM V TR COMPOSITE LN SểNG 20 iii 3.1 Thit lp hờ phng trỡnh tớnh toỏn bn ca v tr 20 3.2 Hờ phng trỡnh ca vũm v tr ln súng 21 3.3 iu kin biờn 23 3.4 Phng phỏp gii bi toỏn 24 CHNG KT QU TNH TON VI CC S LIU C TH 32 4.1 Cụng c tớnh toỏn 32 4.2 Cỏc kt qu tớnh toỏn 32 4.2.1 Tớnh toỏn vi cỏc thụng s vt liu v hỡnh hc 32 4.2.2 Bng cỏc kt qu tớnh toỏn 33 4.3 Nhn xột cỏc kt qu tớnh toỏn 41 KT LUN 42 TI LIU THAM KHO iv BNG Kí HIU V CH VIT TT Th t Ký hiu Tờn gi Hm ng sut W vừng E Mụ un n hi hi E1 Mụ un theo truc ox E2 mụ un theo truc oy *x , *y , *xy l cỏc thnh phn ca bin dng x ; y l xon ca mt gia u , v chuyn dch ca mt gia D cng tr un v DANH MC CC BNG Tờn bng TT 4.1 Các giá trị độ vòng/h : w 103 4.2 Các giá trị Mô men My 4.3 4.4 4.5 4.6 Trang 35 h 36 Các giá trị ứng suất x 103 37 Các giá trị ứng suất : y 38 Các giá trị ứng suất 103 12 103 Các giá trị Cng độ ứng suất : 39 u 103 40 vi DANH MC CC HèNH TT Tờn hỡnh Trang 1.1 Hỡnh nh mỏi vũm v tr ln súng 1.2 Profin dc theo ng sinh ca v tr ln song 1.3 Kớch thc profin 1.4 Mt ct ngang ng sinh ca vũm 1.5 Hỡnh chiu bng ca mỏi vũm 2.1 S lc tỏc dng lờn mỏi vũm 12 2.2 Mt trung bỡnh 12 Phõn vựng tỏc ng ca giú lờn mỏi vũm theo TCVN 18 2.3 2737 -1995 2.4 Biu phõn vựng ca P0 19 4.1 Hỡnh nh ca vũm chu ti giú ngang 33 4.2 Biu mụ men un My 34 T VN Trong s nghip cụng nghip húa v hin i húa t nc lnh vc c khớ ch to lp giỏp sa cha mỏy, thit k, v thit b cho cỏc loi hỡnh cụng ngh sn xut úng vai trũ ht sc quan trng Phm vi s dng sn phm ca ngnh ch to lp mỏy rt rng rói T nhng chi tit nh n gin n nhng chi tit, sn phm cú kớch thc ln phc Nhng sn phm ny u c to nh cỏc mỏy múc thit b khỏc Vic s dng cỏc vt liu composite cỏc cụng trỡnh xõy dng dõn s v quc phũng hin mang tớch thi s v thc t to ln, ú vic tớnh toỏn bn v n nh cỏc kt cu lm bng vt liu ny cũn cha y thit k v xõy dng Mỏi lp cú rt nhiu dng khỏc cỏc cụng trỡnh quc phũng v dõn sinh nh mỏi ngúi, p-rụ-xi-mng, mỏi tụn, bờ tụng Mi loi mỏi ny u cú tớnh u vit riờng ca nú, nhng tt c u s dng kộm mụi trng nc bin, hi o v mụi trng axit Vỡ vy thit k v thi cụng cỏc cụng mụi trng bin cú mui mn cn mt loi vt liu v kt cu khụng cú ct thộp v phi chu ng c ti trng giú s dng Trong cỏc loi vt liu dng composite nh : ờ-pụ-si vi ct si vi thng hoc si cỏc-bon, si thy tinh , thỡ mt s loi cú bn cao, cú kh nng chng chỏy v khụng b ụ xy húa nờn rt thớch hp lm vic mụi trng cú nc bin, chng hn nh nu dựng vt liu composite dng ờpụ-si vi ct si vi thng Cỏc dng mỏi lp bng cỏc vt liu composite s cú bn cao v cng d dng thi cụng Do ú tit kim rt nhiu thi gian v tt nhiờn s cú li v mt kinh t (vỡ giỏ thnh vi thng v nha ờ-pụsi khụng t) tng kh nng v bn ca mỏi lp, ngi ta cú th dựng mỏi lp di dng tm lp cú gõn hoc ln súng theo chiu di ngang mỏi lp Nghiờn cu tớnh toỏn bn ca mỏi vũm cú dng ln súng lm bng vt liu composite chu ti trng giú s giỳp cho vic xõy dng cỏc mỏi lp lm vic c an ton mụi trng giú bin v ti u v vt liu xõy dng Chớnh vỡ l ú, vic tớnh toỏn thay th vt liu cho quỏ trỡnh xõy dng cỏc dng kt cu nh trờn l cn thit Tớnh toỏn mt cỏch chi tit ti u húa cng nh cú mt chng trỡnh tớnh thun tin cho vic thit k v thi cụng xõy dng mỏi vũm lm bng vt liu composite cú dng ln súng chu ti trng giú thỡ hin cha cú y Xut phỏt t nhng yờu cu thc tin nờu trờn, c s ng ý ca hi ng khoa hc- cụng ngh c s o to SH trng HLN, tụi tin hnh thc hin lun tt nghip vi ti Tớnh toỏn bn cho mỏi vũm lm hon ton bng vt liu Composite cú dng ln súng di tỏc dng ca ti trng giú For n = To N0 tgn = tgn = tg * ((2 + d_ta(n, j)) + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) tgn = tgn + tg1 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi / 2) ^ + pi * pi / 4)) tgn = tgn + tg2 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi / 2) ^ + (pi * pi / 4) ^ 2)) A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, (m - 1) * N0 + n) = tgn Next n Next m Next j Next i For i = To N0 For j = To N0 For m = To N0 tg = tg = ((b * h) / (a * R)) * (m * pi) ^ * T3(i, m) dau = -1 For n = To N0 tgn = 0: dau = -dau tgn = tg * (dau * d_ta(n, j) + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, N0 * N0 + (m - 1) * N0 + n) = tgn Next n Next m Next j Next i '{++++++++Ve Phai ++++++++++++} If b_toan = Then For i = To N0 ' begin tg = tg = + I0(i + 3) dau = -1 For j = To N0 tg1 = 0: dau = -dau tg1 = -0.75 - dau * 1.7 * Sin(j * pi / 2) / (j * pi) tg2 = tg2 = (-2.2 / ((4 * j - 1) * pi)) * Cos((4 * j - 1) * pi / 4) - 1.1 * Sqr(2) / pi tgn = tgn = tg1 + tg2 tgn = tgn * a * b * P0 * tg A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, * N0 * N0 + 1) = tgn Next j Next i End If If b_toan = Then For i = To N0 tg = tg = (2 + I0(i + 3)) * * a * b * P0 For j = To N0 A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, * N0 * N0 + 1) = tg Next j Next i End If End If 'chtua = "D" '************************** If chtua = "T" Then For i = To N0 For j = To N0 For m = To N0 tg = tg = * (m + 2) * (I0(m + 1) + T1(m, i)) + * (m + 2) * (m + 1) * (I2(m) + T2(m, i)) For n = To N0 tgn = tgn = tg * (2 + d_ta(n, j) + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) A0((i - 1) * N0 + j, (m - 1) * N0 + n) = tgn * (b / a) / R Next n Next m Next j Next i For i = To N0 For j = To N0 For m = To N0 tg1 = 0: tg1 = tgH * (b / (a * a * a)) * d_ta(m, i) * (m * pi) ^ tg2 = 0: tg2 = (TgK / (a * b)) * d_ta(m, i) * (m * pi) ^ tg3 = 0: tg3 = (TgM * a / (b * b * b)) * (2 + d_ta(m, i)) For n = To N0 tgn = tgn = tg1 * (d_ta(n, j) + + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) tg = tg = tg2 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi) ^ / + pi * pi / 4)) tgn = tgn + tg + tg3 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi) ^ / 16 + (pi) ^ / 16)) A0((i - 1) * N0 + j, N0 * N0 + (m - 1) * N0 + n) = tgn Next n Next m Next j Next i '{===+++++++Phuong trinh loai thu 2++++++======} For i = To N0 For j = To N0 For m = To N0 tg1 = 0: tg1 = 12 * (m + 2) * (m + 1) * I0(m + i + 2) tg2 = 0: tg2 = 48 * (m + 2) * (m + 1) * m * I2(m + i + 1) tg = 0: tg = 16 * (m + 2) * (m + 1) * m * (m - 1) * I4(m + i) tg = (tg + tg1 + tg2) * b * (D1 / (a * a * a)) tg1 = 0: tg1 = * (m + 2) * I0(m + i + 3) tg2 = 0: tg2 = * (m + 2) * (m + 1) * I2(m + i + 2) tg2 = -(tg1 + tg2) * * D3 / (a * b) tg1 = tg1 = D2 * (a / (b * b * b)) * I0(m + i + 4) For n = To N0 tgn = tgn = tg * ((2 + d_ta(n, j)) + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) tgn = tgn + tg2 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi / 2) ^ + pi * pi / 4)) tgn = tgn + tg1 * (d_ta(n, j) * (n * pi) ^ + b_toan * (d_ta(n, j) * ((4 * j - 1) * pi / 2) ^ + (pi * pi / 4) ^ 2)) A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, (m - 1) * N0 + n) = tgn Next n Next m Next j Next i '{==========} For i = To N0 For j = To N0 For m = To N0 tg = tg = ((b * h) / (a * R)) * (m * pi) ^ * T3(i, m) For n = To N0 tgn = tgn = tg * (2 + d_ta(n, j) + b_toan * (1 + d_ta(n, j))) A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, N0 * N0 + (m - 1) * N0 + n) = tgn Next n Next m Next j Next i '{++++++++Ve Phai ++++++++++++} If b_toan = Then For i = To N0 tg = 0: tg = I0(i + 2): dau = -1 For j = To N0 tg1 = 0: dau = -dau tg1 = -0.75 - dau * 1.7 * Sin(j * pi / 2) / (j * pi) tg2 = 0: tg2 = (-2.2 / ((4 * j - 1) * pi)) * Cos((4 * j - 1) * pi / 4) - 1.1 * Sqr(2) / pi tgn = tgn = tg1 + tg2 tgn = tgn * a * b * P0 * tg A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, * N0 * N0 + 1) = tgn Next j Next i End If '++++++++++++++++++ If b_toan = Then 'begin For i = To N0 tg = 0: tg = I0(i + 2) For j = To N0 tgn = tgn = tg * * a * b * P0 A0(N0 * N0 + (i - 1) * N0 + j, * N0 * N0 + 1) = tgn Next j Next i End If End If 'chtua = "T" ' {++++++++++++++++++} For k = To N20 For j = To N20 + z(k, j) = A0(k, j) Next j Next k '{*********************} i=1 Do While (i