BTL CƠ KẾT CẤU LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI LÊ TUẤN VŨ VT14

BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC KẾT CẤU – LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI I.. 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,

BÀI TẬP LỚN

CƠ HỌC KẾT CẤU – LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI

I 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

1) Tính p =  d

2) Tính ứng suất uốn tấm với tải p

3) Tính ứng suất Euler cho tấm bằng công thức và bằng phần mềm So sánh kết quả 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) Kiểm tra bền kết cấu theo lý thuyết uốn dầm (coi dầm có mép kèm như hình vẽ)

II THÔNG SỐ ĐẦU VÀO

- Yield stress of plate, σYp = 313.6 N/mm2

- Yield stress of stiffener, σYs = 313.6 N/mm2

- Elastic modulus, E = 205800 N/mm2

- Poisson’s ratio,  =0.3

- Plate length, a = 4410 mm

- Plate breath, b = 790 mm

- Plate thickness, tp = 15 mm

- d = 9.7 m

hw = 383 mm

bf = 100 mm

tw = 12 mm

tf = 17 mm

III NỘI DUNG

1 Tính = =1.0259.79.8110−3 =0.0975

d

Tiếp theo ta sử dụng phần mềm Ansys Mechanical để tính toán ứng suất và kiểm tra bền cho tấm khu vực đáy tàu

Ta có 2 trường hợp chia lưới như hình dưới đây

- Trường hợp 1:

Chia lưới khoảng a thành 20 khoảng và khoảng b thành 8 khoảng

- Trường hợp 2:

Chia lưới khoảng a thành 40 khoảng và khoảng b thành 16 khoảng

- Đối với trường hợp 1:

- Đối với trường hợp 2:

3 Tính ứng suất Euler cho tấm bằng công thức

2 2













−

=

b

t E

K





Tra bảng TABLE 15.2 Formulas for elastic stability of plates and shells trang 730

sách ROAK’S FORMULAS for STRESS and STRAIN

Ta có:

790

4410 =

=

b

a

thì ta có: K = 3.29

790

15 3

0 1

10 2 29

3

2 2

5

=















−



=

4 Tính ứng suất trên tấm và trên nẹp của dàn

a, Ứng suất trên tấm

- Đối với trường hợp 1:

Ứng suất lớn nhất đạt: max =163.529N/mm2

Ứng suất nhỏ nhất đạt: min = 1 67511N/mm2

- Đối với trường hợp 2:

- Ứng suất lớn nhất đạt: max =185.64N/mm2

- Ứng suất nhỏ nhất đạt: min = 0 898N/mm2

b, Ứng suất trên nẹp

- Đối với trường hợp 1

- Ứng suất lớn nhất đạt: max =420.716N/mm2

- Ứng suất nhỏ nhất đạt: min = 0 369N/mm2

- Đối với trường hợp 2:

- Ứng suất lớn nhất đạt: max =419.516N/mm2

- Ứng suất nhỏ nhất đạt: min = 0 392N/mm2

Với giá trị ứng suất lớn nhất giữa 2 trường hợp chênh lệch nhau 0.23% Như vậy, giá trị tính toán khá chính xác

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

- Theo tiêu chuẩn von – Mises thì đối với tấm ta thấy ứng suất thỏa mãn điều kiện đề bài cho nên kết cấu tấm đủ bền

- Tuy nhiên đối với nẹp ta thây max =420  =313.6N/mm2 do đó, nẹp chưa

đủ điều kiện bền

6

- Để cho nẹp đủ bền, ta đề nghị tăng kích thước thông số nẹp lên 1 bậc, từ A3 → A4 với các thông số cụ thể như:

hw = 580 mm

bf = 150 mm

tw = 15 mm

tf = 20 mm

Thiết lập lại thông số ta tiến hành tính toán trên Ansys Mechanical Ta có kết quả sau:

- Đối với trường hợp 1:

- Đối với trường hợp 2:

Như ta đã thấy, thay đổi kích thước nẹp từ A3 → A4 đã làm ứng suất của nẹp giảm xuống, thỏa mãn điều kiện bền ban đầu đề bài đã cho

Như vậy, em đề xuất thông số thép làm vật liệu đóng tàu như sau:

Tấm thép có chiều dày: tp = 15 mm

Thép làm cơ cấu ngang và cơ cấu dọc có thông số A4

Thép có giới hạn   = 313 6 N/mm2

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO

- CƠ HỌC KẾT CẤU - Trần Công Nghị

- ROAK’S FORMULAS for STRESS and STRAIN - Warren C.Young,

Richard G.budynas

- ANSYS Mechanical APDL Structural Analysis Guide