Ví dụ tính toán kết cấu công trình bằng phần mềm ABAQUSP2

Chương Mở đầu Hình 38 Phổ ứng suất Mises dầm thép hình ! Ngồi hai kết trên, ABAQUS/CAE xuất nhiều loại kết theo yêu cầu người sử dụng Vấn đề bổ sung phần Tuy nhiên công xử lý kết ABAQUS/CAE khơng thể hồn tồn thỏa mãn u cầu người sử dụng Vì người sử dụng dựa vào u cầu mình, lựa chọn phần mềm xử lý số liệu thích hợp với xử lý file số liệu xuất từ tính tốn ABAQUS 10 Thốt khỏi ABAQUS Sau phân tích xử lý kết quả, q trình phân tích dầm thép hình chữ I hồn thành Trước (Exit) góc bên phải hình cần lưu mơ hình có, sau nhấn nút lựa chọn File > Exit menu để khỏi ABAQUS/CAE Phân tích ứng suất thép phẳng có lỗ Miêu tả vấn đề Có phẳng chịu kéo, vị trí trung tâm có lỗ tròn nhỏ có đường kính 10mm Bản phẳng hình vng có kích thước 100×100×10mm Lực kéo phân bố hai cạnh p = 100MPa Vật liệu thép có mơ đun đàn hồi E = 210000MPa, hệ số Poisson µ = 0.3 Yêu cầu phân tích ứng suất Mises nơi tập trung ứng suất quanh lỗ tròn nhỏ Xây dựng mơ hình 15 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS ! Lưu ý: Đây toán ứng suất phẳng lý thuyết đàn hồi Dựa tính đối xứng tải trọng kết cấu, lấy 1/4 mơ hình để tiến hành phân tích Từ Module môi trường, lựa chọn công Part (1) Xây dựng cấu kiện Trên vùng công cụ nhấn biểu tượng lựa chọn Part > Create Part menu > Xuất cửa sổ Create Part hình vẽ 1.39 Name: Banphang; Modeling Space: 2D Planar; Type: Deformable; Base Feature: Shell; Approximate size: Cuối nhấn Continue….khởi động giao diện vẽ đồ họa hai chiều Hình 39 Cửa sổ Create Part (2) Vẽ cung tròn Sau khởi động giao diện vẽ đồ họa hai chiều, nhấn biểu tượng (Create Arc: Center and Endpoints) vùng công cụ, vùng thông báo hiển thị “ Pick a center point for the arc – or enter X,Y:”, nhập tọa độ X, Y (0, 0) ↵, hình đồ họa xuất điểm trung tâm cung tròn, vùng thơng báo tiếp tục hiển thị “ Pick a start point for the arc – or enter X,Y:”, nhập tọa độ (0, 0.005) ↵, vùng thông báo tiếp tục hiển thị lựa chọn điểm cuối cung tròn, trước nhập tọa độ điểm cuối, để vị trí trỏ chuột góc phần tư thứ hình vẽ 1.40, sau nhập tọa độ (0.005, 0) ↵ Nhấn Esc bàn phím để kết thúc cơng cụ thao tác vẽ cung tròn Cung tròn sau vẽ cho hình 1.41 Hình 40 Trước nhập tọa độ điểm cuối Hình 41 Cung tròn sau vẽ (3) Vẽ đường thẳng Nhấn biểu tượng vùng công cụ, vùng thông báo hiển thị “ Pick a starting point for 16 Chương Mở đầu the line – or enter X,Y:”, nhập tọa độ X, Y (0, 0.005) ↵, vùng thông báo tiếp tục hiển thị “ Pick an end point for the line – or enter X,Y:”, nhập tọa độ (0, 0.05) ↵, vùng thông báo hiển thị lựa chọn điểm cuối đường thẳng, nhập giá trị tọa độ (0.05,0.05), (0.05,0), (0.005,0) hoàn thành đường bao 1/4 thép hình 1.42 ! Khi bước thao tác kết thúc, vùng thơng báo thường đưa thơng báo có kết thúc hay khơng, nhấn nút Done để hồn thành Sau nhấn nút Done, mơ hình hình học 1/4 thép cho hình 1.43 Hình 42 Mơ hình hình học đường bao thép hai chiều Hình 43 Mơ hình hình học 1/4 thép hai chiều Định nghĩa vật liệu thuộc tính mặt cắt Từ Module môi trường, lựa chọn công Property (1) Định nghĩa vật liệu Trên vùng công cụ nhấn biểu tượng > Xuất cửa sổ Edit Material Name: Thep; Nhấn lựa chọn Mechanical > Elasticity > Elastic, cửa sổ Data nhập giá trị Young’s Modulus: 2.1e11, Poisson’s Ratio: 0.3, sau nhấn OK để xác nhận đóng cửa sổ (2) Định nghĩa thuộc tính mặt cắt 17 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS Nhấn biểu tượng vùng công cụ > Xuất cửa sổ Create Section, chấp nhận giá trị mặc định, nhấn Continue… xuất cửa sổ Edit Section, lựa chọn mặc định sau nhấn OK để đóng cửa sổ, hồn thành định nghĩa thuộc tính mặt cắt (3) Gán thuộc tính mặt cắt cho cấu kiện Nhấn biểu tượng vùng công cụ, vùng đồ họa lựa chọn mô hình phẳng, nhấn nút Done, xuất cửa sổ Edit Section Assignment, nhấn OK để thoát khỏi cửa sổ Định nghĩa lắp ghép cấu kiện Từ Module môi trường, lựa chọn công Assembly vùng công cụ, xuất cửa sổ Create Instance, chấp nhận mặc Nhấn biểu tượng định cửa sổ, sau nhấn OK để khỏi cửa sổ, hồn thành định nghĩa cấu kiện Thiết lập bước phân tích Từ Module môi trường, lựa chọn công Step Nhấn biểu tượng vùng công cụ, xuất cửa sổ Create Step Name: Step-1; Procedure type: General, cửa sổ bên lựa chọn Static, General, nhấn Continue… tiếp tục xuất cửa sổ Edit Step, chấp nhận mặc định, nhấn OK để khỏi cửa sổ, hồn thành định nghĩa bước phân tích mơ hình Định nghĩa tải trọng điều kiện biên Từ Module môi trường, lựa chọn công Load (1) Gán tải trọng Nhấn biểu tượng vùng công cụ, xuất cửa sổ Create Load Name: Load-1; Step: Step-1; Category: Mechanical; Types for Selected Step: Pressure, nhấn Continue…, vùng thông báo hiển thị “Select surfaces for the load”, lựa chọn đường biên bên phải phẳng, xuất cửa sổ Edit load, Distribution: Uniform; Magnitude: -100e6, giá trị khác nhận mặc định, nhấp OK để thoát khỏi cửa sổ, hoàn thành định nghĩa tải trọng 1/4 thép phẳng, mơ hình vẽ 1.44 Hình 44 Gán tải trọng biên 18 Chương Mở đầu (2) Định nghĩa điều kiện biên đối xứng biên trái phẳng Nhấn biểu tượng vùng công cụ, xuất cửa sổ Create Boundary Condition Name: BC-1; Step: Initial; Category: Mechanical; Types for Selected Step: Symmetry / Antisymmetry / Encastre, nhấn Continue…, vùng thông báo hiển thị “Select regions for the boundary condition”, lựa chọn đường biên bên trái, sau nhấn Done, xuất cửa sổ Edit Boundary Condition hình vẽ 1.45, lựa chọn XSYMM (U1=UR2=UR3=0), sau nhấn OK Hình 45 Cửa sổ Edit Boundary Condition (3) Định nghĩa điều kiện biên biên đáy phẳng Nhấn biểu tượng vùng công cụ, xuất cửa sổ Create Boundary Condition, lựa chọn mặc định, nhấn Continue…, lựa chọn đường biên đáy phẳng, sau nhấn Done, xuất cửa sổ Edit Boundary Condition, lựa chọn YSYMM (U2=UR1=UR3=0), sau nhấn OK Điều kiện biên đối xứng phẳng cho hình vẽ 1.46 Hình 46 Bản phẳng sau gán điều kiện biên Phân chia mạng lưới Từ Module môi trường, lựa chọn công Mesh Từ hạng mục Object môi trường, lựa chọn Part: Banphang (1) Bố trí hạt giống biên Từ menu lựa chọn Seed > Edge by Number… lựa chọn biểu tượng (Seed Egde: By Number) vùng công cụ, vùng đồ họa nhấn lựa chọn phẳng, vùng thơng báo hiển thị hình vẽ 1.47, nhập giá trị (số phần tử biên 8) ↵ , xem hình vẽ 1.48, nhấn Done để hồn thành 19 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS ↵ Hình 47 Nhập số phần tử biên Hình 48 Phân chia biên (2) Thiết lập tham số khống chế mạng lưới ( Assign Mesh Controls ) vùng công cụ, xuất cửa sổ Mesh Nhấn biểu tượng Controls hình vẽ 1.49 Element Shape: Quad; Technique: Structured, giá trị khác lựa chọn mặc định, sau nhấn OK Hình 49 Cửa sổ Mesh Controls (3) Định nghĩa loại hình phần tử Nhấn biểu tượng ( Assign Element Type) vùng công cụ, xuất cửa sổ Element Type hình vẽ 1.50 Geometric Order: Quadratic; tích bỏ lựa chọn Reduced intergration cửa sổ Element Controls, giá trị khác lựa chọn mặc định, cửa sổ thơng báo loại hình phần tử hành CPS8: An 8-node biquadratic plane stress quadrilateral (phần tử bậc hai hình bốn cạnh ứng suất phẳng điểm nút), sau nhấn OK 20 Chương Mở đầu Hình 50 Cửa sổ Element Type ! Đối với vấn đề ứng suất tập trung, sử dụng phần tử bậc hai nâng cao độ xác kết ứng suất (4) Phân chia mạng lưới vùng công cụ, vùng thông báo hiển thị “OK to mesh the part?”, Nhấn biểu tượng nhấn Yes, mô hình dựa vào định nghĩa tự động phân chia, mơ hình phần tử hữu hạn 1/4 thép phẳng cho hình vẽ 1.51 Hình 51 Phân chia mạng lưới 1/4 thép phẳng Cơng tác phân tích Từ Module mơi trường, lựa chọn công Job (1) Định nghĩa công tác phân tích Nhấn biểu tượng (Create Job) vùng cơng cụ, xuất cửa sổ Create Job Name: Job-1, nhấn Continue… xuất cửa sổ Edit Job, chấp nhận giá trị mặc định, nhấn OK để thoát khỏi cửa sổ, hồn thành định nghĩa cơng tác phân tích mơ hình (2) Giao việc phân tích 21 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS Từ menu Job Menu, lựa chọn Manager…, xuất cửa sổ Job Manager Nhấn Submit thấy Status cửa sổ chuyển qua giai đoạn Submitted (giao việc phân tích), Running (q trình phân tích) cuối Completed (hồn thành phân tích) Nhấn Results (phân tích kết quả) tự động chuyển sang module Visualization Xử lý kết (1) Hiển thị chưa biến hình Nhấn biểu tượng (Plot Undeformed Shape) vùng công cụ, vùng đồ họa hiển thị mơ hình phần tử hữu hạn 1/4 thép phẳng chưa biến hình 1.52 Hình 52 1/4 thép phẳng chưa biến hình (2) Hiển thị biến hình Nhấn biểu tượng vùng cơng cụ, vùng đồ họa hiển thị mơ hình phần tử hữu hạn 1/4 thép phẳng sau biến hình 1.53 Hình 53 1/4 thép phẳng biến hình (3) Hiển thị phổ ứng suất Nhấn biểu tượng vùng công cụ, vùng đồ họa hiển thị phổ ứng suất Mises 1/4 thép phẳng kết thúc bước phân tích hình 1.54 22 .. .Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS ! Lưu ý: Đây toán ứng suất phẳng lý thuyết đàn hồi Dựa tính đối xứng tải trọng kết cấu, lấy 1/4 mơ hình để tiến... OK để xác nhận đóng cửa sổ (2) Định nghĩa thuộc tính mặt cắt 17 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS Nhấn biểu tượng vùng công cụ > Xuất cửa sổ Create Section, chấp nhận... vẽ 1.47, nhập giá trị (số phần tử biên 8) ↵ , xem hình vẽ 1.48, nhấn Done để hồn thành 19 Ví dụ thực tế tính tốn kết cấu cơng trình phần mềm ABAQUS ↵ Hình 47 Nhập số phần tử biên Hình 48 Phân