1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Phân tích ứng xử động lực học dầm trên nền đàn nhớt hai thông số có xét đến ảnh hưởng khối lượng nền chịu tải trọng chuyển động

125 94 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 125
Dung lượng 3,46 MB

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - TRẦN QUỐC TỈNH PHÂN TÍCH ỨNG XỬ ĐỘNG LỰC HỌC DẦM TRÊN NỀN ĐÀN NHỚT HAI THƠNG SỐ CĨ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG KHỐI LƯỢNG NỀN CHỊU TẢI TRỌNG CHUYỂN ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã ngành : 60 58 02 08 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS KHỔNG TRỌNG TỒN TP Hồ CHÍ MINH, tháng10 năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS KHỔNG TRỌNG TOÀN Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày04 tháng 10năm2017 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng PGS TS Lương Văn Hải Chủ tịch TS Đào Đình Nhân Phản biện TS Trần Tuấn Nam Phản biện TS Nguyễn Văn Giang TS Nguyễn Hồng Ân Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Quốc Tỉnh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 30/12/1989 Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp MSHV: 1541870020 I Tên đề tài: Phân tích ứng xử động lực học dầm đàn nhớt hai thơng số có xét đến ảnh hưởng khối lượng chịu tải trọng chuyển dộng II Nhiệm vụ nội dung Thiết lập ma trận khối lượng, ma trận độ cứng, ma trận cản cho phần tử dầm kết cấu xe, xây dựng phương trình vi phân chủ đạo hệ sử dụng phương pháp phần tử chuyển động cải tiến IMEM (Improved Moving Element Method) Sử dụng thuật tốn Newmark lập trình Matlab để giải phương trình vi phân chủ đạo hệ cho toán kiểm chứng khảo sát Kiểm tra mức độ tin cậy chương trình tính cách so sánh kết chương trình tính với kết báo quốc tế công bố Tiến hành thực tốn ví dụ số nhằm khảo sát ảnh hưởng nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến ứng xử động dầm, từ rút kết luận kiến nghị III Ngày giao nhiệm vụ : 14/11/2016 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 31/08/2017 V Cán hướng dẫn: TS Khổng Trọng Toàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Cơng việc tơi thực hướng dẫn Thầy TS Khổng Trọng Toàn Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm cơng việc thực Tp HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2017 Học viên thực Luận văn Trần Quốc Tỉnh ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gưi lơi cam ơn đên Bố, Mẹ thành viên gia đinhđa ủng hộ tạo điều kiện vật chất tinh thần để tơi có thn lơi nhât st khoa hoc vưa qua Và đặc biệt xin chân thành cảm ơn Thầy TS Khổng Trọng Toàn, Thầy đưa gợi ý để hình thành nên ý tưởng đề tài Đồng thời, Thầy tận tụy hướng dẫn, dạy cung cấp cho nhiều kiến thức nhiều tài liệu hữu ích giúp tơi hồn thành nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô thuộc Ban đào tạo Sau đại học, Khoa Xây dựng Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu khoa học Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ tập thể cá nhân Tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS TS Lương Văn Hải, NCS Cao Tấn Ngọc Thân, NCS Hồ lê Huy Phúcđã giúp đỡ tơi nhiều q trình thực luận văn Luận văn thạc sĩ hoàn thành thời gian quy định với nỗ lực thân, nhiên khơng thể khơng có thiếu sót Kính mong q Thầy, Cơ dẫn thêm để tơi bổ sung kiến thức hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn! Tp HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2017 Học viên thực Luận văn Trần Quốc Tỉnh TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văntập trung phân tích ứng xử động học kết cấu dầm Euler-Bernoulli hai mơ hình đàn nhớt hai thông số Pasternak động lực học chịu tải trọng chuyển động.Phương pháp phần tử chuyển động cải tiến IMEM (Improved Moving Element Method) sử dụng để phân tích Dựa nguyên lý cân công ảo lý thuyết phương pháp phần tử chuyển động, ma trận khối lượng, ma trận độ cứng, ma trận cản phần tử chuyển động phương trình vi phân chủ đạo hệ trình bày cách chi tiết.Việc giải phương trình vi phân thực phương pháp tích phân số dựa thuật tốn Newmark Bên cạnh đó, mơ hình xét đầy đủ thông số độ cứng đàn hồi Winkler, lớp chịu cắt dựa mô hình Pasternak, cản nhớt thơng số khối lượng Tải trọng chuyển động mơ hình hệ thống khối lượng treo gồm thân xe, giá chuyển hướng bánh xe Luận văn xem xét ảnh hưởng củacác thông số đến ứng xử động học dầm thông số độ cứng lớp chịu cắt ks,thông số khối lượng nền, vận tốc tải chuyển động độ gồ ghề mặt dầm.Từ kết nghiên cứu đạt được, tác giả hy vọng tài liệu tham khảo hữu ích nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho công việc thiết kế nghiên cứu tương lai ABSTRACT The thesis focuses on analyzing the dynamic response of the Euler -Bernoulli beam structures resting on two models: the two-parameter viscoelastic Pasternak foundation and the dynamic foundation model subjected to the moving load Improved Moving Element Method (IMEM) is used to analyze Based on the principal of the virtual public balancing and the theory of moving element method mass matrices, stiffness matrices, dashpot matrices of the moving elements and the motion differential equation of the system is also represented in details Solving the differential equation is done by the numerical integration based on the Newmark algorithm Besides that, the foundation model also considers the full parameters such as Winkler stiffness, shear layer based on the Pasternak model, viscoelastic dashpot and parameter of mass on a foundation The moving load is modeled the overhanging mass system as the car body, bogie, and wheel-axle The thesis also examines the effect of parameters on the dynamic response of beams such as the parameter shear layer stiffness ks, the parameter of mass on foundation, the velocity of the moving load and the roughness of the beam surface From the research results achieved, the author can hope is one useful reference materials in order to create more favorable conditions for work and research in the future MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH xii Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Sự cần thiết việc nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5 Tình hình nghiên cứu giới 1.6 Tình hình nghiên cứu nước 1.7 Cấu trúc luận văn Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Mô hình dầm đàn nhớt hai thơng số có xét khối lượng 10 2.1.1 Mơ hình hai thông số 10 2.1.2 Mơ hình dầm đàn nhớt hai thơng số có xét khối lượng 12 2.1.3 Mơ hình dầm đàn nhớt hai thơng số có xét khối lượng tải trọng chuyển động 13 2.2 Thiết lập ma trận khối lượng, độ cứng, cản phương tiện chuyển động 15 2.3 Phương pháp phần tử chuyển động MEM 17 2.4 Thiết lập công thức ma trận kết cấu dầm động lực học dùng phương pháp phần tử chuyển động cải tiến IMEM 19 2.5 Giải phương trình chuyển động hệ phương pháp Newmark 23 2.6 Sơ đồ khối giải thuật toán 26 Chương 3: BÀI TOÁN KIỂM CHỨNG 27 3.1.1 Bài toán 1: Kiểm chứng toán tải trọng chuyển động dầm với vận tốc không đổi, không xét ảnh hưởng thông số thứ hai thông số khối lượng .28 3.1.2 Bài toán 2: Kiểm chứng toán tải trọng chuyển động dầm với vận tốc thay đổi, không xét ảnh hưởng thông số thứ hai thông số khối lượng .31 3.1.3 Bài toán 3: Khảo sát hội tụ toán tải trọng chuyển động dầm với vận tốc không đổi 34 3.1.4 Bài toán 4: Khảo sát hội tụ toán tải trọng chuyển động dầm với vận tốc thay đổi 37 3.2 Kết luận 40 Chương 4: BÀI TOÁN KHẢO SÁT 41 4.1.1 Bài toán 5: Khảo sát ảnh hưởng thông số thứ hai, biên độ bước sóng độ gồ ghề dầm đến ứng xử động lực dầm tải trọng chuyển động với vận tốc không đổi, không xét ảnh hưởng thông số khối lượng 43 4.1.2 Bài toán 6: Khảo sát ảnh hưởng vận tốc, thơng số thứ hai, biên độ bước sóng độ gồ ghề dầm đến ứng xử động lực dầm tải trọng chuyển động với vận tốc thay đổi, không xét ảnh hưởng thông số khối lượng 47 4.1.3 Bài toán 7: Khảo sát ảnh hưởng đồng thời vận tốc, biên độ bước sóng độ gồ ghề dầm đến ứng xử động lực dầm, không xét ảnh hưởng thông số khối lượng 51 4.1.4 Bài tốn 8: Khảo sát ảnh hưởng thơng số khối lượng đến ứng xử động lực dầm tải trọng chuyển động với vận tốc không đổi, không xét ảnh hưởng độ gồ ghề dầm 55 4.1.5 Bài toán 9: Khảo sát ảnh hưởng đồng thời thông số khối lượng vận tốc tải trọng đến ứng xử động lực dầm, không xét ảnh hưởng độ gồ ghề .57 dầm d1010=abs((u2d(rdof+1,i+1)d10)/d10); d1212=abs((u2d(rdof+2,i+1)d12)/d12); d1313=abs((u2d(rdof+3,i+1)d13)/d13); step=step+1; if d11

Ngày đăng: 11/01/2019, 17:22

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Ismail Esen, Dynamic response of beam due to an accelerating moving mass using moving finite element approximationg,Mathematical and Computational Applications, vol. 16 (1) (2011) pp. 171–182 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Mathematical andComputational Applications
[2] Junping Pu, Peng Liu, Numerical Calculation of Dynamic Response for Multi- Span Non-Uniform Beam Subjected to Moving Mass with Friction, Engineering, vol. 2 ( 2010) pp. 367–377 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Engineering
[4] Filonenko-Borodich, Some Approximate theories of elastic foundation,Uchenyie Zapiski Moskovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Mekhanica,46 (1940) in Russian pp. 3–18 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Uchenyie Zapiski Moskovskogo Gosudarstvennogo UniversitetaMekhanica
[5] Hetényi M., Beams on elastic foundation: Theory with applications in the Fields of Civil and Mechanical Engineering, Uni. of Michigan Press, Michigan USA (1946) Sách, tạp chí
Tiêu đề: Uni. of Michigan Press
[6] Pasternak P.L. On a new method of analysis of an elastic foundation by means of two constants. Gosudarstvennoe lzdatelstvo literaturi po Stroitelstvui Arkhitekture, Moscow (1954) in Russian Sách, tạp chí
Tiêu đề: Gosudarstvennoe lzdatelstvo literaturi po StroitelstvuiArkhitekture
[7] Reissner, E., Note on the formulation of the problem of the plate on an elastic foundation. Acta Mechanica, Vol. 4 (1967) pp. 88-91 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Acta Mechanica
[8] Nguyễn Văn Thành, Phân tích động lực học kết cấu dầm trên nền Pasternak chịu tải trọng chuyển động không đều sử dụng phương pháp MEM cải tiến, Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa TP.HCM, (2016) Sách, tạp chí
Tiêu đề: Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa TP.HCM
[9] Roman Bogacz, Response of beam on visco-elastic foundation to moving distributed load, Journal of theoretical and applied mechanics, vol. 46(4) (2008) pp. 763–775 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Journal of theoretical and applied mechanics
[10] Cao Chang-Yong, Zhong Yang, Dynamic response of a beam on a Pasternak foundation and under a moving load. Journal of Chongqing University (English Edition), [ISSN 1671-8224] 7 (4) (2008) 311-316 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Journal of Chongqing University(English Edition)
[11] S. Kumari, P.P. Sahoo, V.A. Sawant, Dynamic response of railway track using two parameter model, International Journal of Science and Engineering Applications, Volume 1 Issue 2(2012)[ISSN -2319-7560] Sách, tạp chí
Tiêu đề: International Journal of Science and EngineeringApplications
Tác giả: S. Kumari, P.P. Sahoo, V.A. Sawant, Dynamic response of railway track using two parameter model, International Journal of Science and Engineering Applications, Volume 1 Issue 2
Năm: 2012
[12] P. Lou and F.T.K. Au, Finite element formulae for internal forces of Bernoulli–Euler beams under moving vehicles, Journal of Sound and Vibration, 332 (2013) 1533-1552 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Journal of Sound andVibration
[13] C. G. Koh, J. S. Y. Ong, D. K. H. Chua and J. Feng, Moving Element for Train-Track Dynamics, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 56 (2003) 1549-1567 Sách, tạp chí
Tiêu đề: International Journal for Numerical Methods inEngineering
[14] K.K. Ang, J. Dai. Response analysis of high-speed rail system accounting for abrupt change of foundation stiffness. Journal of Sound and Vibration, 332 (2013) 2954-2970 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Journal of Sound and Vibration
[18] M. T. Tran, K. K. Ang, V. H. Luong, Vertical dynamic response of non- uniform motion of high-speed rails, Journal of Sound and Vibration, (2014).http://dx.d o i .org/10.2016 / j . j s v .2014.05.05 3 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Journal of Sound and Vibration
Tác giả: M. T. Tran, K. K. Ang, V. H. Luong, Vertical dynamic response of non- uniform motion of high-speed rails, Journal of Sound and Vibration
Năm: 2014
[19] M.T. Tran, K.K. Ang, V.H. Luong. Vertical dynamic response of high-speed rails during sudden deceleration. International Journal of Computational Methods, (2016) Sách, tạp chí
Tiêu đề: International Journal of ComputationalMethods
[20] H.Luong-Van, T.Nguyen-Thoi, G.R. Liu, P.Phung-Van, A cell-based smoothed finite element method using three-node shear-locking free Mindlin plate element (CS-FEM-MIN3) for dynamic response of laminated composite plates on viscoelastic foundation, Engineering Analysic with Boundary Element, 42 (2014) 8-19 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Engineering Analysic with BoundaryElement
[21] P.Phung-Van, T.Nguyen-Thoi, H.Luong-Van, C.Thai-Hoang, H.Nguyen- Xuan. A cell-based smoothed discrete shear gap method (CS-FEM-DSG3) using layerwise deformation theory for dynamic response of composite plates resting on viscoelastic foundation. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 272 (2014) 138-159 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Computer Methods in Applied Mechanicsand Engineering
[22] P.Phung‐Van, H.Luong‐Van, T.Nguyen‐Thoi, H.Nguyen‐Xuan. A cell‐based smoothed discrete shear gap method (CS‐FEM‐DSG3) based on the C0‐type higher‐order shear deformation theory for dynamic responses of Mindlin plates on viscoelastic foundations subjected to a moving sprung vehicle.International Journal for Numerical Methods in Engineering, 98 (13) (2014) 988-1014 Sách, tạp chí
Tiêu đề: International Journal for Numerical Methods in Engineering
[23] T.Nguyen-Thoi, H. Luong-Van, P.Phung-Van, T Rabczuk, D Tran-Trung.Dynamic responses of composite plates on the Pasternak foundation subjected to a moving mass by a cell-based smoothed discrete shear gap (CS-FEM- DSG3) method. International Journal of Composite Materials, 3(A) (2013) 19-27 Sách, tạp chí
Tiêu đề: International Journal of Composite Materials
[24] Pham Dinh Trung, Hoang Phuong Hoa, Nguyen Trong Phuoc. Dynamic response of beam on a new foundation model subjected to a moving oscillator by finite element method. 16th Asia Pacific Vibration Conference, 24-26 November ( 2015) Sách, tạp chí
Tiêu đề: 16th Asia Pacific Vibration Conference

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w