Ứng xử động lực học kết cấu tấm nổi dưới ảnh hưởng của hệ nhiều bậc tự do di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NHẶT TÂN ỨNG XỬ ĐÔNG Lưc HOC KẾT CẤU TẤM NỔI ••• DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA HÊ NHIỀU BẢC Tư DO DI ĐƠNG •••• Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số ngành: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC sĩ Tp HCM, 6-2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN NHẶT TÂN ỨNG XỬ ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU TẤM NỔI DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ NHIỀU BẬC TỰ DO DI ĐỘNG •••• Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số ngành: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp HCM, 6-2019 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Cán hướng dẫn: PGS TS Lương Văn Hải Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Chu Quốc Thắng Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Phú Cường Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 03 tháng 07 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Văn Hiếu -Chủ tịch Hội đồng TS Cao Văn Vui -Thư ký PGS TS Chu Quốc Thắng -ủy viên TS Nguyễn Phú Cường -ủy viên TS Nguyễn Hồng Ân CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG (Phản biện1) (Phản biện2) -ủy viên TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHAN NHẬT TÂN MSHV: 1670936 Ngày, tháng, năm sinh: 23/09/1994 Noi sinh: Trà Vinh Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60580208 I TÊN ĐỀ TÀI: Ứng xử động lực học kết cấu ảnh hưởng hệ nhiều bậc tự di động II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Thiết lập ma trận khối lượng, ma trận độ cứng, ma trận cản cho hệ nhiều bậc tự phần tử kết cấu sử dụng phưcmg pháp MEM - BEM Phát triển thuật toán, lập trình tính tốn chưcmg trình Matlab để giải hệ phưcmg trĩnh động tổng thể toán Kiểm tra độ tin cậy chưcmg trình tính cách so sánh kết chưcmg trình với kết báo tham khảo Tiến hành thực phân tích số nhằm khảo sát ảnh hưởng nhân tố quan trọng đến ứng xử động kết cấu hệ xe, từ rút kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM vụ : 06/06/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM vụ : 06/06/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: PGS TS Lương Văn Hải Tp HCM, ngày tháng năm 2019 CÁN Bộ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) BAN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS TS Lương Văn Hải TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DựNG (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp nằm hệ thống luận cuối khóa nhằm trang bị cho học viên cao học khả tự nghiên cứu, biết cách giải vấn đề cụ thể đặt thực tế xây dựng Đó trách nhiệm niềm tự hào học viên cao học Đe hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận đuợc giúp đỡ nhiều từ tập thể cá nhân Tôi xin ghi nhận tỏ lòng biết ơn tới tập thể cá nhân dành cho tơi giúp đỡ q báu Đầu tiên tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Luơng Văn Hải Thầy đua gợi ý để hĩnh thành nên ý tuởng đề tài, góp ý cho tơi nhiều cách nhận định đắn vấn đề nghiên cứu, cách tiếp cận nghiên cứu hiệu Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng, truờng Đại học Bách Khoa Tp HCM truyền dạy kiến thức quý giá cho tơi, kiến thức khơng thể thiếu đuờng nghiên cứu khoa học nghiệp sau Tôi xin gửi lời cảm ơn đến NCS Nguyễn Xuân Vũ giúp đỡ nhiều trĩnh thực Luận văn Lời cảm ơn sâu sắc xin gửi đến ba mẹ gia đĩnh tạo cho niềm tin, điếm tựa, sức mạnh ý chí giúp vuợt qua nhiều khó khăn, thử thách Luận văn thạc sĩ hồn thành thòi gian quy định với sụ nỗ lục thân, nhiên không khơng có thiếu sót Kính mong q Thầy Cơ dẫn thêm đế bố sung kiến thức hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn Tp HCM, ngày 06 tháng 06 năm 2019 Phan Nhật Tân 11 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ •• Vói phát triển kinh tế nhu cầu vận chuyển hàng hóa, người ngày tăng diện tích đất đất liền có giới hạn, hệ thống đường băng đường cao tốc quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học giới Tuy nhiên, nghiên cứu trước dừng lại việc mô xe di động dạng tải trọng di động mà chưa phân tích đến việc mơ xe thành hệ nhiều bậc tự di động để phân tích cụ thể ứng xử hệ nhiều bậc tự (thân xe, giá chuyển hướng bánh xe) Luận văn tập trung phân tích ứng xử động lực học kết cấu ảnh hưởng hệ nhiều bậc tự di động sử dụng phương pháp kết họp phần tử chuyển động MEM (Moving Element Method) phần tử biên BEM (Boundary Element Method) Các nghiên cứu trước thường mơ hình kết cấu đàn nhớt chịu tải di động sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn truyền thống FEM (Finite Element Method) Do đó, ý tưởng mói Luận văn nhằm phát triển phương pháp MEM, phần tử xem di chuyển tải trọng xem đứng yên so với Điều hoàn toàn ngược lại với phương pháp phần tử hữu hạn FEM truyền thống thể xác ứng xử kết cấu phương pháp phần tử chuyển động MEM Cách thiết lập ma trận khối lượng, ma trận độ cứng ma trận cản cho hệ nhiều bậc tự kết cấu trình bày Luận văn Ngồi ra, ảnh hưởng tương tác kết cấu nối nước khảo sát trĩnh bày vĩ yếu tố quan trọng đến vận hành an tồn mặt đường thơng qua phương pháp phần tử biên BEM Các kết phân tích số triển khai nhằm tìm hiểu ảnh hưởng yếu tố quan trọng đến ứng xử kết cấu nổi, hệ nhiều bậc tự vận tốc, khối lượng, độ cứng hệ số cản thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe, chiều dày Các kết nghiên cứu Luận văn hy vọng tài liệu tham khảo hữu ích nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho cơng việc thiết kế, thi công bảo dưỡng hệ thống nối hệ thống xe Ill ABSTRACT With limited land area on the mainland, the system of the very large floating structure has attracted the attention of many researchers in the world However, in previous studies, the models for moving load has been often a concentrated force without interaction between floating structures and moving loads In this thesis, the thesis aims to focus on analyzing the hydroelastic behaviors of floating structures under moving frames using the hybrid method combined of the moving elements method (MEM) and the boundary element method (BEM) Namely, the MEM method is developed to overcome the limitations of the finite element method in solving the moving load problems Moreover, the BEM is employed to simulated the fluid domain surrounding the floating plate structure which defined by the Laplace equation and boundary conditions Moreover, the influence of the important factors on hydroelastic behavior of floating plate structure, multi-degrees of freedom system are studied according to numerical investigations IV LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng việc tơi thực hướng dẫn Thầy PGS TS Lương Văn Hải Các kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm công việc thực Tp HCM, ngày 01 tháng 06 năm 2019 Phan Nhật Tân V MỤC LỤC •• NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC sĩ LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC sĩ ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIÊU xiii MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT XV CHUƠNG1 TÔNG QUAN 1.1 Giói thiệu 1.2 Tình hình nghiên cứu .4 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu hướng nghiên cứu .9 1.4 Cấu trúc Luận văn 10 CHUƠNG Cơ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 Mơ hình kết cấu ảnh hưởng hệ bậc tự di động 11 2.2 Mơ hình liên kết bánh xe kết cấu 14 2.3 Lý thuyết Kirchhoff 15 2.3.1 Giới thiệu tổng quát 15 2.3.2 Biến dạng mối quan hệ biến dạng - chuyển vị 16 2.3.3 Biến dạng mối quan hệ ứng suất - biến dạng 17 2.3.4 Phương trình lượng nối 19 2.4 Phần tử tứ giác 19 2.5 Phép tích phân số - Phép cầu phương Gauss 26 2.6 Hệ phương trình chuyển động sóng 26 VI 2.6.1 Phương trình Laplace 27 2.6.2 Phương trình điều kiện động lực học mặt nước 27 2.6.3 Phương trình điều kiện động lực học mực nước 28 2.7 Lý thuyết sóng tuyến tính .28 2.7.1 Phương trình điều kiện động lực học mực nước 28 2.7.2 Hàm vận tốc 29 2.7.3 Phương trình dao động sóng 31 2.7.4 Các đặc trưng sóng 31 2.7.5 Vận tốc phương trĩnh quỹ đạo phần tử nước 33 2.8 Thiết lập công thức ma trận kết cấu dưói ảnh hưởng hệ bậc tự di động 33 2.9 Giải pháp thực 37 2.10 Phương pháp Newmark 39 2.11 Thuật toán sử dụng trongLuận văn 41 2.11.1 Thông số đầu vào 41 2.11.2 Giải toán theo dạng chuyển vị 42 2.11.3 Giải toán theo dạng gia tốc 43 2.11.4 Độ ổn định hội tụ phương pháp Newmark 43 2.12 Lưu đồ tính tốn 44 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ .45 3.1 Kiếm chứng chương trĩnh Matlab 47 3.1.1 Bài toán 1: Kiếm chứng chương trĩnh Matlab sử dụng Luận văn với nghiên cứu Yeung and Kim (2000) 47 3.2 Phân tích ứng xử động lực học kết cấu nối ảnh hưởng hệ bậc tự di động 50 3.2.1 Bài toán 2: Khảo sát ứng xử động ảnh hưởng hệ bậc tự di động hệ số cản thân xe cx thay đổi 50 3.2.2 Bài toán 3: Khảo sát ứng xử động ảnh hưởng hệ bậc tự di động hệ số cản giá chuyển hướng c2 thay đổi 54 Kết phân tích số 76 10 Thời gian (s) — M1=M M1=3M M1=5M - M1=7M M1=9M Hình 3.42 Chuyển vị thân xe thay đổi khối lượng thân xe 10 Thời gian (s) — M1=M - M1=3M M1=5M - M1=7M M1=9M Hình 3.43 Chuyển vị giá chuyến hướng thay đối khối lượng thân xe 10 Thời gian (s) — M1=M M1=3M M1=5M -M1=7M M1=9M Hình 3.44 Chuyến vị bánh xe thay đối khối lượng thân xe Kết phân tích số 77 Bảng 3.12 Kết chuyển vị cực đại, độ lệch chuyển vị ứng m1 lúc sau với chuyển vị ứng giá trị m1 thay đổi khối lượng thân xe rrh (kg) DF Độ lệch (%) 6xl03 lOxlO3 14xl03 18xl03 L313 Ẽ293 L3ĨĨ Ẽ3Õ7 1.00 _ 0.69 0.39 1.16 -709.10E-6 -864.80E-6 -234.00E-6 -387.80E-544.90E% (m) 203.03 269.57 6 Độ lệch -685.50E-6 -836.40E-6 65.73 -226.40E-6 132.86 (%) utY (m) 202.78 269.43 -374.00E-517.40EĐộ lệch -45.040 -56.510 -10.860 (%) (mm) 314.73 420.35 65.19 128.53 Độ lệch -31.800 -39.680 -23.850 -9.023 -33.040 (%) 204.24 252.43 339.77 119.61 u2 (ran) -23.350 -16.840 -20.830 -17.400 -5.294 158.78 Độ lệch 218.10 293.46 92.84 -12.260 (%) Từ kết phân tích trên, chuyển-9.340 vị theo phương 131.58 X có đỉnh chuyển vị lệch Mg (mm) 76.43 Độtrái lệchso với xuất bên chuyển vị dương bên phải chuyển vị (%) theo phương y có hình dạng đối xứng; khối lượng thân xe tăng dần chuyển vị 2xl03 1.298 theo phương X phương y tăng, khối lượng thân xe tăng lần chuyển vị theo phương X tăng 269.57% chuyển vị theo phương y tăng 269.43% Điều giải thích khối lượng thân xe lớn chuyển vị trọng lực lực qn tính tăng lên, nói lên ảnh hưởng khối lượng thân xe đối vói việc tăng phản ứng chuyển vị theo phương X phương y Đối với hệ xe, chuyển vị thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe giảm chu kỳ dao động tăng theo thời gian; đồng thòi khối lượng thân xe tăng chuyến vị thân xe, giá chuyến hướng, bánh xe tăng, cụ khối lượng thân xe tăng lần chuyến vị thân xe tăng 420.35%, chuyến vị giá chuyến hướng tăng 339.77%, chuyến vị bánh xe tăng 293.46% Điều giải thích khối lượng thân xe lớn chuyển vị trọng lực lực quán tính tăng lên, nói lên ảnh hưởng khối lượng thân xe việc tăng phản ứng thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe hệ chuyển động Kết phân tích số 78 Bài tốn 9: Khảo sát ứng xử đông ảnh hưởng bâc tư 3.2.8 di động khối lượng giá chuyển hưởng m2 thay đổi Trong toán này, ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng m2 đến ứng xử động lực học kết cấu dưói ảnh hưởng hệ bậc tự di động xem xét năm trường hợp khối lượng giá chuyển hướng WÍ2 tăng từ đến lần Việc phân tích ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng đến hệ số động lực học kết cấu khảo sát cụ thể qua hình sau 1.5 L L □ 10 Thời gian (s) - M2=M M2=3M M2=5M - M2=7M M2=9M Hình 3.45 Hệ số động lực học thay đổi khối lượng giá chuyển hướng Từ kết phân tích cho thấy hệ số động lực học kết cấu nối tăng nhanh giai đoạn đầu (từ í đến í ) tăng chậm giai đoạn cuối (từ í đến 10 s) Biếu đồ có hình dạng cưa với hệ số động lực học không tăng bước thời gian nhỏ giai đoạn đầu, thời gian tăng hĩnh dạng đường cưa nhỏ dần Đồng thời, khối lượng giá chuyển hướng tăng dần hệ số động lực học biến thiên tăng giảm liên tục, cụ khối lượng giá chuyến hướng tăng lần hệ số động lực học tăng 0.23% khối lượng giá chuyển hướng tăng lần hệ số động lực học giảm 0.23% so với hệ số động lực học ứng với giá trị khối lượng giá chuyển hướng Qua nói lên vai trò khối lượng giá chuyển hướng việc thay đổi hệ số động lực học vơ nhỏ Kết phân tích số 79 Sau đây, việc phân tích ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng đến chuyển vị theo phương X khảo sát cụ thể qua hình sau -1000 -500 500 1000 Chiều dài theo phương X (m) — M2=M M2=3M M2=5M M2=7M M2=9M Hình 3.46 Chuyển vị theo phương X thay đổi khối lượng giá chuyển hướng Đồng thời, việc phân tích ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng đến chuyển vị theo phương y khảo sát qua hình sau -500 500 Chiều dài theo phương y (m) — M2=M - M2=3M M2=5M - M2=7M M2=9M Hình 3.47 Chuyến vị theo phương y thay đối khối lượng giá chuyến hướng Kết phân tích số 80 10 Thời gian (s) — M2=M M2=3M M2=5M - M2=7M M2=9M Hình 3.48 Chuyển vị thân xe thay đổi khối lượng giá chuyển hướng 10 Thời gian (s) — M2=M - M2=3M M2=5M - M2=7M M2=9M Hình 3.49 Chuyển vị giá chuyển hướng thay đổi khối lượng giá chuyển hướng 10 Thời gian (s) — M2=M - M2=3M M2=5M - M2=7M M2=9M Hình 3.50 Chuyến vị bánh xe thay đối khối lượng giá chuyến hướng Kết phân tích số 81 Bảng 3.13 Kết chuyển vị cực đại, độ lệch chuyển vị ứng m2 lúc sau với chuyển vị ứng giá trị m2 thay đổi khối lượng giá chuyển hướng 6xl03 lOxlO3 14xl03 18xl03 L292 Ẽ3ÕĨ 1.298 L3ĨĨ Ẽ295 0.46 1.00 _0.23 0.23 -543.50E-698.80E-6 -850.90E-234.00E-6 -390.60E% (m) 6 Độ lệch 132.26 198.63 263.63 66.92 -226.40E-6 (%) utY (m) -525.00E-663.20E-6 -818.00E-374.90EĐộ lệch 6 -10.860 (%) (mm) 131.89 192.93 261.31 65.59 Độ lệch -32.180 -33.450 -38.820 -17.190 -9.023 (%) 196.32 208.01 257.46 58.29 u2 (ran) -29.670 -31.470 -37.030 -15.290 -5.294 Độ lệch 228.83 248.78 310.40 69.46 (%) -15.610X có đỉnh -16.470 -19.510 Từ kết phân tích trên, chuyển-8.363 vị theo phương chuyển vị lệch Mg (mm) 194.86 211.11 268.53 57.97 Độtrái lệchso với xuất bên chuyển vị dương bên phải chuyển vị (%) theo phương y có hình dạng đối xứng; đồng thời khối lượng giá chuyển hướng ^2 (k8) DF Độ lệch (%) 2xl0 tăng chuyển vị theo phương X phương y tăng, cụ thể khối lượng giá chuyển hướng tăng lần chuyển vị theo phương X tăng 263.63% chuyển vị theo phương y tăng 261.31% Điều nói lên ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng việc tăng phản ứng chuyển vị theo phương X phương y, tăng lực cản cho xe hệ chuyến động Đối vói hệ xe, chuyến vị thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe giảm chu kỳ dao động tăng theo thòi gian; đồng thòi khối lượng giá chuyển hướng tăng chuyển vị thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe tăng, cụ khối lượng giá chuyến hướng tăng lần chuyến vị thân xe tăng 257.46%, chuyến vị giá chuyến hướng tăng 310.4%, chuyến vị bánh xe tăng 268.53% Điều giải thích khối lượng giá chuyển hướng lớn chuyển vị trọng lực, lực qn tính tăng, nói lên ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng với việc tăng phản ứng thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe hệ chuyển động Kết phân tích số 82 Bài tốn 10: Khảo sát ứng xử đông ảnh hưởng bâc tư 3.2.9 di động khối lượng bánh xe HỈ3 thay đổi Trong toán này, ảnh hưởng khối lượng bánh xe m3 đến ứng xử động lực học kết cấu ảnh hưởng hệ bậc tự di động xem xét năm trường hợp khối lượng bánh xe m3 tăng từ đến lần Việc phân tích ảnh hưởng khối lượng bánh xe đến hệ số động lực học kết cấu khảo sát cụ thể qua hình sau 1.5 L L □ 0.5 00 10 Thời gian (s) M3=M M3=3M M3=5M - M3=7M M3=9M Hình 3.51 Hệ số động lực học thay đổi khối lượng bánh xe Từ kết phân tích cho thấy hệ số động lực học kết cấu nối tăng nhanh giai đoạn đầu (từ í đến í ) tăng chậm giai đoạn cuối (từ í đến 10 s) Biếu đồ có hình dạng cưa với hệ số động lực học không tăng bước thời gian nhỏ giai đoạn đầu, thời gian tăng hĩnh dạng đường cưa nhỏ dần Đồng thời, khối lượng bánh xe tăng dần hệ số động lực học biến thiên tăng giảm liên tục, cụ khối lượng bánh xe tăng lần hệ số động lực học tăng 0.23% khối lượng bánh xe tăng lần hệ số động lực học tăng 0.08% so với hệ số động lực học ứng với giá trị khối lượng bánh xe Qua nói lên vai trò khối lượng bánh xe việc thay đổi hệ số động lực học kết cấu vô nhỏ Kết phân tích số 83 Sau đây, việc phân tích ảnh hưởng khối lượng bánh xe đến chuyển vị theo phương X khảo sát cụ thể qua hình sau -1000 -500 500 Chiều dài theo phương X (m) — M3=M - M3=3M M3=5M - M3=7M 1000 M3=9M Hình 3.52 Chuyển vị theo phương X thay đổi khối lượng bánh xe Đồng thời, việc phân tích ảnh hưởng khối lượng bánh xe đến chuyển vị theo phương y khảo sát qua hình sau -500 Chiều dài theo phương y (m) — M3=M M3=3M M3=5M - M3=7M 500 M3=9M Hình 3.53 Chuyển vị theo phương y thay đổi khối lượng bánh xe Kết phân tích số 84 10 Thời gian (s) — M3=M - M3=3M — M3=5M - M3=7M - M3=9M Hình 3.54 Chuyển vị thân xe thay đổi khối lượng bánh xe 10 Thời gian (s) — M3=M - M3=3M M3=5M - M3=7M M3=9M Hình 3.55 Chuyển vị giá chuyển hướng thay đổi khối lượng bánh xe 10 Thời gian (s) — M3=M - M3=3M M3=5M M3=7M M3=9M Hình 3.56 Chuyến vị bánh xe thay đối khối lượng bánh xe Kết phân tích số 85 Bảng 3.14 Kết chuyển vị cực đại, độ lệch chuyển vị ứng m3 lúc sau với chuyển vị ứng giá trị m3 thay đổi khối lượng bánh xe 6xl03 lOxlO3 14xl03 18xl03 Ẽ299 L3ÕĨ 1.298 L299 Ẽ3Õ9 0.08 0.85 0.23 0.08 -698.50E-6 -864.80E-6 -234.00E-6 -390.10E-547.20E% (m) 198.50 269.57 6 Độ lệch -671.80E-6 -832.80E-6 133.85 -226.40E-6 66.71 (%) utY (m) 196.73 267 -529.30E-373.00EĐộ lệch 84 -10.860 (%) (mm) -21.610 -30.740 133.79 64.75 Độ lệch 98.99 _ 183.06 -18.400 -9.023 -15.210 (%) -19.430 -28.110 69.43 40.06 u2 (ran) 115.34 211.54 -16.210 -5.294 -13.120 Độ lệch 45.41 -15.550 -23.080 79.65 (%) 193.73 335 -12.090X có đỉnh Từ kết phân tích trên, chuyển-9.127 vị theo phương chuyển vị lệch M3 (rmrì) 72.40 97 128.37 phíaĐộ bên trái so với xuất chuyển vị dương phần bên phải lệch chuyển (%)vị theo phương y có hình dạng đối xứng tấm; đồng thời khối «3 ( k g ) DF Độ lệch (%) 2xl0 lượng bánh xe tăng chuyển vị theo phương X phương y tăng, cụ thể khối lượng bánh xe tăng lần chuyển vị theo phương X tăng 269.57% chuyển vị theo phương y tăng 267.84% Đối với hệ xe, chuyển vị thân xe, giá chuyến hướng, bánh xe giảm chu kỳ dao động tăng theo thời gian; đồng thời khối lượng bánh xe tăng chuyến vị thân xe, giá chuyến hướng, bánh xe tăng, cụ khối lượng bánh xe tăng lần chuyến vị thân xe tăng 183.06%, chuyến vị giá chuyến hướng tăng 211.54%, chuyến vị bánh xe tăng 335.97% Do đó, chuyến vị thân xe, giá chuyến hướng tỉ lệ thuận với khối lượng bánh xe Điều giải thích khối lượng bánh xe lớn chuyển vị trọng lực, lực qn tính tăng, nói lên ảnh hưởng khối lượng giá chuyển hướng với việc tăng phản ứng thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe hệ chuyển động Kết phân tích số 86 3.2.10 Bài toán 11: Khảo sát ứng xử đông ảnh hưởng bâc tư di động yận tốc xe V thay đổi Trong toán này, ảnh hưởng vận tốc xe V đến ứng xử động lực học kết cấu ảnh hưởng hệ bậc tự di động xem xét năm trường hợp vận tốc xe V tăng từ đến lần Việc phân tích ảnh hưởng vận tốc xe đến hệ số động lực học kết cấu khảo sát cụ thể qua hình sau 10 Thời gian (s) V=0.2Cmin V=0.6Cmin V=Cmin -V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.57 Hệ số động lực học thay đổi vận tốc xe Từ kết phân tích cho thấy hệ số động lực học kết cấu tăng nhanh giai đoạn đầu (từ í đến í ) tăng chậm giai đoạn cuối (từ í đến 10 s) Biếu đồ có hình dạng cưa với hệ số động lực học không tăng bước thời gian nhỏ giai đoạn đầu, thời gian tăng hĩnh dạng đường cưa nhỏ dần Đồng thời, vận tốc xe tăng dần hệ số động lực học biến thiên tăng giảm liên tục, cụ vận tốc xe tăng lần hệ số động lực học tăng 7.06% vận tốc xe tăng lần hệ số động lực học tăng 32.5% so vói hệ số động lực học ứng với giá trị vận tốc xe Qua nói lên vai trò vận tốc xe việc thay đổi hệ số động lực học kết cấu vơ lớn Kết phân tích số 87 Sau đây, việc phân tích ảnh hưởng vận tốc xe đến chuyển vị theo phương X khảo sát cụ thể qua hình sau -1000 -500 500 Chiều dài theo phương X (m) 1000 —V=0.2Cmin V=0.6Cmin V=Cmin V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.58 Chuyển vị theo phương X thay đổi vận tốc xe Đồng thời, việc phân tích ảnh hưởng vận tốc xe đến chuyển vị theo phương y khảo sát qua hình sau — E > C -1 «< D b _c Ồ -2 -500 -3 Chiều dài theo phương y (m) V=0.2Cmin V=0.6Cmin V=Cmin V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.59 Chuyến vị theo phương y thay đối vận tốc xe 500 Kết phân tích số 88 Thời gian (s) — V=0.2Cmin V=0.6Cmin V=Cmin - V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.60 Chuyển vị thân xe thay đổi vận tốc xe 01 Thời gian (s) — V=0.2Cmin - V=0.6Cmin V=Cmin V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.61 Chuyển vị giá chuyển hướng thay đổi vận tốc xe Thời gian (s) — V=0.2Cmin - V=0.6Cmin V=Cmin V=1.4Cmin V=1.8Cmin Hình 3.62 Chuyến vị bánh xe thay đối vận tốc xe 10 Kết phân tích số 89 Bảng 3.15 Kết chuyển vị cực đại, độ lệch chuyển vị ứng V lúc sau với chuyển vị ứng giá trị V thay đổi vận tốc xe V (m/s) 0.2c DF Độ lệch (%) 1.232 0.6 c 1.31 -238.20E-6 7.06 7.88 utx (m) Độ lệch (%) -220.80E-6 utY (m) Độ lệch (%) -220.90E-6 -238.10E-6 7.79 (mm) Độ lệch (%) -10.870 u2 (mm) Độ lệch (%) Mg (mm) Độ lệch (%) -9.028 ■10.86 0.09 -9.027 -5.299 Từ kết phân tích trên, l.oc 1.29 -234.00E6 5.36 0.01 5.98 -226.40E6 2.49 10.860 0.09 -9.023 0.06 -5.297 0.04 -5.294 0.09 1.4C 1.057 14.20 -190.40E6 13.77 -147.30E6 33.32 10.860 0.09 -9.019 1.8C 0.832 32.50 -133.70E6 39.45 -61.92E-6 71.97 -10.850 0.18 0.10 -9.012 0.18 -5.289 0.19 -5.283 0.30 chuyển vị theo phương X có đỉnh chuyển vị lệch phía bên phải vận tốc xe nhỏ Cjrijj lệch phía bên trái vận tốc xe lớn ; xuất chuyển vị dương bên phải chuyển vị theo phương y có hình dạng đối xứng ; đồng thời vận tốc xe nhỏ Cjrijj chuyển vị theo phương X phương y tăng vận tốc xe lớn Cmin chuyển vị theo phương X phương y giảm, cụ thể vận tốc xe tăng lần chuyển vị theo phương X giảm 39.45% chuyến vị theo phương y giảm 71.97% Điều nói lên vai trò vận tốc xe phản ứng chuyển vị theo phương X phương y Đối vói hệ xe, chuyển vị thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe giảm chu kỳ dao động tăng theo thòi gian; đồng thòi vận tốc xe tăng chuyến vị thân xe, giá chuyến hướng, bánh xe giảm, cụ vận tốc xe tăng lần chuyến vị thân xe giảm 0.18%, chuyến vị giá chuyến hướng giảm 0.18%, chuyến vị bánh xe giảm 0.3% Do đó, chuyển vị thân xe tỉ lệ nghịch với vận tốc xe Điều giải thích vận tốc xe lớn chuyến vị theo phương trọng lực giảm, nói lên vai trò vận tốc xe việc giảm phản ứng thân xe, giá chuyển hướng, bánh xe hệ chuyến động nhiên mức độ ảnh hưởng vơ nhỏ Kết phân tích số 90 3.2.11 Bài tốn 12: Khảo sát hình dạng ảnh hưởng hệ bậc tự di động vận tốc xe V thay đổi Trong toán này, ảnh hưởng vận tốc xe V đến hình dạng kết cấu ảnh hưởng hệ bậc tự di động xem xét năm trường hợp vận tốc xe V tăng từ đến lần X10' „0 E >■ ịE -1 □ 4Z o -2 -3 1000 y(™) 0 *10'5 x(m) Hình 3.63 Hình dạng 3D vận tốc xe V = 0.2Cmin 1000 800 600 ET > 400 200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 X10'5 x(m) Hình 3.64 Hình dạng 2D vận tốc xe V = 0.2Cmin Từ kết phân tích trên, hình dạng vận tốc xe V = 0.2Cmin gần với trường họp nối chịu tải trọng tĩnh Đối với trạng thái gọi trạng thái bán tĩnh Chuyến vị lớn tấm, xa tâm chuyến vị giảm dần ... thành hệ nhiều bậc tự di động để phân tích cụ thể ứng xử hệ nhiều bậc tự (thân xe, giá chuyển hướng bánh xe) Luận văn tập trung phân tích ứng xử động lực học kết cấu ảnh hưởng hệ nhiều bậc tự di động. .. (2000) 47 3.2 Phân tích ứng xử động lực học kết cấu nối ảnh hưởng hệ bậc tự di động 50 3.2.1 Bài toán 2: Khảo sát ứng xử động ảnh hưởng hệ bậc tự di động hệ số cản thân xe cx thay... hình kết cấu nểỉ dưổi ảnh hưỏng hệ bậc tự di động Mơ hình kết cấu nểỉ vùng nước tĩnh, kết cấu ảnh hưởng hệ bậc tự di động Hệ gồm nhiều bậc tư đo cơ' định Đấy biến Hình 2.1 Mơ hình kết cấu nồi ảnh