Hiệu quả giảm chấn của nhiều hệ cản khối lượng lên dầm liên tục chịu tải trọng di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA _ VÕ DUY THOẠI HIỆU QUẢ GIẢM CHẤN CỦA NHIỀU HỆ CẢN KHỐI LƯỢNG LÊN DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã ngành : 60580208 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS.NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS LƯƠNG VĂN HẢI Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS NGUYỄN VĂN HIẾU Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày 07 tháng 02 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH PGS.TS LƯƠNG VĂN HẢI PGS.TS NGUYỄN VĂN HIẾU PGS.TS NGÔ HỮU CƯỜNG TS NGUYỄN HỒNG ÂN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : VÕ DUY THOẠI MSHV : 1570657 Năm sinh : 20/08/1991 Nơi sinh : Lâm Đồng Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp I TÊN ĐỀ TÀI: “HIỆU QUẢ GIẢM CHẤN CỦA NHIỀU HỆ CẢN KHỐI LƯỢNG LÊN DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG” II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Tìm hiểu mơ hình kết cấu dầm đơn giản liên tục chịu tác động tải trọng phương tiện di động Nghiên cứu áp dụng mơ hình hệ cản khối lượng M-TMD vào kết cấu dầm, thiết lập tốn kết cấu có hệ cản khối lượng M-TMD chịu tải trọng phương tiện di động Viết mã nguồn chương trình phân tích động lực học dầm có hệ cản khối lượng M-TMD chịu tải trọng di động Khảo sát thông số ảnh hưởng giảm dao động III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : …/…/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : …/…/2017 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC Tp HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm HỘI ĐỒNG NGÀNH PGS TS NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ Xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp kết sau trình học tập, nghiên cứu, đánh dấu hồn thành khóa học trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Để hoàn thành Luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận giúp đỡ nhiều từ tập thể cá nhân Tơi xin tỏ lịng biết ơn đến tập thể cá nhân dành cho giúp đỡ q báu Tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS.Nguyễn Trọng Phước, đưa gợi ý để tơi hình thành nên ý tưởng đề tài Trong suốt trình thực Luận văn, Thầy ln tận tình hướng dẫn, bảo cho nhiều nhận định đắn nghiên cứu, cách tiếp cận, giải vấn đề cách hiệu quả, tảng vơ quan trọng để tơi hồn thành Luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Kỹ Thuật Xây dựng, trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, với tri thức tâm huyết, truyền đạt kiến thức quý báu cho suốt thời gian học tập, nghiên cứu trường Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn với cơng lao to lớn của Cha Mẹ gia đình Và xin gửi lời cảm ơn đến quan, đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ để tơi hồn thành khóa học Luận văn Thạc sĩ hoàn thành thời gian quy định với nỗ lực thân, nhiên thiếu sót Kính mong nhận góp ý, bảo quý báu quý Thầy Cô Tôi xin trân trọng cảm ơn TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn phân tích giảm chấn nhiều hệ cản khối lượng (Multiple Tuned Mass Dampers, MTMD) gắn kết cấu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng di động Kết cấu dầm liên tục rời rạc hóa phương pháp phần tử hữu hạn với phần tử thanh, tải trọng di động khảo sát tác động hệ dao động di động gồm có khối lượng thân xe bánh xe Hệ cản khối lượng MTMD gắn vào số vị trí nhịp dầm Tùy vào số lượng hệ cản trục xe, phương trình chuyển động tổng thể hệ thống gồm hệ dao động di động, dầm hệ MTMD thiết lập Luận văn sử dụng phương pháp tích phân bước Newmark tồn miền thời gian để giải phương trình chuyển động hệ Một chương trình máy tính viết ngơn ngữ lập trình MATLAB dựa sở lý thuyết thiết lập để phân tích tốn; kết số từ chương trình so sánh với số nghiên cứu khác có thơng số đầu vào cho thấy phù hợp lời giải Kết số cho thấy thông số nghiên cứu hệ cản MTMD tần số, khối lượng có giảm chấn định đến ứng xử động dầm, kết đánh giá chi tiết Luận văn ABSTRACT This thesis analyse the reductional vibration of Multiple Tuned Mass Dampers (MTMD) in continuous beams traversed by moving loads The continuous beam is digitized to the bar element by finite element method (FEM), the moving loads model consists of body mass and wheel The MTMD is applied to arbitrary position of continuous beam Depending on the count of TMD and the count of moving loads, motion equations of the moving loads – beam system – MTMD is solved by using the step-by-step Newmark’s method Computer program written in the MATLAB program language based on theoretical basis Analysis results are compared with another studies with similar inputs, so that indicating the relevance of the solution It show that the research parameters of MTMD such as frequency and mass affected to the dynamic response of beams, these results are detailed in this thesis LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn tơi tìm hiểu phát triển dựa vào tài liệu tham khảo trích dẫn Các cơng thức thiết lập xác; số liệu thực cách khách quan, trung thực; chương trình máy tính tơi tự viết Tơi xin chịu trách nhiệm cơng việc thực Tác giả Luận văn Võ Duy Thoại i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii MỘT SỐ KÍ HIỆU VIẾT TẮT ix CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU LUẬN VĂN PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN CẤU TRÚC LUẬN VĂN CHƯƠNG II TỔNG QUAN GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA TMD TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGỒI NƯỚC TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 20 NHẬN XÉT 23 KẾT LUẬN CHƯƠNG 25 CHƯƠNG III 26 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 26 GIỚI THIỆU 26 HỆ M-TMD 27 PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA HỆ DAO ĐỘNG DI ĐỘNG 30 TƯƠNG TÁC CỦA HỆ DAO ĐỘNG DI ĐỘNG – DẦM VÀ M-TMD 33 4.1 Đối với dầm gắn 2TMD/nhịp 33 4.2 Đối với dầm gắn TMD/nhịp 39 PHƯƠNG PHÁP GIẢI 42 5.1 Phương pháp Newmark 42 5.2 Sơ đồ thuật toán 43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 44 CHƯƠNG IV 44 THÍ DỤ SỐ 44 GIỚI THIỆU 44 KIỂM CHỨNG 46 2.1 Bài toán dầm đơn giản chịu tác dụng hệ dao động di động 46 2.2 Bài toán dầm liên tục chịu tác dụng lực di động 50 KHẢO SÁT 52 ii Các thông số chung 52 Tần số tự nhiên dầm nhiều nhịp gối tựa đơn 55 Khảo sát hội tụ toán 56 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn TMD/nhịp 58 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn 3TMD/nhịp 63 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn 3TMD/điểm/nhịp 68 Khảo sát chuyển vị điểm dầm 73 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn TMD/nhịp chịu hệ dao động di động 75 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn TMD/nhịp chịu hệ dao động di động 80 Bài toán – Ảnh hưởng vận tốc gắn TMD/điểm/nhịp chịu hệ dao động di động 85 Khảo sát chuyển vị điểm dầm 89 Bài toán – Ứng xử dầm nhịp chịu tải trọng hệ dao động di động gắn TMD/nhịp 91 Bài toán – Ứng xử dầm nhịp chịu tải trọng hệ dao động di động gắn TMD/nhịp 97 So sánh hệ dầm nhịp – nhịp – nhịp chịu tải trọng dao động di động gắn 3TMD/nhịp 103 KẾT LUẬN CHƯƠNG 104 CHƯƠNG V 105 KẾT LUẬN 105 KẾT LUẬN 105 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 1.Tiếng Việt 107 2.Tiếng Anh 107 PHỤ LỤC 111 iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.2 Sơ đồ tốn tải trọng chuyển động Hình 6.1 Thiết bị TMD (trái) Sơ đồ cấu tạo TMD (phải) Hình 7.1 Mơ hình hệ gắn TMD Das cộng [13] Hình 7.2 Mơ hình xe 1-D (a), 2-D (b) 3-D (c) Chatterjee cộng [9] Hình 7.3 Mơ hình tải trọng di động TMD – Kwon cộng [25] Hình 7.4 Hệ mơ hình xe – cầu – M-TMD Li cộng [26] 10 Hình 7.5 Mơ hình tàu lửa TMD Lin, C C., Wang, J F., Chen, B L [27] 11 Hình 7.6 Mơ hình dầm – M-TMD chịu tải trọng người - Li cộng [31] 12 Hình 7.7 Mơ hình dầm Timoshenko – M-TMD Moghaddas cộng [30] 12 Hình 7.8 Mơ hình hệ thống cầu dầm (a) – TMD mơ hình TMD ảo (b) [14] 13 Hình 7.9 Mơ hình cầu Y Daniel; O Lavan,; R Levy [36] 14 Hình 7.10 Cầu sắt giàn thép (a) TMD (b) mơ hình SAP [33] 15 Hình 7.11 Mơ hình cầu cáp treo Sutong (a) mặt cắt ngang gắn TMD (b) [12] 16 Hình 7.12 Mơ hình cầu Trường Giang mơ hình tàu di chuyển theo [21] 17 Hình 7.13 Mơ hình tổng qt (a) mặt cắt ngang (b) hệ cầu – M-TMD [18] 17 Hình 7.14 Mơ hình hệ kết cấu 10 tầng TMD theo Latifi cộng [33] 18 Hình 7.15 Mơ hình cầu đường sắt Shazand chịu tải trọng tàu di động [34] 19 Hình 7.16 Mơ hình cầu (a) chi tiết TMD (b) theo Tubino [17] 20 Hình 8.1 Mơ hình kết cấu có TMD ER theo Nguyễn Trọng Phước [8] 21 Hình 8.2 Sơ đồ tốn tải trọng chuyển động – dầm nhiều nhịp [5] 22 Hình 8.3 Mơ hình hệ kết cấu – thiết bị lưu biến từ MR gối cách chấn BI [7] 22 Hình 8.4 Mơ hình hệ kết cấu 16 tầng với M-TMD [4] 23 Hình 12.1 Hệ dao động di động – dầm cầu – M-TMD 27 Hình 12.2 Sơ đồ TMD 27 Hình 12.3 Sơ đồ cân lực cho hệ cản khối lượng TMD 28 Hình 13.1 Mơ hình tải trọng dao động di động 30 iv Hình 13.2 Sơ đồ cân lực cho thành phần khối lượng m1 m2 31 Hình 14.1 Mơ hình toán hệ dao động di động – dầm cầu – M-TMD 33 Hình 14.2 Mơ hình tốn hệ dao động di động – dầm cầu – M-TMD 39 Hình 15.1 Sơ đồ thuật tốn 43 Hình 18.1 Sơ đồ tốn S.G.M.Neves 46 Hình 18.2 So sánh chuyển vị đứng điểm dầm với [35] 47 Hình 18.3 So sánh chuyển vị đứng hệ dao động di động với [35] 48 Hình 18.4 Sơ đồ toán M.Olsson [29] 48 Hình 18.5 So sánh hệ số động DAFu với [29] xét dạng tải trọng 49 Hình 18.6 Sơ đồ tốn K.Henchi 50 Hình 18.7 So sánh chuyển vị đứng điểm A với [24] 50 Hình 18.8 So sánh chuyển vị đứng điểm B với [24] 51 Hình 18.9 So sánh hệ số động điểm A, B, C với [24] 51 Hình 19.1 Sơ đồ toán dầm liên tục – M-TMD – hệ dao động di động 52 Hình 19.2 Chuyển vị đứng A với bước thời gian tính lặp khác 57 Hình 19.3 Moment A với bước thời gian tính lặp khác 57 Hình 19.4 Mơ hình hệ dầm gắn TMD/nhịp chịu tải trọng dao động di động 58 Hình 19.5 Hệ số động chuyển vị A TMD E, F 59 Hình 19.6 Hệ số động chuyển vị C TMD G, H 59 Hình 19.7 Hệ số động chuyển vị D TMD J, K 59 Hình 19.8 Hệ số moment động A TMD E, F 60 Hình 19.9 Hệ số moment động C TMD G, H 60 Hình 19.10 Hệ số moment động D TMD J, K 60 Hình 19.11 Hệ số moment động gối B – 2TMD/nhịp 61 Hình 19.12 Chuyển vị lớn vị trí dầm μ thay đổi 61 Hình 19.13 Moment lớn vị trí dầm gối B μ thay đổi 61 Hình 19.14 Mơ hình hệ dầm gắn 3TMD/nhịp chịu tải trọng dao động di động 63 Hình 19.15 Hệ số động chuyển vị A TMD E, A, F 64 113 % Xay dung ma tran cung phan tu dam Hermit k=HermitianBeam(E_module,J,leng); kk=kk_build_2D(kk,k,index); % ghep noi phan tu % Xay dung ma tran khoi luong phan tu dam m=mass(ro,leng,area); mm=kk_build_2D(mm,m,index); % ghep noi phan tu % Xay dung vecto tai phan tu dam %f=Uniform_load(p,leng); %ff=ff_build_2D(ff,f,index); % ghep noi phan tu end % Xac dinh ma tran can cua dam theo Raileygh cc=a0*mm + a1*kk; % ma tran can theo Raileygh % % % B.PHAN DONG % % dafu=zeros(nv,1); % he so dong cua chuyen vi dafm=zeros(nv,1); % he so dong cua moment dafu_A=zeros(nv,1); % he so dong cv tai diem A dafm_A=zeros(nv,1); % he so dong mm tai diem A dafu_C=zeros(nv,1); dafm_C=zeros(nv,1); dafu_D=zeros(nv,1); dafm_D=zeros(nv,1); momen_B=zeros(nv,1); for iv=1:nv v=vmax*iv/nv; dt=nsp*tleng/(v*nstep); % Xet v/toc bien thien tu den vmax % van toc c/d doc theo truc dam % buoc thoi gian % % % Xac dinh ma tran mmd, kkd, ccd, ffd phu thuoc vao thoi gian % % for istep=1:nstep xglo=istep*v*dt; if xglo < nsp*tleng nepass=fix(xglo/leng); xloc=xglo - nepass*leng; else nepass=fix(xglo/leng)-1; xloc=leng; end % xet tung buoc thoi gian % toa cua xe tren truc dam % so phan da tu vuot qua % toa xe tren phan tu 114 N0=[1 0 0]; % gia N=N_build(xloc,leng); % gia N_der1x=N_derivation1x(xloc,leng);% N_der2x=N_derivation2x(xloc,leng);% tri tri gia gia ham ham tri tri dang tai giua nhip dang tai vi tri xloc dao ham bac cua N dao ham bac cua N % xac dinh chi so cua phan tu chiu tac dung truc tiep tai xe start = nepass*(nnel-1)*ndof; for i=1:edof index(i)=start+i; end % 2.1 Xay dung ma tran khoi luong em1=m1*(N'*N); % mmd=kk_build_2D(mm,em1,index); % em2=m2*N'; % for i=1:edof ii=index(i); mmd(ii,sdof+1)= em2(i); % end phu thuoc vao thoi gian ma tran khoi luong m1 ghep noi em1 vao ma tran mmd ma tran khoi luong m2 ghep noi em2 vao ma tran mmd emt=md*N0'; for i=1:edof ii=2*po+i; mmd(ii,sdof+2)= emt(i); ii2=2*po2+i; mmd(ii2,sdof+3)= emt(i); ii3=2*po3+i; mmd(ii3,sdof+4)= emt(i); ii4=2*po4+i; mmd(ii4,sdof+5)= emt(i); ii5=2*po5+i; mmd(ii5,sdof+6)= emt(i); ii6=2*po6+i; mmd(ii6,sdof+7)= emt(i); end % TMD1 mmd(sdof+1,sdof+1)=m2; mmd(sdof+2,sdof+2)=md; mmd(sdof+3,sdof+3)=md; mmd(sdof+4,sdof+4)=md; mmd(sdof+5,sdof+5)=md; mmd(sdof+6,sdof+6)=md; mmd(sdof+7,sdof+7)=md; % % % % % % % % ghep noi emt1 vao ma tran mmd % ghep noi emt1 vao ma tran mmd % ghep noi emt1 vao ma tran mmd % ghep noi emt1 vao ma tran mmd % ghep noi emt1 vao ma tran mmd % ghep noi emt1 vao ma tran mmd ghep ghep ghep ghep ghep ghep ghep noi noi noi noi noi noi noi m2 md md md md md md vao vao vao vao vao vao vao ma ma ma ma ma ma ma tran tran tran tran tran tran tran mmd mmd mmd mmd mmd mmd mmd % 2.2 Xay dung ma tran cung phu thuoc vao thoi gian %kkd=kk; ek1=conv*(m1*v^2*(N'*N_der2x)+ m1*a*(N'*N_der1x)); kkd=kk_build_2D(kk,ek1,index); % ghep noi ek1 vao ma tran kkd ek2= -ks*N - conv*cs*v*N_der1x; % ma tran cung ks+cs 115 for i=1:edof ii=index(i); kkd(sdof+1,ii)= ek2(i); end kkd(sdof+1,sdof+1)=ks; ekt= -kd*N0; for i=1:edof ii=2*po+i; kkd(sdof+2,ii)= ekt(i); ii2=2*po2+i; kkd(sdof+3,ii2)= ekt(i); ii3=2*po3+i; kkd(sdof+4,ii3)= ekt(i); ii4=2*po4+i; kkd(sdof+5,ii4)= ekt(i); ii5=2*po5+i; kkd(sdof+6,ii5)= ekt(i); ii6=2*po6+i; kkd(sdof+7,ii6)= ekt(i); end kkd(sdof+2,sdof+2)=kd; kkd(sdof+3,sdof+3)=kd; kkd(sdof+4,sdof+4)=kd; kkd(sdof+5,sdof+5)=kd; kkd(sdof+6,sdof+6)=kd; kkd(sdof+7,sdof+7)=kd; % ghep noi ek2 vao ma tran kkd % ghep noi ks vao ma tran kkd % ma tran cung kd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % ghep noi ekt1 vao ma tran kkd % % % % % % ghep ghep ghep ghep ghep ghep noi noi noi noi noi noi kd kd kd kd kd kd vao vao vao vao vao vao ma ma ma ma ma ma tran tran tran tran tran tran kkd kkd kkd kkd kkd kkd % 2.3 Xay dung ma tran can phu thuoc vao thoi gian %ccd=cc; ec1=conv*2*m1*v*(N'*N_der1x); ccd=kk_build_2D(cc,ec1,index); % ghep noi ec1 vao ma tran ccd ec2=-cs*N; % ma tran can cs for i=1:edof ii=index(i); ccd(sdof+1,ii)= ec2(i); % ghep noi ec2 vao ma tran ccd end ccd(sdof+1,sdof+1)=cs; % ghep noi cs vao ma tran ccd ect=-cd*N0; for i=1:edof ii=2*po+i; ccd(sdof+2,ii)= ect(i); ii2=2*po2+i; ccd(sdof+3,ii2)= ect(i); ii3=2*po3+i; ccd(sdof+4,ii3)= ect(i); ii4=2*po4+i; ccd(sdof+5,ii4)= ect(i); ii5=2*po5+i; % ma tran can cd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd 116 ccd(sdof+6,ii5)= ect(i); ii6=2*po6+i; ccd(sdof+7,ii6)= ect(i); end ccd(sdof+2,sdof+2)=cd; ccd(sdof+3,sdof+3)=cd; ccd(sdof+4,sdof+4)=cd; ccd(sdof+5,sdof+5)=cd; ccd(sdof+6,sdof+6)=cd; ccd(sdof+7,sdof+7)=cd; % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % % % % % % ghep ghep ghep ghep ghep ghep noi noi noi noi noi noi cd cd cd cd cd cd vao vao vao vao vao vao ma ma ma ma ma ma tran tran tran tran tran tran ccd ccd ccd ccd ccd ccd % 2.4 Xay dung vecto luc nut tong the f=-N'*((m1+m2)*g-P);% Vecto luc nut m1+m2, md, luc di dong P ffd=ff_build_2D(ff,f,index); % ghep noi vecto luc nut ftmd=-N0'*(md*g); for i=1:edof ii=2*po+i; ffd(ii,1)= ffd(ii,1)+ ftmd(i); % ghep noi luc TMD vao ffd ii2=2*po2+i; ffd(ii2,1)= ffd(ii2,1)+ ftmd(i);% ghep noi luc TMD vao ffd ii3=2*po3+i; ffd(ii3,1)= ffd(ii3,1)+ ftmd(i);% ghep noi luc TMD vao ffd ii4=2*po4+i; ffd(ii4,1)= ffd(ii4,1)+ ftmd(i);% ghep noi luc TMD vao ffd ii5=2*po5+i; ffd(ii5,1)= ffd(ii5,1)+ ftmd(i);% ghep noi luc TMD vao ffd ii6=2*po6+i; ffd(ii6,1)= ffd(ii6,1)+ ftmd(i);% ghep noi luc TMD vao ffd end % % % Giai bai toan o tung buoc thoi gian % % % 3.1 Tinh cac ma tran hieu dung meff=mmd + ccd*gama*dt + kkd*beta*dt^2; feff=ffd - kkd*q(:,istep) - (ccd + kkd*dt)*q1dot(:,istep) + -(ccd*(1-gama)*dt + kkd*(0.5-beta)*dt^2)*q2dot(:,istep); % 3.2 Ap dat dieu kien bien [meff,feff]=boundary_aply_kf(meff,feff,bcdof,bcval); % 3.3 Xac dinh gia toc, van toc, chuyen vi thoi diem i+1 q2dot(:,istep+1)=meff\feff; q1dot(:,istep+1)=q1dot(:,istep) +(1-gama)*dt*q2dot(:,istep)+ gama*dt*q2dot(:,istep+1); q(:,istep+1)=q(:,istep) +dt*q1dot(:,istep)+ (0.5-beta)*dt^2*q2dot(:,istep) +beta*dt^2*q2dot(:,istep+1); 117 % % % Giai bai toan tinh o tung buoc thoi gian(duong anh huong) % % [kks,ffs]=boundary_aply_kf(kk,ffd,bcdof,bcval); kks(sdof+7,:)=[]; kks(:,sdof+7)=[]; ffs(sdof+7)=[]; kks(sdof+6,:)=[]; kks(:,sdof+6)=[]; ffs(sdof+6)=[]; kks(sdof+5,:)=[]; kks(:,sdof+5)=[]; ffs(sdof+5)=[]; kks(sdof+4,:)=[]; kks(:,sdof+4)=[]; ffs(sdof+4)=[]; kks(sdof+3,:)=[]; kks(:,sdof+3)=[]; ffs(sdof+3)=[]; kks(sdof+2,:)=[]; kks(:,sdof+2)=[]; ffs(sdof+2)=[]; kks(sdof+1,:)=[]; kks(:,sdof+1)=[]; ffs(sdof+1)=[]; q_sta(:,istep+1)=kks\ffs; end % % % Xet xe di het cau mmd=mm; mmd(sdof+1,sdof+1)=m2; mmd(sdof+2,sdof+2)=md; mmd(sdof+3,sdof+3)=md; mmd(sdof+4,sdof+4)=md; mmd(sdof+5,sdof+5)=md; mmd(sdof+6,sdof+6)=md; mmd(sdof+7,sdof+7)=md; emt=md*N0'; for i=1:edof ii=2*po+i; mmd(ii,sdof+2)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd ii2=2*po2+i; mmd(ii2,sdof+3)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd ii3=2*po3+i; mmd(ii3,sdof+4)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd ii4=2*po4+i; mmd(ii4,sdof+5)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd ii5=2*po5+i; mmd(ii5,sdof+6)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd 118 ii6=2*po6+i; mmd(ii6,sdof+7)= emt(i); % ghep noi em2 vao ma tran mmd end kkd=kk; kkd(sdof+1,sdof+1)=ks; kkd(sdof+2,sdof+2)=kd; kkd(sdof+3,sdof+3)=kd; kkd(sdof+4,sdof+4)=kd; kkd(sdof+5,sdof+5)=kd; kkd(sdof+6,sdof+6)=kd; kkd(sdof+7,sdof+7)=kd; ek3= -kd*N0; for i=1:edof ii=2*po+i; kkd(sdof+2,ii)= ek3(i); ii2=2*po2+i; kkd(sdof+3,ii2)= ek3(i); ii3=2*po3+i; kkd(sdof+4,ii3)= ek3(i); ii4=2*po4+i; kkd(sdof+5,ii4)= ek3(i); ii5=2*po5+i; kkd(sdof+6,ii5)= ek3(i); ii6=2*po6+i; kkd(sdof+7,ii6)= ek3(i); end ccd=cc; ccd(sdof+1,sdof+1)=cs; ccd(sdof+2,sdof+2)=cd; ccd(sdof+3,sdof+3)=cd; ccd(sdof+4,sdof+4)=cd; ccd(sdof+5,sdof+5)=cd; ccd(sdof+6,sdof+6)=cd; ccd(sdof+7,sdof+7)=cd; ec3=-cd*N0; for i=1:edof ii=2*po+i; ccd(sdof+2,ii)= ec3(i); ii2=2*po2+i; ccd(sdof+3,ii2)= ec3(i); ii3=2*po3+i; ccd(sdof+4,ii3)= ec3(i); ii4=2*po4+i; ccd(sdof+5,ii4)= ec3(i); ii5=2*po5+i; ccd(sdof+6,ii5)= ec3(i); ii6=2*po6+i; ccd(sdof+7,ii6)= ec3(i); end % ma tran cung kd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ghep noi ek3 vao ma tran kkd % ma tran can cd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd % ghep noi ec3 vao ma tran ccd 119 ffd=zeros(sdof+7,1); ftmd=-N0'*(md*g); for i=1:edof ii=2*po+i; ffd(ii,1)= ffd(ii,1)+ ftmd(i); % ii2=2*po2+i; ffd(ii2,1)= ffd(ii2,1)+ ftmd(i);% ii3=2*po3+i; ffd(ii3,1)= ffd(ii3,1)+ ftmd(i);% ii4=2*po4+i; ffd(ii4,1)= ffd(ii4,1)+ ftmd(i);% ii5=2*po5+i; ffd(ii5,1)= ffd(ii5,1)+ ftmd(i);% ii6=2*po6+i; ffd(ii6,1)= ffd(ii6,1)+ ftmd(i);% end ghep noi luc TMD vao ffd ghep noi luc TMD vao ffd ghep noi luc TMD vao ffd ghep noi luc TMD vao ffd ghep noi luc TMD vao ffd ghep noi luc TMD vao ffd for istep=nstep+1:nt*nstep % % % Giai bai toan o tung buoc thoi gian % % % 3.1 Tinh cac ma tran hieu dung meff=mmd + ccd*gama*dt + kkd*beta*dt^2; feff=ffd - kkd*q(:,istep) - (ccd + kkd*dt)*q1dot(:,istep) + -(ccd*(1-gama)*dt + kkd*(0.5-beta)*dt^2)*q2dot(:,istep); % 3.2 Ap dat dieu kien bien [meff,feff]=boundary_aply_kf(meff,feff,bcdof,bcval); % 3.3 Xac dinh gia toc, van toc, chuyen vi thoi diem i+1 q2dot(:,istep+1)=meff\feff; q1dot(:,istep+1)=q1dot(:,istep) +(1-gama)*dt*q2dot(:,istep)+ gama*dt*q2dot(:,istep+1); q(:,istep+1)=q(:,istep) +dt*q1dot(:,istep)+ (0.5-beta)*dt^2*q2dot(:,istep) +beta*dt^2*q2dot(:,istep+1); End %******************THU DUOC KET QUA CUA CHUYEN VI******************% % % % Tinh moment tai cac diem nut theo thoi gian % % % Ma tran tinh moment S=E_module*J/leng^3*[-6*leng -4*leng^2 6*leng -2*leng^2; 6*leng 2*leng^2 -6*leng 4*leng^2]; 120 dyn_momen=zeros(nnode,nt*nstep+1); % khoi tao vecto sta_momen=zeros(nnode,nt*nstep+1); % khoi tao vecto qcur_d=zeros(edof,1); % vecto CV nut phan qcur_s=zeros(edof,1); % vecto CV nut phan for i=1:nt*nstep+1 moment dong moment tinh tu kh/sat(dong) tu kh/sat(tinh) % Xet tung buoc thoi gian % Tinh moment cua dam tai buoc thoi gian =i for iel=1:noe*nsp % xet tung phan tu cua he % Xac dinh vecto chuyen vi nut cua phan tu khao sat start = (iel-1)*(nnel-1)*ndof; for j=1:edof index=start+j; qcur_d(j)=q(index,i); qcur_s(j)=q_sta(index,i); end % Tinh moment tai nut dau cua phan tu dyn_momen(iel,i)=S(1,:)*qcur_d; sta_momen(iel,i)=S(1,:)*qcur_s; % Moment dong % Moment tinh end % Tinh moment tai nut cuoi cua phan tu cuoi cung dyn_momen(iel+1,i)=S(2,:)*qcur_d; sta_momen(iel+1,i)=S(2,:)*qcur_s; end % % % % -% Tinh he so dong dafu, dafm -% Chuyen vi lon nhat cua dam tren toan mien t/gian deflection_max=zeros(nt*nstep+1,1); % Do vong max moi buoc t/gian disp=0; % gia tri chuyen vi dung disp_max=0; % CV dung max toan mien t/gian momen_max=0; % moment max toan mien t/gian for i=1:nt*nstep+1 % Xet moi buoc thoi gian for j=1:nnode % Xet tai moi nut cua dam disp=q(ndof*j-1,i); if deflection_max(i)>disp % cv max(dau "-" chon g/tri min) deflection_max(i)=disp; end if momen_max < dyn_momen(j,i)% tinh voi moment duong momen_max = dyn_momen(j,i); end 121 end if disp_max > deflection_max(i) disp_max = deflection_max(i); end end deflection_max; % He so dong (so voi diem giua nhip) mid_node=nsp*noe/2+1; % nut giua dam dafu(iv)= disp_max/q_sta(sdof/2,nstep/2+1); dafm(iv)= momen_max/sta_momen(mid_node,nstep/2+1); %==================================================================% % He so dong tai A q_A=0; momen_A=0; A_node = noe/2+1; A_dof = noe+1; t_A = 6; % % % % % chuyen vi tai diem A moment tai diem A nut ta diem A bac tu cuyen vi dung tai A ty so thoi gian cd/thoi gian den A for i=1:nt*nstep+1 if q_A < abs(q(A_dof,i)) q_A = abs(q(A_dof,i)); end if momen_A < abs(dyn_momen(A_node,i)) momen_A = abs(dyn_momen(A_node,i)); end end dafu_A(iv)= abs(q_A/q_sta(A_dof,nstep/t_A +1)); dafm_A(iv)= abs(momen_A/sta_momen(A_node,nstep/t_A +1)); %==================================================================% % He so dong tai B q_C=0; momen_C=0; C_node = 3*noe/2+1; C_dof = 3*noe+1; t_C = 2; % % % % % chuyen vi tai diem C moment tai diem C nut ta diem C bac tu cuyen vi dung tai C ty so thoi gian cd/thoi gian den C for i=1:nt*nstep+1 if q_C < abs(q(C_dof,i)) q_C = abs(q(C_dof,i)); end if momen_C < abs(dyn_momen(C_node,i)) momen_C = abs(dyn_momen(C_node,i)); 122 end end dafu_C(iv)= abs(q_C/q_sta(C_dof,nstep/t_C +1)); dafm_C(iv)= abs(momen_C/sta_momen(C_node,nstep/t_C +1)); %==================================================================% % He so dong tai D q_D=0; momen_D=0; D_node = 5*noe/2+1; D_dof = 5*noe+1; t_D = 6/5; % % % % % chuyen vi tai diem D moment tai diem D nut ta diem D bac tu cuyen vi dung tai D ty so thoi gian cd/thoi gian den D for i=1:nt*nstep+1 if q_D < abs(q(D_dof,i)) q_D = abs(q(D_dof,i)); end if momen_D < abs(dyn_momen(D_node,i)) momen_D = abs(dyn_momen(D_node,i)); end end dafu_D(iv)= abs(q_D/q_sta(D_dof,nstep/t_D +1)); dafm_D(iv)= abs(momen_D/sta_momen(D_node,nstep/t_D +1)); %==================================================================% % He so dong momen tai B B_node = noe+1; % nut ta diem B for i=1:nt*nstep+1 if momen_B(iv) < abs(dyn_momen(B_node,i)) momen_B(iv) = abs(dyn_momen(B_node,i)); end end end dafu; dafm; dafu_A dafm_A dafu_C dafm_C dafu_D dafm_D momen_B %break 123 % -% % Xuat ket qua % -% % 7.1 Ket qua cv, vt, gt cua diem giua dam(sdof/2) theo thoi gian q_sta(sdof/2,:)'; q(sdof/2,:)'; q1dot(sdof/2,:)'; q2dot(sdof/2,:)'; % 7.2 Ket qua chuyen vi, vt, gt cua m2 theo thoi gian q(sdof+1,:)'; q1dot(sdof+1,:)'; q2dot(sdof+1,:)'; % 7.3 Ket qua shape chuyen vi tai thoi diem t=nstep/2+1 shape=zeros(nnode,1); for i=1:nnode shape(i)=q(ndof*i-1,nstep/2+1); end shape; % 7.4 Xac dinh chuyen vi cua diem tiep xuc giua xe voi dam disp_veh=zeros(nstep+1,1); %disp_veh(1)=0; for istep=1:nstep % xet tung buoc thoi gian xglo=istep*v*dt; % toa cua xe tren truc dam if xglo < nsp*tleng nepass=fix(xglo/leng); % so phan da tu vuot qua xloc=xglo - nepass*leng; % toa xe tren phan tu else nepass=fix(xglo/leng)-1; xloc=leng; end N=N_build(xloc,leng); % gia tri ham dang tai vi tri xloc % Tinh chuyen vi diem tiep xuc start = nepass*(nnel-1)*ndof; for i=1:edof index = start+i; % xac dinh chi so cua phan tu disp_veh(istep+1)=disp_veh(istep+1) + q(index,istep+1)*N(i); end end disp_veh; % 7.5 Moment tai diem giua dam theo thoi gian dyn_momen(nsp*noe/2+1,:)'; sta_momen(nsp*noe/2+1,:)'; 124 B CÁC HÀM SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH Hàm tính ma trận độ cứng function k=HermitianBeam(E_module,J,leng) % %Muc dich: % Tinh ma tran cung phan tu cua phan tu dam Hermit % Mo ta cac bien: % k – ma tran cung phan tu (kich thuoc 4x4) % E_module – modul dan hoi % J – momen quan tinh mat cat ngang cua dam % leng – kich thuoc (chieu dai) cua phan tu % % ma tran cung phan tu c=E_module*J/(leng^3); k=c*[12 6*leng -12 6*leng; 6*leng 4*leng^2 -6*leng 2*leng^2; -12 -6*leng 12 -6*leng; 6*leng 2*leng^2 -6*leng 4*leng^2]; Hàm tính ma trận khối lượng function m=mass(ro,leng,area) % %Muc dich: % Tinh ma tran khoi luong cua phan tu dam Hermit % Mo ta cac bien: % ro – khoi luong rieng vat lieu cau tao dam % leng – kich thuoc (chieu dai) cua phan tu % area – dien tich mat cat ngang cua dam % % ma tran khoi luong phan tu c=ro*area*leng/420; m=c*[156 22*leng 54 -13*leng; 22*leng 4*leng^2 13*leng -3*leng^2; 54 13*leng 156 -22*leng; -13*leng -3*leng^2 -22*leng 4*leng^2]; Hàm ghép nối phần tử ma trận độ cứng khối lượng function [kk]=kk_build_2D(kk,k,index) % % Muc dich: % ghep noi ma tran cung phan tu vao ma tran cung chung % Mo ta cac bien: % kk – ma tran cung tong the % k - ma tran cung phan tu % index – vecto chi so chuyen vi nut chung o moi phan tu % - 125 edof = length(index); for i=1:edof ii=index(i); for j=1:edof jj=index(j); kk(ii,jj)=kk(ii,jj)+k(i,j); end end Hàm ghép nối phần tử vecto tải function [ff]=ff_build_2D(ff,f,index) % % Muc dich: % ghep noi vecto tai phan tu vao vecto tai chung % Mo ta cac bien: % ff – vecto tai tong the % f - vecto tai phan tu % index – vecto chi so chuyen vi nut chung o moi phan tu % edof = length(index); for i=1:edof ii=index(i); ff(ii)=ff(ii)+f(i); end Hàm áp đặt điều kiện biên function [kk,ff]=boundary_aply_kf(kk,ff,bcdof,bcval) % -% Muc dich: % Ap dat dieu kien bien vao he phuong trinh [kk]{x}={ff} % Mo ta cac bien: % kk – ma tran cung chung truoc loai hang va cot % ff – vec to luc nut chung truoc loai hang % bcdof –vec to chua cac bac tu bi rang buoc boi dieu kien bien % bcval – vecto chua gia tri cac rang buoc % -n=length(bcdof); sdof=size(kk); for i=1:n c=bcdof(i); for j=1:sdof kk(c,j)=0; kk(j,c)=0; end kk(c,c)=1; ff(c)=bcval(i); end 126 Hàm xác định giá trị hàm dạng đạo hàm tọa độ xloc phần tử function [N]=N_build(xloc,leng) % Ham dang Hermitian % -x=xloc; L=leng; N=[1 - 3*x^2/L^2 + 2*x^3/L^3, x - 2*x^2/L + x^3/L^2, 3*x^2/L^2 - 2*x^3/L^3, -x^2/L + x^3/L^2 ]; end function [N_der1x]=N_derivation1x(xloc,leng) % Ham dang Hermitian-dao ham bac % -x=xloc; L=leng; N_der1x=[ 6*x^2/L^3 - 6*x/L^2, 3*x^2/L^2 - 4*x/L + 1, -6*x^2/L^3 + 6*x/L^2, 3*x^2/L^2 - 2*x/L]; end function [N_der2x]=N_derivation2x(xloc,leng) % Ham dang Hermitian-dao ham bac % -x=xloc; L=leng; N_der2x=[ 12*x/L^3 - 6/L^2, 6*x/L^2 - 4/L, -12*x/L^3 + 6/L^2, 6*x/L^2 - 2/L]; end LÍ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên : Võ Duy Thoại Năm sinh : 20/08/1991 Nơi sinh : Lâm Đồng Địa liên lạc: 1144/34 Lê Đức Thọ, P.13, Q.Gị Vấp, TP.HCM Q TRÌNH ĐÀO TẠO: 2010 – 2015: Đại học - Trường Đại học quốc tế Hồng Bàng 2015 – 2017: Thạc sĩ - Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC: 2014 – 2015: Cơng ty TNHH Xây dựng Thương mại Dịch vụ D.N.T 2015 – 2016: Cơng ty Dịch vụ Cơng ích quận Gị Vấp 2016 – 2017: Công ty CP Tư vấn đầu tư xây dựng HUDCIC miền Nam ... ĐỀ TÀI: “HIỆU QUẢ GIẢM CHẤN CỦA NHIỀU HỆ CẢN KHỐI LƯỢNG LÊN DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG” II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Tìm hiểu mơ hình kết cấu dầm đơn giản liên tục chịu tác động tải trọng phương... ngang dầm; m1 : khối lượng bánh xe hệ dao động di động; m2 : khối lượng thân hệ dao động di động; ks : độ cứng lò xo hệ dao động di động; cs : hệ số cản nhớt hệ dao động di động; md : khối lượng. .. dao động hệ dao động di động: - Giới thiệu mơ hình hệ dao động di động - Thiết lập phương trình cân lực dựa thông số hệ dao động di động - Mô tả mối liên hệ thành phần liên quan hệ dao động di động