Ứng xử động lực học của tấm nổi gia cường gân dưới tác dụng của tải tập trung di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HOÀNG TIẾN ỨNG XỬ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA TẤM NỔI GIA CƯỜNG GÂN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TẬP TRUNG DI ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số ngành: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 CƠNG 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 TS Trần Minh Thi Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Chu Quốc Thắng Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Hồng Ân 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: TS Nguyễn Phú Cường - Chủ tịch Hội đồng TS Cao Văn Vui - Thư ký PGS TS Chu Quốc Thắng - Ủy viên (Phản biện 1) TS Nguyễn Hồng Ân Ủy viên (Phản biện 2) - PGS TS Nguyễn Văn Hiếu CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Ủy viên TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG i 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: PHẠM HOÀNG TIẾN MSHV: 1670934 Ngày, tháng, năm sinh: 22/03/1993 Nơi sinh: Ninh Bình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60 58 02 08 I TÊN ĐỀ TÀI: Ứng xử động lực học gia cường gân tác dụng tải tập trung di động II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Trình bày sở lý thuyết phân tích hydroelastic miền thời gian phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn phần tử biên cho Thiết lập ma trận khối lượng, ma trận độ cứng kết cấu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn ma trận quan hệ vận tốc lưu tốc chất lỏng sử dụng phương pháp phần tử biên Phát triển thuật tốn giải hệ phương trình tương tác chất lỏng miền thời gian xây dựng chương trình Matlab mơ ứng xử hệ tấm-nước Tiến hành thực ví dụ số nhằm đánh giá độ xác tin cậy phương pháp Đồng thời khảo sát ảnh hưởng nhân tố quan trọng đến ứng xử động kết cấu tấm, từ rút kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15/07/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/06/2019 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS LƯƠNG VĂN HẢI TS TRẦN MINH THI Tp HCM, ngày 03 tháng 06 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) BAN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN PGS.TS Lương Văn Hải TS Trần Minh Thi TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) ii 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 v.v Đó trách nhiệm niềm tự hào học viên cao học Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ từ tập thể cá nhân Tơi xin ghi nhận tỏ lịng biết ơn tới tập thể cá nhân dành cho giúp đỡ q báu Đầu tiên tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Lương Văn Hải, TS Trần Minh Thi Thầy đưa gợi ý để hình thành nên ý tưởng 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, trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM truyền dạy kiến thức quý giá cho tôi, kiến thức khơng thể thiếu đường nghiên cứu khoa học nghiệp sau Tôi xin gửi lời cảm ơn đến NCS Nguyễn Xuân Vũ giúp đỡ nhiều 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 Cô dẫn thêm để bổ sung kiến thức hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn Tp HCM, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Phạm Hồng Tiến iii TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong thập niên trở lại đây, thực trạng khan nguồn tài nguyên thiên nhiên nỗi lo lớn toàn cầu Đặc biệt, vấn đề thiếu đất đai bùng nổ dân số giới, với gia tăng mức khu cơng nghiệp q trình thị hóa gây sức ép lớn đến quốc gia Thách thức trên, đòi hỏi nhà nghiên cứu cần phải tìm hướng để giải hệ kết cấu siêu lớn (Very large floating structures – VLFS) đề nghị Kết cấu siêu lớn (VLFS) có gia cường gân chịu tải trọng tập trung di động tập trung nghiên cứu Luận văn Phần kết cấu nghiên cứu theo lý thuyết Reissner-Mindlin, mơ hình tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) sử dụng phần tử tứ giác nút Phần nước biển mơ hình tính tốn phương pháp phần tử biên (BEM) với miền chất lỏng có kích thước gấp đơi kích thước bên Phần chất lỏng mô gồm biên giới hạn: biên mặt tấm, biên mặt thoáng chất lỏng, biên đáy biển biên vô cực Phần nước chuyển động bên mô tả vận tốc Phương trình chuyển động chất lỏng dựa lý thuyết sóng tuyến tính xây dựng từ giả thiết chuyển động nước biển nhỏ Sự tương tác kết cấu chất lỏng thể hiện: vận tốc chất lỏng vị trí tiếp xúc ln (nghĩa khơng có khoảng cách bề mặt chất lỏng) Phần ví dụ số tính tốn Luận văn mô phần mềm Matlab Kết kiểm chứng với kết nghiên cứu trước phần mềm kết cấu thương mại Sau đó, khảo sát thay đổi nhân tố quan trọng cách bố trí gân gia cường, vận tốc tải trọng tập trung di động, chiều sâu đáy biển… Kết đạt cho thấy chuyển vị, lực cản dao động có xu hướng giảm gia cường gân Tuy nhiên, để gia cường nhiều loại gân tận dụng tối đa tác dụng gân cần phải có nhiều nghiên cứu sâu iv ABSTRACT In recent decades, the scarcity of natural resources is a major global concern In particular, the lack of land due to the explosion of world population, along with the excessive increase of industrial parks and the process of urbanization has put enormous pressure on countries The challenge, which requires researchers to find a solution and the Very Large Floating Structures (VLFS) has been proposed In this master thesis, the Finite element method (FEM) is extended to cooperate with the boundary element method (BEM), namely, the BEM-FEM This method is applied to compute hydroelastic responses of a pontoon type very large floating structure (VLFS) under wave action and also subjected to a moving load The floating structure and the surrounding fluid are discretized by 9-node isoparametric finite elements (FE) and By 9-node constant boundary elements (BE), respectively Structural analysis is based on Mindlin’s plate theory Then the Nemark integration method is employed to solve the equation of motion for structural system The numerical example part of the thesis is simulated by Matlab software The results are verified with the results of previous studies and commercial structural software Then, the plate is surveyed when changing important factors such as the arrangement of stiffness reinforcement, velocity of concentrated moving load, depth of the seabed The results show displacement and drag force The displacement of the plate to decrease when the plate is reinforced The comparisons show very good agreement v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng việc tơi thực hướng dẫn Thầy PGS TS Lương Văn Hải TS Trần Minh Thi Các kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm cơng việc thực Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Phạm Hoàng Tiến vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ iii ABSTRACT .iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xvi MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT xvii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tổng quan hệ kết cấu siêu lớn (VLFS) .1 1.1.3 Ưu điểm 1.1.4 Ứng dụng 1.2 Tình hình nghiên cứu tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu hướng nghiên cứu 12 1.4 Cấu trúc dự kiến luận văn 13 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Mơ hình cấu trúc chất lỏng 14 2.2 Lý thuyết Reissner-Mindlin chịu uốn 15 2.2.1 Giới thiệu tổng quan .15 2.2.1 Biến dạng mối quan hệ biến dạng chuyển vị 17 2.2.2 Mối quan hệ ứng suất biến dạng 19 2.2.3 Phương trình lượng 21 2.2.4 Phương trình chuyển động có xét đến áp lực nước dày Mindlin 21 vii 2.3 Phương pháp phần tử hữu hạn áp dụng cho dày Mindlin 22 2.3.1 Mơ hình phần tử hữu hạn cho kết cấu 22 2.3.2 Phần tử đẳng tham số Q9 24 2.3.2.1 Khái niệm phần tử đẳng tham số .24 2.3.2.2 Hệ tọa độ địa phương phần tử đẳng tham số Q9 .24 2.3.3 Tích phân số - Phép cầu phương Gauss 27 2.3.4 Thiết lập ma trận kết cấu Mindlin sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 31 2.4 Lý thuyết dầm Bernoulli-Euler 37 2.5 Phương pháp phần tử hữu hạn áp dụng cho dầm Bernoulli-Euler 40 2.5.1 Thiết lập ma trận độ cứng phần tử khung phẳng 40 2.5.2 Thiết lập ma trận độ cứng phần tử dầm không gian 44 2.5.3 Thiết lập ma trận khối lượng phần tử khung không gian .48 2.6 Thiết lập ma trận kết cấu gia cường gân sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 50 2.7 Lý thuyết sóng tuyến tính 51 2.8 Phương pháp phần tử biên 56 2.8.1 Lý thuyết chất lỏng lý tưởng 56 2.8.2 Điều kiện biên 57 2.8.2.1 Điều kiện động lực học đáy miền chất lỏng 57 2.8.2.2 Điều kiện động học mặt tiếp xúc kết cấu chất lỏng 57 2.8.2.3 Điều kiện biên vô cực .57 2.8.3 Phương trình thủy động lực chất lỏng miền thời gian 57 2.8.4 Phương pháp phần tử biên (BEM) áp dụng cho toán 3D 59 2.8.5 Phương pháp phần tử biên tuyến tính .61 2.8.6 Phương pháp phần tử biên cho tốn Hydroelastic 62 2.9 Phương trình dao động hệ tấm-nước 64 2.10 Phương pháp giải hệ phương trình chuyển động 65 2.10.1 Phương pháp Houbolt .65 viii 2.10.2 Phương pháp Newmark 65 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ 69 3.1 Kiểm chứng chương trình Matlab 70 3.1.1 Bài toán 1: Kiểm chứng chương trình Matlab với SAP2000 70 3.1.2 Bài tốn 2: Kiểm chứng chương trình phân tích ứng xử động so với kết nghiên cứu Endo Yago [29] .73 3.2 Một số toán khảo sát 78 3.2.1 Bài toán 3: Khảo sát ứng xử gia cường gân theo phương y 80 3.2.2 Bài toán 4: Khảo sát ứng xử gia cường gân theo phương x 81 3.2.3 Bài toán 5: Khảo sát ứng xử gia cường gân theo phương x phương y .82 3.2.4 Bài toán 6: Khảo sát ứng xử gia cường gân theo phương x phương y thay đổi vận tốc 86 3.2.5 Bài toán 7: Khảo sát ứng xử sau thời gian xe dừng lại 106 3.2.6 Bài toán 8: Khảo sát lực cản tác động lên vận tốc thay đổi .109 3.2.7 Bài toán 9: Khảo sát vị trí tải trọng tập trung di động so với vùng lõm .113 3.2.8 Bài toán 10: Khảo sát ứng xử thay đổi chiều sâu đáy biển .117 3.2.9 Bài toán 11: Khảo sát ứng xử thay đổi chiều rộng .121 3.2.10 Bài toán 12: Khảo sát ứng xử thay đổi chiều dày .124 3.2.11 Bài toán 13: Khảo sát ứng xử thay đổi kích thước vùng chất lỏng .127 3.2.12 Bài toán 14: Khảo sát ứng xử thay đổi độ lớn tải trọng tập trung di động 130 Kết phân tích số 129 Hình 3.83 Đồ thị 3D chuyển vị kích thước vùng chất lỏng Bt  Lt  120  600  m  Hình 3.84 Đồ thị 3D chuyển vị kích thước vùng chất lỏng Bt  Lt  150  750  m  Kết phân tích số 130 Đồ thị 3D chuyển vị kích thước vùng chất lỏng thay đổi thể từ hình 3.81 đến hình 3.84 Kết chênh lệch chuyển vị cực đại thể đồ thị hình 3.80 Chuyển kích thước vùng chất lỏng so sánh với vùng chất lỏng có kích thước 80x400(m) Chuyển vị cực đại tăng kích thước vùng chất lỏng tăng, tăng từ -3.66mm đến -3.84mm ứng với độ chênh lệch 4.7% Độ chênh lệch chuyển vị tăng mạnh từ kích thước vùng chất lỏng 80x400 (m) đến 120x600(m) với độ tăng 4.1% Mức độ tăng 0.7% từ vùng chất lỏng có kích thước 120x600(m) đến 150x750(m) Chuyển vị tăng nhanh khoảng tăng ban đầu kích thước vùng chất lỏng, chuyển vị tăng chậm lại mức độ tăng không đáng kể vùng chất lỏng tiếp tục tăng Nguyên nhân chất lỏng khơng nén có nghĩa thể tích chất lỏng khơng đổi Khi kích thước vùng chất lỏng nhỏ ảnh hưởng biên lên chuyển vị đáng kể Ảnh hưởng khơng đáng kể kích thước vùng chất lỏng tăng lên Điều sở để lựa chọn kích thước vùng chất lỏng khảo sát, để tốn xác tối ưu hóa thời gian phân tích chương trình 3.2.12 Bài tốn 14: Khảo sát ứng xử thay đổi độ lớn tải trọng tập trung di động Để đánh giá mức độ ảnh hưởng độ lớn tải trọng di động tới ứng xử tấm, MF-300 có thơng số tốn khảo sát toán Tuy nhiên tải trọng tập trung di động thay đổi giá trị là: P  30KN ; P  60KN ; P  90KN ; P  120KN ; P  150KN ; P  180KN ; P  210KN ; P  240KN ; P  270KN Kết chuyển vị thay đổi độ lớn lực tập trung di động thể hình 3.84 hình 3.86 Chuyển vị tăng độ lớn lực tập trung di động tăng Cụ thể chuyển vị tăng lần độ lớn lực tập trung tăng lần từ 3.64mm P=30KN lên 33.65mm P=270KN Giá trị tăng tuyến tính thể cụ thể hình 3.87 Điều hồn tồn phù hợp với tính chất chịu lực kết cấu giá trị lực tác động tăng chuyển vị tăng Kết phân tích số 131 10 Chuyển vị (mm) -5 10 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 Thời gian t (s) 30(KN) 60(KN) 90(KN) 120(KN) 180(KN) 210(KN) 240(KN) 270(KN) 150(KN) Hình 3.85 Chuyển vị theo thời gian thay đổi độ lớn tải di động 15 10 Chuyển vị (mm) -5 50 100 150 200 250 300 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 Chiều dài L (m) 30(KN) 60(KN) 90(KN) 120(KN) 180(KN) 210(KN) 240(KN) 270(KN) 150(KN) Hình 3.86 Đồ thị chuyển vị t=6.7s thay đổi độ lớn lực tập trung di động Kết phân tích số 132 Chuyển vị (mm) -5 30 80 130 180 230 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 Tải di động P (KN) Hình 3.87 Chuyển vị cực đại thay đổi độ lớn tải tập trung di động P Khoảng thời gian ổn định không đổi tải tập trung di động tăng Đồng thời có biên độ chuyển vị tăng tăng độ lớn tải tập trung di động P, nhiên chu kì dao động lại khơng thay đổi Kết luận hướng phát triển 133 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Ứng xử động lực học kết cấu gia cường gân chịu tải trọng tập trung di động khảo sát phương pháp kết hợp phương pháp phần tử biên (BEM) phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Đồng thời, ảnh hưởng yếu tố quan trọng cách bố trí gân gia cường, vận tốc tải trọng tập trung di động, chiều dày tấm, chiều rộng tấm, chiều sâu đáy biển khảo sát chi tiết Các mô hình tính tốn phân tích phương pháp Newmark-Hooult theo miền thời gian kết trình bày kiểm chứng so sánh với tài liệu tham khảo khác Từ kết phân tích số trình bày, số kết luận quan trọng kiến nghị hướng phát triển đề tài tương lai rút ra: 4.1 Kết luận Sự làm việc thực tế kết cấu gia cường gân chịu tác dụng tải trọng tập trung di động mơ hình phản ánh Đồng thời, ứng xử động lực học kết cấu gia cường gân tác dụng tải trọng tập trung di động đảm bảo độ xác, độ tin cậy tính hợp lý việc phân tích; Khi thay đổi cách bố trí gân gia cường theo hai phương x y Bố trí hệ gân gia cườn dọc theo phương x đạt hiệu bố trí gân gia cường dọc theo phương y Từ đó, nên xem xét lựa chọn cách gia cường phù hơp Khi so sánh trường hợp có bố trí gân gia cường trường hợp khơng bố trí gân gia cường Chuyển vị gia cường gân giảm rõ rệt Khi vận tốc tải trọng tập trung di động thay đổi, giá trị vận tốc lân cận vận tốc giới hạn làm ảnh hưởng đến chuyển vị nhiều Vận tốc nằm gần vận tốc giới hạn, độ sâu vùng lõm lớn Hệ gân gia cường làm Kết luận hướng phát triển 134 tăng độ cứng tấm, đồng thời làm giảm ảnh hưởng sóng phản xạ lên dẫn đến chuyển vị giảm đáng kể Khi gia cường gân, biến dạng giảm đáng kể, dẫn đến giảm lực cản lên tải trọng di động (hay chuyển động xe) Khi bề rộng tăng lên, đồng nghĩa với việc độ cứng tăng, sóng kết cấu tạo bị hạn chế chuyển vị giảm đáng kể, chiều rộng tăng đến giá trị giới hạn chuyển vị giảm khơng đáng kể Vì cần tối ưu hóa chiều rộng để đạt tính kinh tế Chiều sâu đáy biển ảnh hưởng đến ổn định tấm, Chuyển vị độ bất ổn định tăng chiều sâu đáy biển giảm Yếu tố chiều dày ảnh hưởng lớn đến ứng xử kết cấu nổi, chiều dày tăng làm chuyển vị giảm giảm đến giới hạn định khơng cịn giảm Khi chiều dày đủ dày việc bố trí gân gia cường khơng cịn hiệu 4.2 Kiến nghị Mặc dù luận văn đạt số kết định trình bày phần kết luận Song số vấn đề chưa khám phá cần nghiên cứu thêm tương lai Những vấn đề bao gồm:  Khảo sát với nhiều loại gân gia cường khác nhau;  Khảo sát trường hợp tải tập trung di động hàm theo thời gian;  Khảo sát đặc tính tải trọng di động tải trọng bánh xe di chuyển Tài liệu tham khảo 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Suzuki and K Yoshida, “Design flow and strategy for safety of very large floating structure” In Proceedings of Int Workshop on Very Large Floating Structures, VLFS Vol 96, pp 21-27 November 1996 [2] Y Luan et al., “Smearing technique for vibration analysis of simply supported cross-stiffened and doubly curved thin rectangular shells”, Journal of the Acoustical Society of America 129,pp.707-716, 2011 [3] Y Luan et al., “Improvements of the smearing technique for crossstiffened thin rectangular plates” Journal of Sound and Vibration 330, pp 4274-4286, 2011 [4] B A J Mustafa and R Ali, “Prediction of natural frequency of vibration of stiffened cylindrical shells and orthogonally stiffened curved panels” Journal of Sound and Vibration vol 113 (2), pp 317-327, 1987 [5] N S Bardell and D J Mead, “Free vibration of an orthogonally stiffened cylindrical shell” Part II: Discrete general stiffeners Journal of Sound and Vibration, vol 134, pp 55-72, 1989 [6] S Goswami and M Mukhopadhyay, “Finite Element Analysis of Laminated Composite Stiffened Shell” Journal of Reinforced Plastics and Composites vol 13, pp 574-616, 1994 [7] S Goswami and M Mukhopadhyay, “Finite Element Free Vibration Analysis of Laminated Composite Stiffened Shell” Journal of Composite Materials, vol 29, pp 2388-2422, 1995 [8] B G Prusty and S K Satsangi, “Finite element transient dynamic analysis of laminated stiffened shells” Journal of Sound and Vibration, vol 248(2), pp 215-233, 2001 [9] B G Prusty and S K Satsangi, “Analysis of stiffened shell for ships and ocean structures by finite element method” Ocean Engineering, vol 28, pp 621-638, 2001 Tài liệu tham khảo [10] 136 B G Prusty et al., “First ply failure analysis of stiffened panels - a finite element approach” Composite Structures, vol 51, pp 73-81, 2001 [11] A Samanta and M Mukhopadhyay, “Free vibration analysis of stiffened shells by the finite element technique” European Journal of Mechanics A/Solids, vol 23, pp 159-179, 2004 [12] M.D Olson and C.R Hazell, “Vibration studies on some integral rib-stiffened plates” Journal of Sound and Vibration, vol 50(1), pp 43-61, 1977 [13] A Mukherjee and M Mukhodpadhyay, “Finite element free vibration of eccentrically stiffened plates” Computers & Structures, vol 30, pp 13031317, 1987 [14] T.S Koko and M.D Olson, “Vibration analysis of stiffened plates by super elements” Journal of Sound and Vibration, vol 158(1), pp 149-167, 1992 [15] M Barrette et al., “Vibration of stiffened plates using hierarchal trigonometric functions” Journal of Sound and Vibration, vol 235(5), pp 727-774, 2000 [16] T I Khabakhpasheva, and A A Korobkin, “Hydroelastic behavior of compound floating plate in waves” Journal of engineering mathematics, vol 44(1), pp 21-40, 2002 [17] M Kashiwaghi, "Transient responses of a VLFS during landing and take-off of an airplane", Journal of Marine Science and Technology, vol (1), pp 1423, 2004 [18] E Watanabe et al., “Benchmark hydroelastic responses of circular VLFS underwave action” Engrg Struct, vol 28(6), pp 423-30, 2000 [19] F Masahiko and Y Tetsuya, "Structural modeling for global response analysis of VLFS", Marine Structures, vol 14, pp 295- 310, 2001 [20] M Kashiwagi, “Transient responses of a VLFS during landing and take-off an airplane” Journal of Marine Science and Technology, vol 9(1), pp 14-23, 2004 [21] E Watanabe et al., “Hydroelastic analysis of pontoon-type VLFS: a literature survey” Engineering structures, vol 26(2), pp 245-256, 2004 Tài liệu tham khảo [22] 137 J N Newman, “Efficient hydrodynamic analysis of very large floating structures” Marine structures, vol 18(2), pp 169-180, 2005 [23] S Ohmatsu, “Overview: Research on wave loading and responses of VLFS” Marine Structures, vol 18(2), pp 149-168, 2005 [24] H Suzuki et al., “ISSC committee VI.2: Very large floating structures” In Sixteenth International Ship and Offshore Structures Congress, Southampton, UK, pp 394-442, 2006 [25] C Wu et al., “An eigenfunction expansionmatching method for analyzing the wave-induced responses of an elastic floating plate” Applied Ocean Research, vol 17(5), pp 301-310, 1995 [26] E Watanabe et al., “A transient response analysis of a very large floating structure by finite element method” Doboku Gakkai Ronbunshu, pp 1-9, 1998 [27] J W Kim and W C Webster, “The drag on an airplane taking off from a floating runway” Journal of Marine science and Technology, vol 3(2), pp 76-81, 1998 [28] S Ohmatsu and Fukuoka, "Numerical calculation of hydroelastic behavior of VLFS in time domian", Proceedings of the 2nd International Conference on Hydroelasticity in Marine Technology, pp.89-97, 1998 [29] H Endo and K Yago, "Time history response of a large floating structure subjected to dynamic load", J Soc Naval Arch Jpn, vol 186 pp 369-376, 1998 [30] Y Yasuzawa et al., “Dynamic response of alarge flexible floating structure in regular waves” Proceeding of the 16th Conference on Off shore Mechanics and Arctic Engineering Yokohama, Japan, 187-194, 1997 [31] K Yago and H Endo, “On the hydroelastic response of box-shaped floating structure with shallow draft” Journal of the Society of Naval Architects of Japan, vol 180, pp.341-352, 1996 [32] Y Yasuzawa et al., “Wave response analysis of a flexible large floating structure” Proceedings of the 2nd International Workshop on Very Large Floating Structures Hayama, Japan, pp 221-228, 1996 Tài liệu tham khảo [33] 138 T Hamamoto et al., “Hybrid daynamic analysis of large tension legfloating structures using plate elements” Proceedings of the 7th International Offshore and Polar Engineering Conference Honolulu, HI, pp 285-292, 1997 [34] M Ohkusu and Y Namba, “Analysis of hydroelastic behavior of a large floating platform of thin plate configuration in waves” VLFS, vol 96, pp 143148, 1996 [35] P Manidipudi, “The Motion Performance of a Mat-like Floating Airports” In Proc Of Int Conf on Hydroelasticity in Marine Technology, pp 363-375, 1994 [36] J N Newman and C H Lee, "Boundary – Element Methods in Offshore Structure Analysis", Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 2002 [37] C D Wang and M H Meylan, "A higher-order-coupled boundary element and finite element method for the wave forcing of afloating elastic plate", Journal of Fluids and Structures, pp 557-572, 2004 [38] L Qiu and L Hua, "Three-dimensional time-domain analysis of very large floating structures subjected to unsteady external loading", Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, ASME,vol 129, pp 21-28, 2007 [39] L Qiu, “Modeling and simulation of transient responses of aflexible beam floating in finite depth water under moving loads”, Appl Math Model., vol 33, no 3, pp 1620–1632, 2009 [40] H Endo, “The behavior of a VLFS and an airplane during takeoff/landing run in wave condition” Marine structures, vol 13(4), pp 477-491, 2000 [41] C M Wang and Z Y Tay, "Very Large Floating Structures:Applications, Research and Development", The Twelfth East AsiaPacific Conference on Structural Engineering and Construction, 2011 [42] Y.Cheng et al., "Direct time domain numerical analysis of transient behavior of a VLFS during unsteady external loads in waves condition", Abstract and Applied Analysis, pp 1-17, 2014 Tài liệu tham khảo [43] 139 T Hamamoto et al., "Hybrid dynamic analysis of large tension legfloating structures using plate elements", Proceedings of 7th International Offshore and Polar Engineering Conference Honolulu, vol 1, pp 285-292, 1997 [44] C M Wang et al., “Very large floating structures”, CRC press, 2007 [45] Y K Wen and M Shinozuka, "Monte Carlo solution of structural response to wind loads", Proc Of the 3rd Int Conf on Wind Effects on Buildings and Structures, Tokyo, Japan, Part III, pp 1-3, 1971 [46] X V Nguyễn et al., "Dynamic analysis of very large floating structures (VLFS) subjected to both sea waves and moving loads using moving element method", Người Xây Dựng, vol 11, pp 61-67, 2016 [47] V H Lương et al "Dynamic analysis of very large floating structures subjected to sea waves using boundary element method (BEM) and finite element method (FEM)", Tạp Chí Xây Dựng, pp 130-137, 2017 [48] Q H Nguyễn, “Nghiên cứu tương tác động lực học sóng biển cơng trình biển nổi”, Luận án Tiến Sĩ Khoa học, Hà Nội, 1996 [49] P K Nguyễn, “Phương pháp kết hợp phần tử biên phần tử hữu hạn phân tích trực hướng chịu tải trọng di động”, Luận văn Thạc Sĩ, ĐH Bách Khoa TPHCM, 2018 [50] T A Nguyễn, “Phân tích động lực học kết cấu VLFS tác dụng tải trọng tập trung di động biến đổi điều hòa theo thời gian” Luận văn Thạc Sĩ, ĐH Công Nghệ TPHCM, 2018 [51] M P Trần, “Phân tích ảnh hưởng lực sóng dịng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu VLFS”, Luận văn Thạc Sĩ, ĐH Bách Khoa TPHCM, 2018 [52] M Kashiwagi, “A time-domain mode-expansion method for calculating transient elastic responses of a pontoon-type VLFS” Journal of Marine Science and Technology, vol 5(2), pp 89-100, 2000 [53] T Takaziwa, "Response of a floating sea ice sheet to a steadily moving load", Journal of Geophysical Research, vol 93, pp 5100-5112, 1998 Tài liệu tham khảo [54] 140 Q T Chu, Phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1997 Phụ lục 141 PHỤ LỤC Một số đoạn mã lập trình Matlab chính: %% Bai toan 12 ifile=1; filename='Model_x0y0v1389h05.mat'; format short Title='Endo_Model'; % Material E=11.9e6 ; % Young’s Modulus % nuy=0.3; % Possion’s ratio m=0.256;% Bulk destiny, ratio with destiny of water 0.926 0.256 5.1 hs=0.5; % Thickness of plate % m 0.0545 0.17 5.6240 D=E*hs^3/(12*(1-nuy^2)); % Flexural rigidity of plate % Tm3/s2 % nmode=7; % Number of vibrational modes g=10; % Gravitational acceleration % m/s^2 r=1; % Water density % T/mm3 % Structual damping tysocan=0.05; % Damping ratio 0.05 0.03 % Geometry % Dimension and geometric properties Ls=300; % Length of structure % m 9.75 300 5000 bs=60; % Width of structure % m 60 1.95 1000 ds=0.125; % Draft % m 0.5 0.0163 0.5 Lt=2*Ls; % Length of fluid domain % 1.5*Ls Bt=2*bs; % Width of fluid domain % 2*bs h=58.5; % Depth of fluid domain % m %% Ldc=2*pi*(D/(r*g))^(1/4); % The characteristic length lamdadc=((r*g)/D)^(1/4); Ccr=2*lamdadc^2*D/(m*hs*r); % critical speed for Winlker foundation nx_ref=round(Ls/(0.1*Ldc)); ny_ref=round(bs/(0.1*Ldc)); nz_ref=round(h/(0.1*Ldc)); Cmin=1.325*sqrt(g*Ldc); % The minimun critical phase speed, deep water Cgmin=0.8779*(g^3*D/r)^(1/8); % The minimum group critical phase speed, deep water LambdaC=0.1*2*pi*Ldc; % Takizawa % fprintf('The minimun critical phase speed %d.\n',Cmin); fprintf('The minimum group critical phase speed %d.\n',Cgmin); fprintf('The characteristic length %d.\n',Ldc); fprintf('critical speed for Winlker foundation %d.\n',Ccr); fprintf('Number of panel in x direction ref %d.\n',nx_ref); fprintf('Number of panel in y direction ref %d.\n',ny_ref); fprintf('Number of panel in z direction ref %d.\n',nz_ref); %% - Mesh dL=5;% nx=round(Ls/dL); % Number of panel in x direction: ny=round(bs/dL); % Number of panel in y direction: Phụ lục 142 nz=9; % Number of panel in z direction %% Discretizing fluid domain [Cor,kconecpannel]=Mesh3D(Lt,Bt,h,Ls/nx,bs/ny,h/nz)% % Label sub fluid domain [Hullbed,Seabed,Freesurface,Farregion]=Boundary(Cor,kconecpannel,L s,bs,h,Lt,Bt);% %% Mesh data for structural domain % Discretizing structure into node rectangular element X=Cor(:,1);Y=Cor(:,2);Z=Cor(:,3); [~,~,~,~,~,~,kconecpanelVLFS, Xv,Yv,~,~,~,~,~]=Meshpanel(nx,ny,Ls,bs);% % Transform node element into node element [vcor,kconec]=updatemeshplate9(kconecpanelVLFS,Xv,Yv); %% - Boundaryconditions bcdof=boundaryconditon(vcor,Ls,bs,'free-free'); %% - Data of Moving Load % Vehicle,normal force -CaseF=struct('Vehicle',{},'Time',{},'LocX',{},'LocY',{}); P=30; % kN x0=57; % m % Start at y0=bs/2; distance=150; % m % Velocity=13.89; % m/s; % 30km/h % Speed of load (m/s) CaseV=length(Velocity); a=0; % m/s^2 dt=0.05; tmin=0; tmax=distance/Velocity(1); Tmor=93/Velocity(1);% t=[tmin:dt:tmax]; for icase=1:CaseV v0=Velocity(icase); % Orbit of moving load x=zeros(size(t)); v=zeros(size(t)); for itime=1:max(size(t)) dS=v0*t(itime)+1/2*a*t(itime)^2; v(itime)=v0+a*t(itime); if dS < distance && v(itime)>=0 x(itime)=x0+dS; else x(itime)=x0+distance; end end y=bs/2*ones(size(x)); [F_vehicle,~,~]=Movingload_Beta(vcor,kconec,P,x,y,t,1,1); CaseF(icase).Vehicle=F_vehicle; CaseF(icase).Time=[tmin,tmax,dt]; CaseF(icase).LocX=x; CaseF(icase).LocY=y; clear F_vehicle end Timedata=[tmin tmax dt]; %% Run program Mainprogram_DirectIntegration Lý lịch trích ngang 143 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: PHẠM HỒNG TIẾN Ngày, tháng, năm sinh: 22/03/1993 Nơi sinh: Ninh Bình Địa liên lạc: 338, Nguyễn Văn Cừ Nối Dài, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ ĐTDĐ: 0911 555 060 Gmail: phtien10678@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2011-2016: Học đại học trường Đại học Cần Thơ 2016-2019: Học cao học trường Đại học Bách khoa TP HCM QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2016-nay: Giảng viên Khoa Kỹ thuật xây dựng, trường Đại học Kỹ thuật công nghệ Cần Thơ ... đề ? ?Ứng xử động lực học gia cường gân tác dụng tải tập trung di động? ?? góp phần đưa kết xác so với thực tế Từ rút kết luận ứng xử kết cấu gia cường gân thay đổi kích thước gân, bước gân gia cường, ... lực tập trung 20km/h 113 Hình 3.60 Vị trí lực tập trung di động vận tốc lực tập trung 50km/h 114 Hình 3.61 Vị trí lực tập trung di động vận tốc lực tập trung 130km/h 114 Hình 3.62 Vị trí lực. .. ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60 58 02 08 I TÊN ĐỀ TÀI: Ứng xử động lực học gia cường gân tác dụng tải tập trung di động II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Trình bày sở