Phân tích động lực học kết cấu tấm nổi vlfs dưới tác dụng tải trọng tập trung di động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN THÀNH AN PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU TẤM NỔI (VLFS) DƯỚI TÁC DỤNG TẢI TRỌNG TẬP TRUNG DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số ngành: 60580208 TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN THÀNH AN PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU TẤM NỔI (VLFS) DƯỚI TÁC DỤNG TẢI TRỌNG TẬP TRUNG DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số ngành: 60580208 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LƯƠNG VĂN HẢI TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Lương Văn Hải (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày tháng 10 năm 2017 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 TS Khổng Trọng Tồn TS Đào Đình nhân Phản biện TS Nguyễn Văn Giang Phản biện TS Nguyễn Hồng Ân TS Trần Tuấn Nam Chức danh Hội đồng Chủ tịch 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 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng… năm 20 … NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thành An Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/04/1992 Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp MSHV: 1541870001 I- Tên đề tài: Phân tích động lực học kết cấu VLFS tác dụng tải trọng tập trung di động II- Nhiệm vụ nội dung: • Xây dựng thuật tốn, code Matlab • Kiểm chứng chương trình • Khảo sát ứng xử kết cấu thay đổi vận tốc • Khảo sát ứng xử kết cấu thay đổi độ lớn tải trọng • Khảo sát ứng xử kết cấu thay đổi độ sâu đáy biển • Khảo sát ứng xử kết cấu thay đổi chiều dày • Khảo sát ứng xử kết cấu thay đổi chiều rộng III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS TS LƯƠNG VĂN HẢI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH i 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… Ðó trách nhiệm niềm tự hào học viên cao học Ðể hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận giúp đỡ nhiều từ tập thể cá nhân Tơi xin ghi nhận tỏ lịng biết ơn tới tập thể cá nhân đành cho tơi giúp đỡ q báu Ðầu tiên tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Lương Văn Hải 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 Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM-HUTECH truyền dạy kiến thức quý giá cho tơi, 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 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 hoàn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn Tp HCM, ngày tháng năm 2017 Nguyễn Thành An ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cùng với phát triển kinh tế nhu cầu chổ người ngày tăng ngày nhiều dự án lấn biển triển khai Tuy nhiên, giải pháp phù hợp cho vùng nước không sâu (độ sâu 20m) Đối với vùng nước sâu đáy biển đất yếu, giải pháp địi hỏi lượng chi phí khổng lồ nhiều khó khăn mặt kỹ thuật, chí khơng thể thực Bên cạnh đó, dự án lấn biển làm hưởng tiêu cực môi trường quốc gia, hệ sinh thái ngầm đường bờ biển với nước láng giềng Để giải vấn đề nêu trên, nhà nghiên cứu kỹ sư đề nghị giải pháp thay hiệu hơn, xây dựng hệ thống kết cấu siêu rộng (VLFS - Very Large Floating Structures) Hiện hệ thống kết cấu đại quốc gia giới xúc tiến xây dựng, tiêu biểu nước Nhật Bản, Ý, Pháp, Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc…Tại Việt Nam có số nghiên cứu vấn đề nhiên nghiên cứu tập trung phân tích, khảo sát kết cấu có kích thước nhỏ, chưa với thực tế, ảnh hưởng thay đổi vận tốc, độ sâu đáy biển, tải trọng, chiều dày, chiều rộng ứng xử chuyển vị kết cấu chưa nghiên cứu khảo sát làm rõ Do luận văn thực với mục đích: • Tập trung phân tích khảo sát ứng xử kết cấu lớn chịu tải tập trung di động ảnh hưởng thay đổi vận tốc, tải trọng, độ sâu đáy biển, bề dày, chiều rộng kết cấu yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chuyển vị kết cấu nổi, phương pháp kết hợp phần tử biên (BEM) phần tử hữu hạn (FEM) • Ngồi ra, cách thiết lập ma trận khối lượng, ma trận độ cứng ma trận cản cho hệ kết cấu trình bày luận văn iii ABSTRACT Along with the development of the economy, the demand for human housing has increased, so more and more land reclamation projects have been launched However, this solution is suitable for not too deep (depths less than 20m) For deep water or deep seabed, this solution requires enormous costs and technical difficulties, even impossible In addition, land reclamation projects have negatively impacted the country's environment, underground ecosystems, and coastlines with its neighbors To solve this problem, researchers and engineers have proposed a more efficient alternative, namely the construction of a Very Large Floating Structures (VLFS) Currently, modern floating structures have been promoted by countries in the world, such as Japan, Italy, France, USA, China and South Korea Some studies on this issue, however, these studies focus on investigating the small size of the structure is not true, the effect of the velocity of the load, the depth of the sea, the change The load, thickness, width of floating structure for displacement behavior of floating sheet has not been studied for clarification Therefore the dissertation was conducted with the purpose of: • Focus on the behavioral survey of large mobile floating structures under the effect of velocity of load, depth of the seabed, load change, thickness, width of floating structure Because this is one of the important factors affecting the displacement of floating structures by Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM) • In addition, the establishment of mass matrices, stiffness matrices and constraints matrix for the structural system will be presented in the thesis iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thành An v MỤC LỤC 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 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT xi CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Hướng nghiên cứu 1.5 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Mơ hình chất lỏng 2.2 Lý thuyết Mindlin chịu uốn 2.3 Mơ hình phần tử hữu hạn cho kết cấu 11 2.4 Hệ tọa độ địa phương phần tử tham số tham chiếu Q9 14 2.5 Phương pháp tích phân biên 17 2.6 Phần tử nút 19 2.7 Phương trình chuyển động chất lỏng miền thời gian 20 2.8 Phương pháp phần tử biên cho chuyển động chất lỏng 21 2.9 Ma trận FEM miền thời gian 23 vi 2.10 Xấp xỉ miền thời gian 23 2.11 Giải hệ phương trình tương tác 23 2.12 Phương pháp Newmark 25 2.13 Lưu đồ tính tốn 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ 28 3.1 Kiểm chứng code lập trình Matlab so sánh kết tính tốn với mơ hình thí nghiệm Endo Yago (1999) [1] 30 3.2 Bài toán 1: Khảo sát ứng xử thay đổi vận tốc 36 3.3 Bài toán 2: Khảo sát ứng xử thay đổi độ lớn tải trọng 46 3.4 Bài toán 3: Khảo sát ứng xử thay đổi độ sâu đáy biển 49 3.5 Bài toán 4: Khảo sát ứng xử thay đổi bề dày kết cấu 55 3.6 Bài toán 5: Khảo sát ứng xử thay đổi chiều rộng kết cấu 60 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 4.1 Kết luận 66 4.2 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 70 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 79 Kết phân tích số 65 xuống 15 m chuyển vị wmax tăng nhanh từ 1.10 mm lên 2.10 mm (tăng 91% so với chuyển vị wmax trường hợp B1= 30 m), chiều rộng tăng từ 30 m đến 60 m chuyển vị wmax giảm dần từ 1.10 mm xuống 0.69 mm (giảm 37% so với chuyển vị wmax trường hợp B1= 30 m) Từ Hình 3.55 ta có biểu đồ biến thiên chuyển vị thay đổi chiều rộng từ 15 m đến 120 m, ta nhận thấy tăng chiều rộng tấm, chuyển vị giảm nhanh sau chuyển vị có xu hướng giảm chậm dần, điển hình chiều rộng tăng từ 105 m đến 120 m chuyển vị giảm từ 0.619 mm xuống 0.598 mm (giảm 2% giá trị chuyển vị tăng chiều rộng từ 105 m lên 120 m) Các kết hồn tồn phù hợp với tính chất vật lý kết cấu chiều rộng tăng đồng nghĩa với việc độ cứng tăng, vùng ảnh hưởng tải trọng nhỏ chiều rộng tấm, sóng kết cấu tải di động tạo bị hạn chế, chuyển vị giảm tăng chiều rộng đến giới hạn chuyển vị giảm không đáng kể nguyên nhân chiều rộng lớn so vùng ảnh hưởng lực tác dụng cần tối ưu hố chiều rộng tránh gây lãng phí Kết luận kiến nghị 66 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn sử dụng phương pháp phần tử biên (BEM) kết hợp phần tử hữu hạn (FEM) để tiến hành phân tích ứng xử động lực học kết cấu chịu tải trọng di động Ðồng thời luận văn phân tích ảnh hưởng mơ hình tải trọng quy thành lực tập trung đặt trọng tâm xe kết cấu chịu tải trọng di động Ảnh hưởng thông số quan trọng vận tốc, độ sâu đáy biển, bề dày, chiều rộng độ lớn lực di chuyển khảo sát chi tiết Các mơ hình tính tốn phân tích phương pháp Newmark-Hooult theo miền thời gian Các kết trình bày có kiểm chứng so sánh với tài liệu tham khảo khác Qua kết phân tích số đạt trình bày Chương 3, tác giả rút số kết luận quan trọng kiến nghị hướng phát triển đề tài tương lai 4.1 Kết luận Mơ hình đề nghị phản ánh làm việc hợp lý kết cấu chịu tải tập trung di động Mơ hình đảm bảo độ tin cậy, độ xác xu hướng hợp lý việc xác định ứng xử động lực học tác dụng tải trọng xe di chuyển, ảnh hưởng vận tốc, bề dày, độ sâu, chiều rộng Khi vận tốc lực không lớn chuyển vị tăng vận tốc tăng nhưngkhi vận tốc đủ lớn chuyển vị giảm chuyển vị khu vực xung lực di động lại tăng vận tốc lớn thời gian đạt ổn định tăng Sự lan truyền sóng kết cấu tăng làm ảnh hưởng chuyển vị cách rõ rệt Khi độ lớn lực di dộng tăng chuyển vị tăng theo Vì thiết kế ta ln tìm cách giảm lực tác động lên kết cấu Kết luận kiến nghị 67 Khi tăng độ sâu đáy biển ảnh hưởng đến ổn định tấm, ta giảm độ sâu chuyển vị tăng, độ bất ổn định tăng Khi tăng bề dày chuyển vị giảm tới giới hạn định khơng giảm Vì thiết kế kết cấu cần tối ưu hoá bề dày vượt qua bề dày tối ưu có tăng bề dày lên khơng có tác dụng đáng kể mà gây lãng phí vật liệu Khi tăng chiều rộng đồng nghĩa với việc độ cứng tăng, sóng kết cấu tạo bị hạn chế chuyển vị giảm đáng kể tăng chiều rộng đến giới hạn chuyển vị giảm khơng đáng kể cần tối ưu hố chiều rộng tránh gây lãng phí 4.2 Kiến nghị Mặc dù luận văn đạt số kết định trình bày cịn số vấn đề chưa khám phá cần nghiên cứu thêm tương lai Những vấn đề bao gồm: Khảo sát trường hợp tải tập trung bánh xe Khảo sát trường hợp thay đổi chiều dài Khảo sát trường hợp vừa chịu tải di động vừa chịu tác động sóng biển Khảo sát tượng bẻ lái ôto Khảo sát trường hợp thay đổi Modun đàn hồi E Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chiều dài chiều rộng chuyển vị Tài liệu tham khảo 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Endo and K Yago, “Time history response of a large floating structure subjected to dynamic load,” J Soc Nav Arch Jpn, vol 186, pp 369–376, 1999 [2] S G G Stokes, Discussion of a differential equation relating to the breaking of railway bridges Printed at the Pitt Press by John W Parker, 1849 [3] P M Mathews, “Vibrations of a beam on elastic foundation,” ZAMM‐Journal Appl Math Mech für Angew Math und Mech., vol 38, no 3‐4, pp 105– 115, 1958 [4] P M Mathews, “Vibrations of a beam on elastic foundation II,” ZAMM‐Journal Appl Math Mech für Angew Math und Mech., vol 39, no 1‐2, pp 13–19, 1959 [5] W Weaver Jr, S P Timoshenko, and D H Young, Vibration problems in engineering John Wiley & Sons, 1990 [6] C W Cai, Y K Cheung, and H C Chan, “Dynamic response of infinite continuous beams subjected to a moving force—an exact method,” J Sound Vib., vol 123, no 3, pp 461–472, 1988 [7] Y Chen and Y Huang, “Dynamic stiffness of infinite Timoshenko beam on viscoelastic foundation in moving co‐ordinate,” Int J Numer Methods Eng., vol 48, no 1, pp 1–18, 2000 [8] D M Yoshida and W Weaver, “Finite element analysis of beams and plates with moving loads,” Publ Int Assoc Bridg Struct Eng., vol 31, no 1, pp 179–195, 1971 [9] J Wu, M Lee, and T Lai, “The dynamic analysis of a flat plate under a moving load by the finite element method,” Int J Numer Methods Eng., vol 24, no 4, pp 743–762, 1987 [10] A K Gupta, A Khanna, and D V Gupta, “Free vibration of clamped viscoelastic rectangular plate having bi-direction exponentially thickness Tài liệu tham khảo 69 variations,” J Theor Appl Mech., vol 47, no 2, pp 457–471, 2009 [11] J.-S Wu and P.-Y Shih, “Moving-load-induced vibrations of a moored floating bridge,” Comput Struct., vol 66, no 4, pp 435–461, 1998 [12] I V Sturova, “Unsteady behavior of an elastic beam floating on shallow water under external loading,” J Appl Mech Tech Phys., vol 43, no 3, pp 415– 423, 2002 [13] J Z Jin and J T Xing, “Transient dynamic analysis of a floating beam–water interaction system excited by the impact of a landing beam,” J Sound Vib., vol 303, no 1, pp 371–390, 2007 [14] E Watanabe, T Utsunomiya, and C M Wang, “Hydroelastic analysis of pontoon-type VLFS: a literature survey,” Eng Struct., vol 26, no 2, pp 245– 256, 2004 [15] Q Liuchao and L Hua, “Three-dimensional time-domain analysis of very large floating structures subjected to unsteady external loading,” J offshore Mech Arct Eng., vol 129, no 1, pp 21–28, 2007 [16] L Qiu, “Modeling and simulation of transient responses of a flexible beam floating in finite depth water under moving loads,” Appl Math Model., vol 33, no 3, pp 1620–1632, 2009 [17] V.H.Nhi, “Phân tích động lực học Mindlin đàn nhớt chịu tải di động sử dụng phần tử 2-D chuyển động,” Đại học Bách Khoa TPHCM, 2014 [18] N X Vũ, “Phân tích động lực học kết cấu siêu lớn (VLFS) tác dụng đồng thời sóng biển tải tập trung di động sử dụng phương pháp phần tử chuyển động,” p Diễn đàn khoa học công nghệ [19] H.P.Trường, “Phân tích động lực học kết cấu lớn chịu tải trọng xung phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn phần tử biên,” Đại học Mở TP.HCM, 2017 [20] J NEWMAN, “Distributions of sources and normal dipoles over a quadrilateral panel,” 1985 Phụ lục 70 PHỤ LỤC Một số đọan mã lập trình Matlab %% Hydroelastic analysis of continuous rectangular (Q9 Mindlin plate) % (The constant panel method using fundamental solution for Green's function) % Rectangular VLFS, mesh generated by SAP2000 or MATLAB's function % ^y % - % | | % Wave % -> | | | - | | | > x B % | | | % | | | % - - % Isoparametric element % ******************************************************************* ****** % Ph.D research % Hydroelastic analysis of continuous rectangular VLFS plate % by Xuan Vu Nguyen % Department of Civil Engineering % Ho Chi Minh City University of Technology % Vietnam National University Ho Chi Minh City, Vietnam % 08 October 2016 % REFERENCES % Gao Ruiping, Civil Engineering Department, National University of Singapore % Dr Pham Hong Giang Phụ lục 71 % ******************************************************************* ****** % -% Read file input % No.file clc ifile=2; fprintf('No.file %d',ifile); display('Input'); %INPUTC : Input data % Material E=17.53*12/(1.95*0.0545^3) ; % Young’s Modulus % nuy=0.13; % Possion’s ratio m=0.256;% Bulk destiny, ratio with destiny of water 0.926 0.256 hs=0.0545; % Thickness of plate % m 0.0545 0.17 D=E*hs^3/(12*(1-nuy^2)) % Flexural rigidity of plate % Tm3/s2 % nmode=20; % 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=9.75; % Length of structure bs=1.95; % Width of structure ds=0.0163; % Draft % % % Lt=2*Ls; % Length of fluid domain Bt=2*bs; % Width of fluid domain % 2*bs h=1.9; % Depth of fluid domain %m Phụ lục 72 % - Data of water wave -T= 8.7; % Period of waves omega=2*pi/T; % The circular frequency K=omega^2/g; % The wave number at infinite depth sea syms x xi=abs(double(vpasolve(x*tanh(x*h)==K,x))); k0=xi; % a positive root number lamda=2*pi/k0; % Wave length % Note: Warning % 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 lam=lamda/Ls; % Ratio between wave length and length of structure % Incident wave Aw=0; % the amplitude of incident wave % 10 20 mm Phi0=1i*g*Aw/omega; % the amplitude potentials theta=0; % Direction of incident wave %% - Mesh nx=30; % Number of panel in x direction: ny=20; % Number of panel in y direction: nz=10; % 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,Ls,bs,h,Lt,Bt ); FluidData=[Ls,bs,h,Lt,Bt,theta,k0,omega,g,r,Phi0,K]; %% 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); Phụ lục 73 %% - Data of Moving Load -x0=0.2*Ls; % m % Start at distance=6.86; % m % v=0.61; %m/s; % 30km/h % Speed of load (m/s) X_cor_path=(x0:Ls/nx:(x0+distance)); Y_cor_path=bs/2 ; dx=Ls/nx; P0=0.069; % kN dt=1e-2; tmin=0; tmax=12; [F_vehicle, node_mov]=Movingload(x0,v,X_cor_path,Y_cor_path,dx,Xv,Yv,tmin,dt,tmax,P0); Timedata=[tmin tmax dt]; %% - Boundaryconditions bcdof=[]; %% Compute the control nodal coordinates and store in arrays XM and YM XM=zeros(size(kconecpannel,1),1); YM=zeros(size(kconecpannel,1),1); ZM=zeros(size(kconecpannel,1),1); for i=1:size(kconecpannel,1) XM(i,:)=mean(X(kconecpannel(i,:))); YM(i,:)=mean(Y(kconecpannel(i,:))); ZM(i,:)=mean(Z(kconecpannel(i,:))); end; N=size(kconecpannel,1);fprintf('Number of panel %d.\n',N); %% Matrix of Structure VLFS % Forming table used for analysis nomtype=['plate9 ']; % Type of structural element used in problems ndln=3; ndle=27; % Total number of element nnt=size(vcor,1);nnel=size(kconec,2);nelt=size(kconec,1);ndlt=nnt*ndln; Phụ lục 74 ktypel=ones(1,nelt); % Type of element kw=r*g; % - Properties vprelg=[ m*r E nuy hs 0 kw ]; % Array contains properties of element's groups nprel=8; % Total properties using for analysis kprop=ones(1,nelt); % Index of properties group for each element lamdc=2*pi*(D*bs/(10))^(1/4); % The characteristic length % Construct FEM matrix display('Matrix of Structure VLFS'); [Ks,Kw,Ms,~,vfg,PHI,PHIw,EIGV,ndlt,kcond]=Thickplate(nomtype,vcor,kconec, bcdof,ktypel,vprelg,kprop,nmode,tysocan); %% The global vector force F_vehicle_SR=zeros(ndlt,size(F_vehicle,2)); F_vehicle_SR(3*node_mov-2,:)=F_vehicle_SR(3*node_mov-2,:)+F_vehicle; F_vehicle_SR=PHI.'*F_vehicle_SR; %% Boundary element method display('Compute H and G matrices'); [H,G,~]= GHMATPC(X',Y',Z',kconecpannel); display('finish') %% Interface between fluid and structure display('Matrix L'); [L1,L2,~,~]=MatrixL(vcor(:,1),vcor(:,2),kconec,size(Hullbed,1)); display('finish') %% Incident wave display('Incident wave'); Phiic=Phi0*exp(1i*k0*(cos(theta)*XM(Hullbed)+sin(theta)*YM(Hullbed))); q=G(:,Hullbed)*(K*Phi0*exp(1i*k0*(cos(theta)*XM(Hullbed)+sin(theta)*YM(Hul lbed)))); %% The analysis of hydroelastic % Generalize matrix Phụ lục 75 display('Generalize matrix'); M=PHI.'*Ms*PHI; Ksw=PHI.'*(Ks)*PHI+PHI.'*Kw*PHI; % Structural Damped matrix Cs=zeros(size(Ksw,2)); for i=1:size(EIGV,2) cl=2*tysocan*((sqrt(EIGV(i,i))*M(i,i))); Cs(i,i)=Cs(i,i)+cl; end %% L1=G(:,Hullbed)*L1'*PHIw; L2=PHIw'*L2; %% Initial value display('Initial value'); [~,Wn,Phi] = Frequencydomain(N,H,G,L1,L2,Ksw,M,PHIw,Phiic,q,Seabed,Farregion,Freesurfac e,Hullbed,k0,omega,g,r); %% Time marchning [CV_VLFS_t,Phi_time,w,Wn_time]=Hydroelastic_TD(Phi,Wn,Phiic,q,FluidData,T imedata,PHI,M,Ksw,Cs,F_vehicle_SR, H,G,L1,L2,Hullbed,Seabed,Farregion,Free surface); %% Stress Resultants Dispnode=w(:,end); [Mxx,Myy,Mxy,Qx,Qy]=Stressthickplate(nomtype,vcor,kconec,ktypel,vprelg,kprop ,Dispnode); %T_monitor=([0 1.85 3.65 5.5 7.3 9.4 10.1 11 12]-tmin)/dt+1; %t_monitor=(4-tmin)/dt+1; % W_test_FD=[W_test_FD w(Node_Centerline)]; % Lam_test=[Lam_test lam]; Phụ lục 76 %legend({'Lambda/L=0.2-TD','Lambda/L=0.1TD'},'FontSize',12,'FontWeight','bold') clear H G Ms Kw Ks %% Time-history response of monitor points display('Save variable'); fileName=sprintf('Takizawa_Model_ 6.5_ms mat'); save(fileName); %% Centerline=[0:Ls/nx:Ls]; ix=[]; for i=1:size(Centerline,2) ix=[ix find(Xv==Centerline(i))]; end Node_Centerline= find(Yv(ix)==bs/2); Z5=find(Xv==Ls/2); Z5=Z5(find(Yv(Z5)==bs/2)); Z1=find(Xv==Ls-2*Ls/nx); Z1=Z1(find(Yv(Z1)==bs/2)); Z9=find(Xv==0+2*Ls/nx); Z9=Z9(find(Yv(Z9)==bs/2)); clear ix dtplot=1; tplot=(tmin+1.1)*0:dtplot*dt:tmax; t_step0=(tmin+1.1)/dt*0+1; scale=1e2; % Don vi (cm) hold off figure Phụ lục 77 hold on plot(tplot,real(scale*CV_VLFS_t(Z1,t_step0:dtplot:end)),'LineStyle','-') plot(tplot,real(scale*CV_VLFS_t(Z5,t_step0:dtplot:end)),'LineStyle','-.') plot(tplot,real(scale*CV_VLFS_t(Z9,t_step0:dtplot:end)),'LineStyle','- -') ax = gca; % current axes ax.FontSize = 12; ax.TickDir = 'out'; ax.TickLength = [0.02 0.02]; ax.YLim = [-0.16 0.1]; ax.XLim = [0 tmax]; legend({'Z1','Z5','Z9'},'FontSize',12,'FontWeight','bold') title('Car Run Test V=0.61m/sec'); xlabel('Time_sec');ylabel('V_disp(cm)');4 cv1=max(max(abs(real(CV_VLFS_t(Z5,t_step0:dtplot:end))))) %%%%%%%%% %system('shutdown -s') % Vertical displacement of VLFS at sepcified time due to moving load %figure %figure T_monitor=([9.4]-tmin)/dt+1; % THoi gian cu the scale=1e2; hold on X_clip=reshape(Xv,ny+1,nx+1); Y_clip=reshape(Yv,ny+1,nx+1); for i=1:size(T_monitor,2) t_monitor=T_monitor(i); CV_clip=reshape(scale*CV_VLFS_t(1:size(Xv,2),t_monitor),ny+1,nx+1); [X_remesh,Y_remesh]=meshgrid(0:Ls/(20*nx):Ls,0:bs/(20*ny):bs); CV_interp=interp2(X_clip,Y_clip,CV_clip,X_remesh,Y_remesh,'cubic'); plot(X_remesh(fix(size(X_remesh,1)/2),:),CV_interp(fix(size(X_remesh,1)/2),:)); Phụ lục end title('Car Run Test V=5.55m/sec'); xlabel('X/Ls');ylabel('V_disp(cm)'); ax = gca; % current axes ax.FontSize = 12; ax.TickDir = 'out'; ax.TickLength = [0.02 0.02]; ax.YLim = [-0.16 0.1]; ax.XLim = [0 10]; 78 Lý lịch trích ngang 79 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Thành An Ngày, tháng, năm sinh: 21/04/1992 Nơi sinh: Tiền Giang Địa liên lạc: 289/6E Cư Xá Bình Đơng, P16 Quận 8, Tp.HCM ĐTDĐ: 01235947948 Email: ks.nguyenthanhan@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2010 – 2015: sinh viên chuyên ngành Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, Trường Đại học Văn Lang Tp.HCM 2015 – 2017: Học viên cao học chun ngành Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM-HUTECH ... vấn đề ? ?Phân tích động lực học kết cấu VLFS tác dụng tải trọng tập trung di động? ?? góp phần đưa kết xác so với thực tế, từ rút nhận xét ứng xử chuyển vị kết cấu chịu tải tập trung di động thay... ứng dụng phương pháp BEM-FEM để phân tích động lực học kết cấu tác dụng tải trọng tập trung di động (tải biến đổi theo không gian) chưa đề cập đến Do đó, luận văn tập trung nghiên cứu áp dụng kết. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN THÀNH AN PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU TẤM NỔI (VLFS) DƯỚI TÁC DỤNG TẢI TRỌNG TẬP TRUNG DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên