Phân tích tĩnh và dao động cho bài toán dàn phẳng bằng phương pháp đẳng hình học

P BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THANH PHO HO CHi MINH i iy CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁP TRƯỜNG i ._ PHÂN TÍCH TĨNH VÀ DAO ĐỘNG CHO BÀI TỐN DÀN PHẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐĂNG HÌNH HỌC E _ i MA SO: 2016 - 34TD a ul 512b242 P£A4—-— H⁄4^ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHĨ HỖ CHÍ MINH KHOA CO KHI CHE TAO MAY BAO CAO TONG KET DE TAI KH&CN CAP TRUONG TRONG DIEM PHAN TICH TINH VA DAO DONG CHO BAI TOAN DAN PHANG BẰNG PHƯƠNG PHAP DANG HINH HỌC Ma sé: T2016-34TD Chú nhiệm đề tài: Thạc sĩ ĐỖ VĂN HIẾN TP HCM, 03/ 2017 Shcm 444 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHĨ HỖ CHÍ MINH Khoa CKM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày 2ð tháng 02 Thơng tin chung: THƠNG TIN KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU năm2017 ~ Tên đề tài: PHÂN TÍCH TĨNH VÀ DAO ĐỘNG CHO BÀI TỐN DAN PHANG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẢNG HÌNH HỌC - Ma sé: T2016-34TD - Chủ nhiệm: Đỗ Văn Hiến - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hỗ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 25-03-2016 đến ngày 30-11-2016 Mục tiêu: ® Ápdụng phương pháp đẳng hình học phân tích tĩnh dao động dàn phẳng s - Nghiên cứu viêt chương trình giải tốn Tính sáng tạo: ® - Áp dụng phương pháp đẳng hình học tính tốn phân tích tốn kết cấu dàn phẳng Kết nghiên cứu: Tìm hiểu phương pháp IA áp dung phân tích cho kết cấu dan "So sánh kết lời giải phương pháp IA lời giải FEM để đánh giá kết nghiên cứu " ca Xây dựng giao điện phân mêm giải bải tốn Sản phẩm: - Dia CD chương trình tính tốn -_ 01 báo đăng tạp chí khoa học giáo dục - 01 báo hội nghị Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: e _ Ứng dụng kết nghiên cứu việc giảng dạy môn phương pháp số nâng cao ¢ Sử dụng chương trình tính tốn kết cấu dàn e_ Kết nối liệu từ phần mềm AutoCAD Trưởng Đơn vị (ký, ho tên, đóng dâm) Chủ nhiệm đề tài (ky, ho va tén) Đỗ Văn Hiến Chương 01: MỞ ĐÀU Tổng quan tình bình nghiên cứu 1.1 - _ Tình hình nghiên cứu giới CAE (Computer Aided Engineering) va CAD (Computer Aided Design) dugc xây dựng phát triển độc lập nhau, chúng khơng thật tương thích việc mơ tả hình học Điều dẫn đến số lượng lớn công việc trùng lắp, mơ hình CAD, sau lại mơ hình lai FEM (Finite Element Method) Phuong phap ding hinh hoc (1A — JsoŒGeomeitrie Analysis) đời việc kết nối CAD FEM, cho phép mơ hình CAD sử dụng mơ hình FEM IA duoc giới thiệu lần Giáo sư Hughes [7] Mơ hình IA xây dựng cho phép phân tích dùng chung sở với mơ hình hóa hình học Điều trái ngược với phương pháp phần tử hữu hạn truyền thống NURBS CAD sử dụng phần mềm cho phép mơ hình hóa hình học cách xác hàm sử dụng hàm sở phân tích tính tốn TA nghiên cứu rộng rãi ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau: phân tích cấu trúc [7], nhiệt [7], tương tác rắn — lông[7] Gần phương pháp T — Splines phát triển làm mịn phạm vi địa phương điểm điều khiển IA phát triển mở rộng để kết nối với FEM Bezier Etraction đẻ xuất [14] - _ Tình hình nghiên cứu nước Trong nước nhóm nghiên cứu PGS TS Nguyễn Xuân Hùng HUTECHđã nghiên cứu IA có nhiều bải báo xuất bản[15,16,17] 1.2 Nhiệm vụ giới han để tài Nhiệm vụ - _ Nghiên cứu phương pháp đẳng hình họcáp dụng cho toán dan - _ Xây dựng thuật toán - Viết code giao diện tính tốn Giới hạn Đại học - _ Áp dụng cho số toán kết cấu đàn 13 Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu ứng dụng - Phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu 1.4 Ý nghĩa thực tiễn dé tai - _ Nghiên cứu IA tính tốn thiết kế kết cấu - Xây dựng chương trình tính tốn cho tốn tĩnh dao động Chương trình lấy đữ liệu trực tiếp từ phần mềm AutoCAD (dxf) Chuong 02: PHUONG PHAP DANG HINH HOC 2.1 Giới thiêu Thiết kế kỹ thuật ngày phức tạp(H?uw 2.1) Nhà thiết kế có nhiệm vụ tạo tập tin CAD (Computer Aid Design) có định dang thích hợp Tất tập tin tham số đầu vào cho chương trình phân tích FEA Nhiệm vụ tốn nhiều phí khoản 80% thời gian q trình phân tích theo nghiên cứu Michael Hardwick Robert Clay phòng SandiaNational Laboratories [7](Hinh 2.2) Chúng ta cần ý phân tích phần tử hữu hạn phân tích hình học xấp xĩ, kết tạo sai số số lượng phần tử chưa đủ x4p xĩ hình học xác (#fình 2.3) &$S8H 4,000,000 PARTS 18.750 TONS SSN BOEING 777 FIGHTER CRAFT ae LAND VEHICLE MISSILE 14,000 PARTS Ea Design Solid Model Analysis Solid Model Geometry Creation and/or Edit Creation and/or Edit Decomposition oe 4% Lớn „ | Meshing Assign Model Mesh Manipulation 6% Parameters —> 6% D== Assemble Simulation Model 8% Run Simulation —`Y 2“ 9Ô, Post-process Results + m› Archive Artifacts 1% Hình 2 Uốc lượng thời gian phân tích tạo mơ hình FEM 4/5, Knots ILS Lb véctơ nút khơng tuần hồn [0 0 1 1] véctơ nút khơng tuần hoàn, mở [0 0,5 1,5 2]> véeto nut tuần hoàn [-2 -1 2]> véctơ nút tuần hoàn Vectơ nút gọi “mở” (open) giá trị đầu giá trị cuối lặp (p+7) lần Vectơ nút“mở” làm dạng hàm sở việc phát triển phương pháp đẳng hình học Véctơ nút có rảng buộc sau: -_ Có thứ tự khơng giảm é,