1. Nghiên cứu tổng quan
2.5.1 Kiểm tra mô hình tính cho tấm kim loại lƣợn sóng hình sin
Tính độ võng của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin (Hình 2.4). Các thông số hình học của tấm và cơ tính vật liệu nhƣ sau: H = 10mm, ℓ = 100 mm, độ dày h = 18 mm, E = 30 GPa, µ=0.3, =7380 kg/m3, tải trọng phân bố đều p = 100Pa, a = b = 1800mm, số sóng hình sin là 9.
Trang 41
Để giải bài toán uốn bằng ANSYS, ta chọn phần tử SHELL63, với lƣới phần tử gồm 45 phần tử theo phƣơng x, 63 phần tử theo phƣơng y. Tổng số phần tử là 3735 phần tử, số nút là 3844 nút (số nút trong mô hình ANSYS của tác giả [1] là 3843 nút).
Kết quả tính chuyển vị của tấm lƣợn sóng hình sin bằng ANSYS trong luận văn đƣợc so sánh với kết quả tính chuyển vị của L.X. Peng, K.M. Liew, S. Kitipornchai [1] trong các điều kiện biên khác nhau. Các điều kiện biên trong [1] bao gồm: 4 cạnh kết bản lề, 4 cạnh ngàm. Chuyển vị đƣợc so sánh là chuyển vị của các điểm dọc theo chiều trục x (tại vị trí y = 0.9m) và dọc theo chiều trục y (tại vị trí x = 0.9m). Dƣới đây, ta lần lƣợt xét từng điều kiện biên đã nói ở trên.
Tấm chịu liên kết bản lề 4 cạnh
Chuyển vị của tấm lƣợn sóng đƣợc giải trong [1] và trong luận văn (ANSYS) tại các điểm dọc theo chiều trục x và trục y đƣợc thể hiện trong bảng bảng 2.1 và bảng 2.2.
Trang 42
Bảng 2.1. Chuyển vị của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo chiều trục y (tại vị trí x = 0.9m).
Tọa độ
Độ võng (mm)
Sai số (%) Luận văn (ANSYS) Tác giả [1]
(0.9, 0.2) 0.06952 0.06893 0.85
(0.9, 0.4) 0.12861 0.12767 0.73
(0.9, 0.9) 0.19170 0.19167 0.02
Nhận xét:
Từ bảng 2.1, ta thấy sai số giữa chuyển vị giải bằng ANSYS của luận văn với chuyển vị của [1] là nhỏ (dƣới 1%). Sai lệch nhỏ nhất là 0.02% tại điểm giữa của tấm (tọa độ 0.9; 0.9) và sai lệch lớn nhất là 0.85% tại điểm gần mép của tấm.
Trang 43
Bảng 2.2. Chuyển vị của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo chiều trục x (tại vị trí y = 0.9m).
Tọa độ
Độ võng (mm)
Sai số (%) Luận văn (ANSYS) Tác giả [1]
(0.2, 0.9) 0.07178 0.07123 0.77
(0.4, 0.9) 0.13105 0.13222 0.88
(0.9, 0.9) 0.19170 0.19167 0.02
Nhận xét: Trong bảng 2.2, sai số giữa chuyển vị giải trong luận văn và [1] có giá trị lớn nhỏ nhất là 0.02% và giá trị nhỏ nhất là 0.88%. Có thể lý giải cho sự sai lệch này là do cách xây dựng mô hình hình học, lƣới phần tử hữu hạn đƣợc xây dựng trong luận văn và [1] là không hoàn toàn giống nhau.
Tấm chịu liên kết ngàm 4 cạnh
Hình 2.5. Độ võng của tấm dọc theo phƣơng x đi qua trọng tâm của tấm.
Trang 44
Chuyển vị của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin đƣợc giải trong luận văn và [1] tại các điểm dọc theo phƣơng trục x và trục y đƣợc thể hiện trong bảng bảng 2.3 và bảng 2.4.
Bảng 2.3. Chuyển vị của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo chiều trục x (tại vị trí y = 0.9m).
Tọa độ
Độ võng (mm)
Sai số (%) Luận văn (ANSYS) Tác giả [1]
(0.2, 0.9) 0.01015 0.01000 1.48 (0.6, 0.9) 0.04214 0.04200 0.33 (0.9, 0.9) 0.05214 0.05200 0.27
Hình 2.6. Độ võng của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo phƣơng x đi qua trọng tâm của tấm.
Trang 45
Nhận xét: Từ bảng 2.3, ta thấy rằng sai số chuyển vị giải bằng ANSYS trong luận văn và [1] lớn nhất là 1.48% tại điểm gần mép (0.2; 0.9) và nhỏ nhất là 0.27% tại điểm giữa của tấm (0.9; 0.9).
Bảng 2.4. Chuyển vị của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo chiều trục y (tại vị trí x = 0.9m).
Tọa độ
Độ võng (mm)
Sai số (%) Luận văn (ANSYS) Tác giả [1]
(0.9, 0.2) 0.00935 0.00930 0.53
(0.9, 0.6) 0.04112 0.04100 0.29
(0.9, 0.9) 0.05214 0.05200 0.27
Hình 2.7. Độ võng của tấm kim loại lƣợn sóng hình sin dọc theo phƣơng y đi qua trọng tâm của tấm.
Trang 46
Nhận xét: Sai số chuyển vị giải bằng ANSYS trong luận văn và [1] lớn nhất là 0.53% tại điểm gần mép (0.2; 0.9) và nhỏ nhất là 0.27% tại điểm giữa của tấm (0.9; 0.9).
Qua các phân tích ở trên, trong cả 2 trƣờng hợp điều kiện biên (4 cạnh bản lề và 4 cạnh ngàm), sai số giữa chuyển vị đƣợc giải bằng ANSYS trong luận văn và chuyển vị của [1] là rât nhỏ. Sai số nhỏ nhất là 0.02 (bản lề 4 cạnh) đến 1.48% (ngàm 4 cạnh). Từ đó, có thể thấy mô hình hình học, lƣới phần tử, các điều kiện biên v.v... đã dựng bằng ANSYS để giải bài toán uốn cho tấm kim loại lƣợn sóng hình sin là tin cậy đƣợc. Do vậy, với cách xây dựng mô hình PTHH nhƣ vậy, ta có thể xây dựng mô hình PTHH (ANSYS) cho tấm lƣợn sóng hình sin làm bằng vật liệu composite để giải bài toán uốn.