KIỂM TRA THỜI GIAN TẮT DẦN DAO ĐỘNG

Thời gian tắt dao động riêng của kết cấu dầm chính:

s P f ttd 15 . . 2 ln ≤ ≤ δ theo công thức 14-3[3].

Trong đó: f=22,1mm độ võng dầm chính tại tiết diện giữa P tần số dao động riêng của dầm

M C P π 2 1 = . theo công thức 14-4[3]. Với: 48. 3. L J E

C = x Độ cứng của dầm.theo công thức 14-5[3].

E =2, 1.105N/mm2 môdun đàn hồi của thép CT38

Jx=3,65.1010 mm4 mômen quán tính của tiết diện giữa dầm.

L=30000mm, khẩu độ dầm cổng trục. 48. .3 48.2,1.10 .3,65.105 3 10 15967,3 / 30000 x E J C N mm L = = =

M: khối lượng quy dẫn của dầm theo công thức 14-5[3]: g G g G M = + c + x 35 17 . Với: g=9810mm/s2

Gc=220035N trọng lượng của cổng G0=75000N trọng lượng xe lăn 220035 75000 30,58 2 / 9810 9810 c x G G M Ns mm g g = + = + = . Vậy: 1 15967,3 3, 48 2 30,58 P Hz π = = δ=0, 07 hằng số lôga tắt dần Do đó: ln 2. ln 2.5,86 14 . 3, 48.0,07 td f t s Pδ = = =

PHẦN 5: ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG TÍNH TOÁN KẾT CẤU KIM LOẠI.

Ứng dụng phần mềm Ansys 14.5 để tính sức bền cho dầm chính.

A C B

10000 10000 5000

q=7011N/m P=211427N

5000

Hình 5.1: Sơ đồ đặt lực và mặt cắt dầm chính.

Dầm tựa lên hai khớp đơn giản như hình, chịu tải trọng tập trung P=211427N giữa nhịp và tải trọng phân bố đều cường độ q=7011N/m. Vật liệu của dầm là thép kết cấu (Structural Steel) với mô đun đàn hồi E = 2,1.105 N/mm2 hệ số Poisson V =

0.3. Tìm chuyển vị và ứng suất trong dầm bằng phần mềm ANSYS 14.5.

Bước 1: Khởi động ANSYS Workbench

Chọn mô đun giải bài toán là Static Structural (phân tích tĩnh).

Bước 2: Thiết lập thông số vật liệu cho bài toán

Phần mềm mặc định vật liệu là Structural Steel, ta vẫn sừ dụng vật liệu này nhưng sẽ thay đổi thông số mô đun đàn hồi E và hệ số Poisson V theo đúng yêu cầu của bài toán.

Nhấp đúp chuột vào ô Engineering Data.Ta tiến hành thay đổi mô đun đàn hồi (Young’s Modulus) E =2.1E+11Pa và hệ số Poisson (Poisson’s Ratio) V = 0.3.

Hình 5.3: Thiết lập các thông sô của vật liệu.

Sau khi thiết lập xong các thông số, quay lại môi trường Project Schematic

bàng cách nhấp chuột vào biểu tượng trên góc phải màn hình.

Như vậy ta đã tiến hành thiết lập thông số vật lý mới cho vật liệu trong thư viện vật liệu có sẵn của phần mềm phù hợp với yêu cầu của bài toán.

Bước 3: Xây dựng mô hình hình học cho bài toán

Trước khi xây dựng mô hình cho bài toán ta phải xác định phần tử mà phần mềm sẽ căn cứ để giải quyết bài toán. Nhấp chuột phải vào Geometry -> chọn Properties…

Sau khi hộp thoại trên xuất hiện, vào Basic Geometry Options và chọn phần tử Line Bodies bằng cách đánh dấu vào ô vuông bên phải của nó và sau đó đóng hộp thoại.

Nhấp đúp chuột vào ô Geometry trong hệ thống Static Structural ở môi trường Workbench, môi trường Design Modeler sẽ xuất hiện. Tiến hành xây dựng mô hình hình học cho bài toán trong môi trường này.

Trong môi trường Design Modeler có hai thẻ Sketching và Modeling cho phép xây dựng mô hình 2D và 3D. Vào thẻ Sketching để xây dựng mô hình 2D cho bài toán. Chọn mặt phẳng vẽ là mặt XY, nhấp chuột trái vào chiều dương của véc tơ trục tọa độ z được mặt phẳng vẽ XY như hình sau:

Hình 5.4: Màn hình chính để vẽ phác.

Chọn lệnh vẽ đường thẳng Draw -> Line và tiến hành vẽ bốn đoạn thẳng kế tiếp nhau xuất phát từ gốc tọa độ (không cần quan tâm tới chiêu dài đoạn thẳng). Vào Draw -Y Dimensions -> Horizontal để định kích thước cho ba đoạn thẳng vừa vẽ. Phía dưới góc trái màn hình sẽ xuât hiện hộp thoại Details View. Vào Dimensions 3 và định giá trị chiều dài H1 là 0.1m; H2 là 0 2 m; H3 là 0.1 m.

Tiếp theo xây dựng thành mô hình bài toán từ đoạn thẳng 2D vừa tạo. Vào Concept -> Lines From Sketches để định nghĩa cho mô hình từ đoạn thẳng tạo ra trong môi trường Sketching.

Trong Details View ta thấy hộp thoại đang cần nhập Base Object, chọn Sketch 1 trong Tree OutlineVXYPlane, sau đó chọn Apply.

Sau khi chọn Sketch 1 cho Base Object ta nhâp vào biểu tượng Generate trên góc màn hình. Tới đây ta đã tạo xong phần tử Line Bodies cho bài toán.

Tiếp theo ta xác định tiết diện:

Vào Concept Cross Section -> Rectangular Tube để xác định tiết diện của dầm này là hình hộp chữ nhật rỗng.

Hình 5.6: Thông số của mặt cắt ngang.

Tiếp theo, phải xác nhận tiết diện vừa tạo ra là mặt cắt của dầm nên ta chọn Line Body trong Tree Outline.

Trong hộp thoại Details View ->Details of Line Body -> Cross Section -> chọn Rect 1

Tới đây ta đã xây dựng xong mô hình hình học cho bài toán nên có thể đóng cửa sổ Design Modeler

Bước 4: Chia lưới

Vào môi trường Workbench và nhấp đúp chuột vào ô Model, môi trường mới sẽ xuất hiện là môi trường Mechanical. Các bước tiếp theo trong bài toán đều được thực hiện trong môi trường này.

Trong môi trường mới, ta vào Unit -> chọn hệ thống đơn vị Metric (m, kg, N, s, V, A) như hình sau:

Các bước còn lại của bài toán đều được thể hiện ở hộp thoại Tree Outline xuất hiện góc trên bên trái màn hình và tiến hành thực hiện các bước theo tuần tự từ trên xuống.

Đầu tiên tiến hành chia lưới phần tử và chia lưới theo mặc định: Nhấp chuột phải vào Mesh -> chọn Generate Mesh.

Hình 5.7: Chia lưới vật thể.

Bước 5: Đặt tải trọng và các ràng buộc lên dầm + Đặt lên dầm các ràng buộc:

Dầm tựa lên gối tựa cố định tại đầu A. Nhấp chuột phải lên dòng Static Structural (A5) trong Outline -> chọn Insert -> Remote Displacement.

Sau đó chọn điểm A bằng cách lựa chọn biểu tượng và chỉ vào điểm A trên dầm. Trong hộp thoại “Details of Remote Displacement” -> chọn Scope -> Geometry -> Apply.

Trong Details of “Remote Displacement” -> chọn Defmation: Đặt giá trị bằng 0 cho các dòng X Component; Y Component; Z Component; Rotation X; Rotation Y; đặt “Free” cho Rotation Z

Lặp lại tương tự cho gối di động ở đầu B. Chỉ có điểm khác nhau là đặt giá trị bằng 0 cho các dòng Y Component; Z Component; Rotation X; Rotation Y; đặt “Free” cho X Component và Rotation Z .

Sau khi đặt các ràng buộc lên dầm ta tiến hành

+Đặt lực: Nhấp chuột phải vào Static Structural (A5) -> chọn Insert -> Force. Sau đó chọn điểm bàng cách lựa chọn biểu tượngvà chỉ vào điểm trên dầm. Trong hộp thoại “Details of Force” -> chọn Scope -> Geometry -> Apply.

Details of Force -> chọn Definition -> Define By: Components.

Details of Force -> chọn Definition -> Coordinate System: đặt Y Component = -211427 N.

+ Đặt tải trọng phân bố (Line Pressure) lên dầm chữ.

Nhấp chuột phải lên dòng Static Structural -> chọn Insert -> Line Pressure. Chọn Details of Line Pressure -> Scope -> Geometry: chọn đoạn

thẳng như trên hình (chọn biểu tượng xuất hiện phía trên màn hình để chọn đôi tượng là đường thẳng), sau đó chọn Apply.

Sau đó xác định giá trị của lực phân bố theo phương z = -7011 N/m.

Lặp lại các bước trên cho tải trọng phân bố ở đoạn thẳng còn lại, chọn đoạn thẳng ở đầu còn lại cùa dầm và đặt giá trị theo phương z = -7011 N/m giống như ở đoạn thẳng đầu tiên.

Để kiểm tra lại các tải và điều kiện biên vừa đặt ta nhấp chuột trái vào dòng Static Structural (A5) và chọn xem trong mặt phẳng XY. Phần mêm sẽ mô tả kết quả điều kiện biên và tải trọng vừa đặt lên dầm. Sau khi kiểm tra đúng với điều kiện bài toán ta chuyển sang các bước tiếp theo; và hình ảnh mô phỏng điều kiện bài toán như dưới đây:

Hình 5.8: Sơ đồ đặt lực và gối.

Bước 6: Xử lý và xem kết quả bài toán

Nhấp chuột phải vào dòng Solution (A6) -> chọn Insert -> Deformation -> Total để xem kết quả biến dạng tổng của dầm.

Nhấp chuột phải vào dòng Solution (A6) -> chọn Insert -> Beam Tool -> Beam Tool để xem ứng suất xuất hiện trong dầm.

Kết quả chuyển vị lớn nhất là 0,0016465 m=1,6465mm.

Hình 5.9: Kết quả độ võng của dầm.

Kết quả ứng suất lớn nhất là 1,4422×107 Pa=1,4422N/m2 =14,22 N/mm2

Hình 5.10: Kết quả ứng suất của dầm.

Giải bài toán bằng phương pháp tính toán: Kết quả chuyển vị lớn nhất là 5,86mm. Kết quả ứng suất lớn nhất là 42,3 N/mm2.

Kết luận: Sau khí tính toán bằng phần mềm Ansys 14.5 ta so sánh 2 kết quả giữa tính bằng phương pháp cổ điển và tính bằng phần mềm tin học.

Phương pháp tính bằng phần mềm cho ta nhiều ưu điểm:

• Kết quả nhanh, chính xác.

• Thiết lập được hình ảnh 3D trực quan, dễ hiểu.

• Vì trong phần mềm các modul thiết lập: vật liệu, hình dáng, chia phần tử, đặt lực, tính toán được tách riêng ra. Ta dễ dàng thay đổi để cho ra kết quả tối ưu nhất.Với những thông số cho trước về lực và kết cấu kim loại, ta có thể điều chỉnh ngược lại kích thước để đạt được sự tối ưu.

• Nhờ quan sát được hình ảnh động nên góp phần hiểu them kết cấu mà mình cần tính toán.

Bên cạnh những ưu điểm trên, phần mềm cũng có những hạn chế:

• Đòi hỏi ta cần thiết lập chính xác các thông số ban đầu như: vật liệu, hình dáng, đặt lực….

• Yêu cầu máy tính cần tốc độ xử lí lớn, vì phần mềm khá nặng.

• Để thông thạo và khai thác hết tính năng phần mềm cần thời gian và sự đầu tư lớn.

PHẦN 6: LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG, VẬN HÀNH. 6.1 LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP DỰNG CỔNG TRỤC. 6.1.1 Tính toán các thông số cần thiết cho quy trình lắp dựng. a/ Tính toán diện tích bãi lắp dựng.

Do Cổng trục có kích thước và trọng lượng lớn, đặc biệt khi phải lắp đặt trong điều kiện thời tiết phức tạp ta phải hết sức chú trọng đến mặt bằng lắp dựng.

Phải trực tiếp đến nơi lắp dựng để khảo sát, lấy thông số, kích thước cụ thể mặt bằng lắp dựng (nếu không ít nhất phải có bản vẽ tổng thể mặt bằng nơi lắp dựng do chủ đầu tư cung cấp) để tiến hành lập quy trình lắp dựng.

Ở đây, diện tích mặt bằng tối thiểu để lắp dựng Cổng trục (dựa vào kích thước và kết cấu của chi tiết khi chế tạo) được xác định như sau:

+Diện tích cụm chân di chuyển cổng chiếm chổ ( bốn cụm): 0,78mx1,23mx4

≈ 3,837m2

+Diện tích cụm phía dưới chân đỡ và giằng chân cổng chiếm chỗ (hai cụm): (8,655 m x 1,16 m) x 2 = 20,07m2.

+Diện tích phần phía trên chân cổng và dầm cầu, consol chiếm chỗ (hai

cụm):30m x 12x2m =720m2

+Diện tích cầu trục di chuyển chiếm chỗ: 30m x 2.8m=84m2 +Diện tích xe cẩu chiếm chổ: 40 m2x2=80 m2

+Diện tích xe tải (vận chuyển chi tiết cổng trục) chiếm chổ:12 m x 4 m = 48m2;

+Diện tích các chi tiết khác (thanh giằng, dụng cụ lắp dựng, xe con, khung

chụp, buồng máy…) chiếm chổ: 60 m2

+Tổng diện tích cần thiết để tập kết các cụm chi tiết của cổng

trục:55mx50m=2750m2

.

b/ Tính toán trọng lượng của từng cụm thiết bị cổng.

Việc lựa chọn thiết bị nâng cho quá trình lắp dựng là công việc vô cùng quan trọng, nó ảnh hưởng tơí năng suất và liên quan đến vấn đề an toàn. Vì vậy việc tính toán trọng lượng của từng cụm thiết bị cổng là vấn đề bắt buộc phải có trong quá trình lắp dựng.

Trọng lượng của mỗi cụm phía dưới với giằng:12T

Trọng lượng của phần phía trên chân cổng được hàn với dầm cầu, consol: ≈60T.

* cụm di chuyển chủ động: 3,8T * cụm di chuyển bị động : 2,5T

Trọng lượng xe con: 10T.

Trọng lượng khung chụp container: 8.5T.

Trọng lượng buồng máy: 3T.

6.1.2 Chuẩn bị cho quá trình lắp dựng.

a/ Thiết bị vật tư.

Thiết bị nâng:

Hai cần tự hành(bánh xích hoặc cần trục bánh lốp) sức nâng 120T. Một xe nâng forklit sức nâng lớn hơn 15T

Một xe nâng người sức nâng 500kG. Chuẩn bị cáp (lựa chọn theo tiêu chuẩn ) Chuẩn bị vật liệu đệm lót.

Chuẩn bị một khóa để siết bu long và các vật dụng cần thiết khác.

b/ Nhân lực.

Mỗi đội lắp đặt ngoài đội trưởng thì tối thiểu phải có hai kỹ thuật viên có kinh nghiệm về lắp dựng Cổng trục và một nhóm công nhân lành nghề chuyên về lắp dựng, cụ thể:

Một đội trưởng có kinh nghiệm lắp dựng cổng trục(kỹ sư chính của hãng). Một kỹ sư cơ khí.

Một kỹ sư điện. Hai thợ lái cẩu.

Một thợ lái máy nâng. Bảy thợ điện.

Năm thợ xếp dỡ địa phương

Yêu cầu chung: Có tinh thần trách nhiệm cao trong công việc, có kinh nghiệm về lắp dựng. Riêng đội trưởng và các kỹ thuật viên ngoài những yêu cầu nêu trên đòi hỏi phải có khả năng làm việc độc lập, năng động sáng tạo và có mặt thường xuyên ở công trình nơi lắp dựng.

Vấn đề về thông tin liên lạc trong quá trình lắp dựng là rất cần thiết, nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng lắp ráp đồng thời ảnh hưởng năng suất lắp ráp vì vậy nó ảnh hưởng tới giá thành lắp ráp.

Chuẩn bị 5 bộ đàm để phục vụ cho quá trình lắp dựng.

d/ Kiểm tra trước và trong quá trình nâng.

Thanh tra an toàn lao động địa phương phải có mặt để theo dơi;

Khi sử dụng bất kỳ thiết bị điện nào phải đảm bảo an toàn không gây ra rò gỉ điện hoặc khí cháy tràn ra xung quanh.

Không được bắt đầu hoặc nâng kết cấu thép Cổng trục khi tốc độ gió vượt mức cho phép (10 km/h) (cấp 3).

Kiểm tra và loại bỏ các loại móc treo và dây cáp không đạt yêu cầu kỹ thuật trước khi dùng để nâng;

Trong suốt quá trình nâng kết cấu thép Cổng trục để lắp dựng, thao tác của các cá nhân và nhóm tham gia lắp dựng phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn về thiết bị nâng (đã được học qua lớp huấn luyện đào tạo về an toàn thiết bị nâng). Trường hợp cá nhân hay nhóm tham gia lắp dựng vi phạm sẽ bị nhắc nhở, khiển trách, hay kỹ luật bởi đội trưởng của đội tùy theo mức độ vi phạm.

e/ Chuẩn bị cho lắp đặt

Tất cả các chi tiết và kết cấu liên quan đến quá trình lắp dựng phải được tập kết đầy đủ theo thứ tự lắp ra băi lắp sau khi các chi tiết đã chế tạo hoàn tất để chuẩn bị cho lắp đặt;

Kiểm tra lại tất cả các cơ cấu xem có khớp với bảng kê thiết bị lắp dựng không. Nếu còn thiếu hoặc sai sót phải tìm cách khắc phục ngay. Các mối ghép nối giữa dầm cầu với chân cổng, giữa chân cổng với khung giằng, giữa chân cổng với cụm di chuyển phải được làm vệ sinh sạch sẽ (như làm sạch gỉ, bụi, dầu mở, sơn …).

Kiểm tra lại tất cả các dấu, các chốt định vị của các mối nối ghép. Kiểm tra các môtơ, các phanh về độ ẩm và khe hở phanh.

Kiểm tra móc treo cáp và tất cả các thiết bị khác cũng như các vật liệu dự phòng. Sơn dặm lại bên dưới dầm cầu trước khi lắp vào chân. Sơn lại những vị trí cần thiết (nếu cần);

Tham khảo bản vẽ tổng thể, kiểm tra lại tất cả các vị trí lắp đặc xem có phù hợp không và tiến hành công việc lắp đặt tiếp theo:

Cụm di chuyển vào cụm chân cổng dưới, thanh giằng

Chân cổng trên và dầm chính, consol với cụm di chuyển chân cổng, lan can. Lưu ý: Tất cả các mối ghép bằng bulông ở đây đều dùng bulông cường độ cao, lực siết đai ốc tối đa không quá 450 Nm. Trên mỗi đầu bulông và đai ốc đều phải có