5.1.1 Độ võng: Hình 5.1 Biểu đồ quan hệ 0 mid y T C của nhóm mẫu 8mm-2P và 8mm-3P. Hình 5.2 Biểu đồ quan hệ 0 mid y T C của nhóm mẫu 12mm-2P và 12mm-3P.
79 Hình 5.3 Biểu đồ quan hệ % 0 mid y T C của nhóm mẫu 8mm-2P và 8mm-3P. Hình 5.4 Biểu đồ quan hệ % 0 mid y T C của nhóm mẫu 12mm-2P và 12mm-3P. Nhận xét về độ võng giữa nhịp:
- Giữa lý thuyết và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch lớn (24% - 79%) ở tất cả các mức nhiệt độ.
- Giữa MEPLA và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch nhỏ (4% - 28%) ở tất cả các mức nhiệt độ.
- Giữa ANSYS và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch tương đối (24% - 47%); còn ở T 500C800C, độ sai lệch này nhỏ (sai lệch 4% - 26%).
80 5.1.2 Ứng suất: Hình 5.5 Biểu đồ quan hệ 0 ax m T C của nhóm mẫu 8mm-2P và 8mm-3P. Hình 5.6 Biểu đồ quan hệ 0 ax m T C của nhóm mẫu 12mm-2P và 12mm-3P.
81 Hình 5.7 Biểu đồ quan hệ % 0 ax m T C của nhóm mẫu 8mm-2P và 8mm-3P. Hình 5.8 Biểu đồ quan hệ % 0 ax m T C của nhóm mẫu 12mm-2P và 12mm-3P. Nhận xét về ứng suất phá hoại:
- Giữa lý thuyết và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch nhiều (59% - 77%); còn ở T 500C800C, độ sai lệch này rất lớn (sai lệch 87% - 96%).
- Giữa MEPLA và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch nhỏ (14% - 34%); còn ở T 500C800C, độ sai lệch này lớn (sai lệch 60% - 92%).
82
- Giữa ANSYS và thực nghiệm: Nếu lấy kết quả thực nghiệm làm chuẩn, ở 0
30
T C, có sự sai lệch nhỏ (15% - 27%); còn ở T 500C800C, độ sai lệch này rất nhỏ (sai lệch 0% - 20%).
5.2 Nhận xét chung:
- Tính toán lý thuyết cho kết quả sai lệch lớn so với thực nghiệm về độ võng (sai số trung bình là 52%) và ứng suất (sai số trung bình là 78%).
- Mô phỏng MEPLA cho kết quả tốt so với thực nghiệm về độ võng (sai số trung bình là 16%), nhưng có khác biệt lớn so với thực nghiệm về ứng suất (sai số trung bình là 53%).
- Mô phỏng ANSYS cho kết quả khá tốt so với thực nghiệm cả về độ võng (sai số trung bình là 26%), và về ứng suất (sai số trung bình là14%).
- Độ võng được xác định từ mô phỏng số nhỏ hơn độ võng từ thực nghiệm và tính toán lý thuyết ở T 300C, giống với kết luận của T. Serafinavicius [5]. Ở các nhiệt độ cao hơn, thì mô phỏng có thể lớn hoặc nhỏ hơn kết quả thực nghiệm một ít.
Từ các nhận xét trên, tác giả có thể giải thích một số ý như sau:
- Công thức tính toán lý thuyết quá đơn giản, cần phải được xem xét lại hoặc hiệu chỉnh.
- Mô phỏng phi tuyến cho kết quả khá tốt đặc biệt là độ võng, nhưng lại có sai biệt về ứng suất giữa 2 phần mềm này, có thể do:
+ MEPLA là phần mềm thiết kế. Đây là phần mềm gọn, nhẹ, đơn giản. Phần mềm cố định phần tử, người sử dụng không có quyền lựa chọn phần tử. Trong phần mềm sử dụng phần tử đẳng hướng 2D, bỏ qua 1 số giả thiết nên có thể gây sai lệch so với kết quả thực nghiệm.
+ ANSYS là phần mềm phân tích. Phần mềm không cố định phần tử, người sử dụng có thể lựa chọn phần tử tốt sao cho phù hợp nhất với bản chất của vật liệu. Trong bài này, sử dụng phần tử 3D, có thể vì vậy nên ANSYS cho kết quả ứng suất tốt hơn
83
MEPLA. Nhưng việc lựa chọn này cần phải được nghiên cứu kỹ lưỡng, bởi có thể đối với trường hợp này thì lựa chọn phần tử này đúng, nhưng với trường hợp khác thì không phù hợp.
- Trong phương pháp nghiên cứu, đặc biệt đối với vật liệu kính ghép, thì nghiên cứu thực nghiệm là cần thiết và đặc biệt ưu tiên. Bởi lẽ trong 1 số trường hợp, nó là quyết định cho việc tính toán thiết kế, do loại vật liệu sandwich này có ứng xử rất phức tạp.
- Trong mô phỏng PTHH ở luận văn này, chưa xét đến sự trượt giữa kính và PVB, nên có thể dẫn đến sai số giữa thí nghiệm với kết quả mô phỏng.
84
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Căn cứ vào kết quả thu được từ thí nghiệm đã tiến hành trên 18 mẫu kính ghép, kết hợp với kết quả tính toán lý thuyết và số liệu mô phỏng phần tử hữu hạn, đề tài đã tiến hành đánh giá khả năng chịu lực cũng như phân tích ứng xử của kính ghép như đã trình bày. Qua đó đề tài rút ra được một số kết luận như sau:
6.1 Kết luận:
6.1.1 Kết quả thí nghiệm, về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn của kết cấu kính ghép: kết cấu kính ghép:
Qua khảo sát bằng thực nghiệm trên 18 mẫu kính ghép được sử dụng, mỗi tấm kính ghép tiến hành thay đổi những yếu tố nhất định (nhiệt độ, chiều dày kính, chiều dày PVB), nhằm phân tích ảnh hưởng của những yếu tố này đến ứng xử của kính ghép. Với kết quả thu được từ thực nghiệm, tác giả có một số kết luận ban đầu như sau:
6.1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:
- Khi nhiệt độ càng tăng, độ cứng uốn của kính ghép giảm dẫn đến độ võng của kính ghép có xu hướng tăng theo. Ở nhiệt độ >50oC, độ bền giảm hơn 20% so với nhiệt độ bình thường.
- Ở giai đoạn T 300C500C, khả năng chịu lực tới hạn (Pu) của kính ghép thay đổi rõ rệt tương ứng với sự thay đổi nhiệt độ; còn ở giai đoạn T 500C800C, khả năng chịu lực tới hạn (Pu) của kính ghép ít thay đổi khi nhiệt độ biến động.
- Có xuất hiện hiện tượng trượt giữa các lớp của kính ghép khi nhiệt độ tăng dần.
6.1.1.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi chiều dày lớp kính:
So với kính 8mm, khi sử dụng kính 12mm (tăng chiều dày 0,5 lần) thì :
- Khả năng chịu lực tăng lên rất nhiều (>1,6 lần).
- Độ võng của kính ghép có giảm xuống nhưng không ấn tượng bằng sự tăng khả năng chịu lực.
85
6.1.1.3 Ảnh hưởng của sự thay đổi số lớp PVB (thay đổi chiều dày PVB):
Với cùng chiều dày kính, khi tăng chiều dày lớp film PVB (hint) (hay số lớp PVB) làm giảm ứng suất phá hoại max.
6.1.2 Tính toán lý thuyết:
Kết quả đạt được từ tính toán lý thuyết cao hơn nhiều so với kết quả thực nghiệm cả về độ võng lẫn ứng suất. Vì vậy, việc sử dụng công thức tính toán này trong thiết kế kính ghép cần phải cân nhắc kỹ và phải có hiệu chỉnh cho phù hợp.
6.1.3 Mô phỏng phần tử hữu hạn:
- Bằng mô hình 3 chiều kết hợp phân tích phi tuyến trên 14 mẫu kính ghép, chương trình mô phỏng đã phần nào phản ánh đúng ứng xử của kính ghép với mô hình là dầm đơn giản theo sơ đồ 4 điểm uốn về ảnh hưởng của nhiệt độ, sự thay đổi chiều dày lớp kính, sự thay đổi chiều dày PVB và đã được thể hiện chi tiết thông qua độ võng, ứng suất. Sự phân bố ứng suất tại các vùng trong kính ghép cũng phù hợp với quy luật phân bố ứng suất theo lý thuyết và thực nghiệm.
- Mô phỏng MEPLA cho kết quả tốt so với thực nghiệm về độ võng, nhưng có khác biệt đáng kể so với thực nghiệm về ứng suất.
- Mô phỏng ANSYS cho kết quả khá tốt so với thực nghiệm cả về độ võng và ứng suất.
6.2 Hướng phát triển:
- Vì trong chương trình thực nghiệm, mỗi loại mẫu chỉ khảo sát trên 1-2 mẫu thí nghiệm nên đề tài chưa đánh giá hết ảnh hưởng của tất cả các yếu tố đến sự làm việc của kính ghép, cần thêm nhiều nghiên cứu để hoàn thiện hơn nữa về loại kết cấu này.
- Công thức tính toán lý thuyết quá đơn giản, cần phải được xem xét lại hoặc hiệu chỉnh trong thời gian tới.
- Chương trình mô phỏng trong khảo sát này phần nào đã thu được những kết quả bước đầu để thay thế cho những thí nghiệm chưa thể thực hiện được, tuy nhiên do còn
86
nhiều hạn chế về thời gian nên việc mô phỏng vẫn còn chưa được hoàn thiện. Trong những nghiên cứu tới cần nghiên cứu thêm về các phần tử sử dụng trong mô phỏng ANSYS, đặc biệt phải nghiên cứu thêm nữa về phần tử đặc trưng cho ứng xử trượt giữa kính với PVB, và ứng xử giữa các lớp PVB với nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. J.A.Hoper. “ On the bending of architectural laminated glass”, International
Journal of Mechanical Science (Great Britain), 15,309-233, 1973.
[2]. R.A.Stewart. “ Laminated glass test results,” Presentation to American Society of
Testing and Materials (ASTM) Task Group E06.51.13, 1991.
[3]. R.A.Behr, J.E.Minor and H.S.Norville. “Structural behavior of architectural
laminated glass,” Journal of Structural Engineering, 119(1),202-222, 1993.
[4]. M.T.Edel. “The effect of temperature on the bending of laminated glass beam,” MS thesis, Texas A&M Univ., College Station, Texas, 1997.
[5]. Kinga Pankhardt. Load bearing glasses, Doctoral Thesis at Budapest University of
Technology anh Economics, 2010.
[6]. Micheal Scott Brackin. Development of a procedure to evaluate the shear modulus
of laminated glass interlayers. May 2010.
[7]. T. Serafinavicius, A. K. Kvedaras, and G. Sauciuvenas. “Bending behavior of
Structural glass Laminated with different interlayers,” Mechanics of Composite
Materials, Vol. 49, No. 4, September, 2013 (Russian Original Vol. 49, No. 4, July- August, 2013).
[8]. Wölfel, E..Nachgiebiger Verbund Eine Näherungslösung und deren
Anwendungsmöglichkeiten, “Compliant bond as approximate solution and
application possibilities of it, Stahlbau No.6 pp.173-180, 6/1987.
[9]. EN 1288-3:2000, “Glass in Building – Determination of the bending strength of
glass – Part 3: Test with specimen supported at two points (four – point bending),” CENT, Brussels, pp.8-11, 2000.
[10]. Stephen J.Bennison, Maria HX Qin and Phillip S.Davies. “High-performance
laminated glass for structurally efficient glazing,” Innovative Light – weight
Structures and Sustainable Facades, HongKong May 2008. [11]. Menu Help của chương trình SJ MEPLA v3.5.
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
1. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ và tên: LÊ THỊ XUÂN THANH
Ngày tháng năm sinh: 08/08/1987 Nơi sinh: Phú Yên
Địa chỉ liên lạc: 96 Nguyễn Văn Cừ, Phường 7, TP.Tuy Hoà, Tỉnh Phú Yên. Điện thoại : 0978.138.839
Email: xuanthanhpy@gmail.com.
2. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
Từ năm 2005 -2007: Sinh viên trường Đại Học Xây dựng miền Trung. Từ năm 2007-2011: Sinh viên trường Đại Học Kiến trúc TP.HCM
3. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC:
Từ 2007– 12/ 2011: Nhân viên công ty TNHH Kiến Trúc DELTA, TP.Tuy Hoà, Tỉnh Phú Yên.
Từ 8/2012– nay : Học viên cao học trường ĐH Bách khoa TP.HCM.