Hình 3. 33 Mô hình 2
Quả cầu thép không gỉđường kính d = 70 mm, khối lượng m1 = 1.4008 kg Vận tốc rơi của quả cầu: v0 = 1.39 m/s
Hằng số vật liệu của quả cầu:
Young’s Modulus: E = 208 GPa Density: ρ=7800 kg/m3 Poisson’s ratio μ1 = 0.33
Thanh dầm có mặt cắt ngang: b h× =60 27.8× mm2 Chiều dài 2L = 780 mm, khối lượng m2 = 10.2132 kg Hằng số vật liệu thép của thanh dầm
Young’s Modulus: E = 206 GPa Density: ρ=7850 kg/m3 Poisson’s ratio μ2 = 0.3 Yield stress: σs = 345 Mpa
Hình 3. 34 Mô hình hình học (2) bài toán
Trình tự các bước thực hiện:
Nhập hằng số vật liệu cho thanh dầm
Hình 3. 35 Nhập giá trị modul đàn hồi và hệ số Poisson của thanh dầm
Nhập thông số mặt cắt của thanh dầm
Hình 3. 37 Nhập thông số mặt cắt của thanh dầm
Nhập hằng số vật liệu cho khối cầu
Hình 3. 39 Nhập giá trị mật độ khối lượng cho khối cầu
Dựng mô hình thanh dầm và quả cầu tương tự mô hình 1 và chia lưới cho từng
đối tượng
Tạo cặp Contact giữa thanh dầm và quả cầu
Hình 3. 41 Tạo Contact Pair cho mô hình 2
Đặt điều kiện biên nhưở mô hình 1 cho thanh dầm và quả cầu.
Gán thời gian cho bài toán Transient với 1 giây để thấy rõ quá trình va chạm của quả
cầu và thanh dầm
Hình 3. 43 Thiết lập thời gian 1 giây cho bài toán Transient
Chọn lệnh Solve để giải bài toán Transient trong 1 giây
Xuất biểu đồ chuyển vị và xác định thời điểm va chạm của quả cầu
Hình 3. 45 Biểu độ chuyển vị ở mô hình 2
Xuất biểu đồ phản lực để quan sát được ứng xử của thanh dầm khi quả cầu rơi liên tục lên thanh dầm trong khoảng thười gian là một giây
Kết quả: Thời điểm t = 0.23 giây Hình 3. 47 Vị trí quả cầu ở thời điểm t = 0.23 giây Thời điểm t = 0.24 giây là lúc quả cầu va chạm lần đầu với thanh dầm Hình 3. 48 Vị trí quả cầu ở thời điểm t = 0.24 giây Thời điểm t = 0.25 giây Hình 3. 49 Vị trí quả cầu ở thời điểm t = 0.25 giây
Xuất biểu đồ moment ở các thời điểm quả cầu va chạm để tìm thời điểm moment đạt giá trị cực đại Thời điểm t = 0.23 giây Hình 3. 50 Biểu đồ moment tại thời điểm 0.23 giây Thời điểm t = 0.24 giây, moment đạt cực đại Hình 3. 51 Biểu đồ moment tại thời điểm 0.24 giây
Thời điểm t = 0.25 giây
Hình 3. 52 Biểu đồ moment tại thời điểm 0.25 giây
Ö Ta có thể thấy tại thời điểm 0.24 giây thì moment đạt giá trị lớn nhất
Tính bền cho thanh dầm: Dầm làm bằng thép là vật liệu dẻo, do đó điều kiện bền là: [ ] max max max 345 ( ) z s M MPa W σ = ≤ σ =
Đối với mặt cắt ngang hình chữ nhật với bề rộng b và chiều cao h, moment chống uốn có trị số 2 2 3 max 2.36 1. 0.472 ( ) 6 09 6 bh W = = × = in Ö max max max 28596 6 ( ) 0.472 0584.8 z M psi W σ = = − =
Ö Ta quy đổi ứng suất vừa tìm thấy sang đơn vị MPa
Ö σmax =317,71 (MPa)
3.3. Mô hình 3
Hai khối hình chữ nhật (17,78x15,24x2.54 cm3 và 15,24x15,24x2.54 cm3) bằng thép
được thả từ độ cao 2,54 m và va chạm với dầm thép dài 2,54 m được ngàm hai đầu. Dầm có mặt cắt ngang là 2,54x1, 27 cm2 Toàn bộ mô hình chịu tác dụng của gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2.
Hình 3. 53 Hai vật thể va chạm với dầm thép
Tạo hình học và chia lưới
Chuẩn bị khai báo các phần tử tiếp xúc và mục tiêu
Hình 3. 55. Khai báo các cặp tiếp xúc
Chọn phần tử mục tiêu
Chọn phần tử tiếp xúc
Hình 3. 57. Phần tử tiếp xúc
Kết quả chuyển vị uy theo thời gian của node góc trái phía dưới của block 1
Kết quả chuyển vị uy theo thời gian của node góc trái phía dưới của block 2
Hình 3. 59. Kết quả chuyển vị vật nặng 2 theo thời gian
Kết quả chuyển vị uy theo thời gian của node giữa của dầm
Va chạm lần 1 vào thời điểm 0,74s
Hình 3. 61. Biến dạng của dầm trong va chạm lần 1
Va chạm lần 2 vào thời điểm 1,99s
Va chạm lần 2 vào thời điểm 2,79
Hình 3. 63. Biến dạng của dầm trong va chạm lần 3
3.4. Mô hình 4
Xét khung thép va chạm với vật nặng với các số liệu tương tự nhu mô hình 3
Biến dạng của khung thép khi mới va chạm vào thời điểm 0,74s
Hình 3. 65. Biến dạng của khung khi mới va chạm lần 1
Khung thép bị biến dạng lớn vào thời điểm 0,87s
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN