Chương trình ANSYS có thể tính toán các bài toán biến dạng lớn thông qua việc tạo nhiều bước lặp trong khoảng thời gian nhỏ sử dụng phương pháp Newton-Raphson
Thực hiện phân tích lại mô hình đã đưa ra ở mục 3.1 với tải theo phương vuông góc với tấm thay đổi theo thời gian. Cụ thể, tải tăng dần từ 0 đến trong 1s đầu tiên và giữ nguyên giá trị trong 3s tiếp theo.
Bảng 3.4. Giá trị tải phân bố thay đổi theo thời gian tác dụng lên tấm đẳng hướng
Tải Giá trị tại 0s(MPa) Giá trị tại 1s(MPa) Giá trị tại 4s(MPa)
0 0 0
0 0.013 0.013
0 0.065 0.065
Hình 3.5. Đồ thị mô tảđặt tải phân bố vuông góc theo thời gian
Trong bài toán phi tuyến của tấm chịu 2 tải kết hợp là tải nén đơn trục và tải phân bố vuông góc với mặt tấm. Một trong hai tải này sẽ đóng vai trò là tải gây nhiễu (perturbed) và tải còn lại sẽ là tải chính. Kết quả các giá trị của lực tới hạn bất ổn định trong bài toán biến dạng lớn tương ứng các mức tải pz được trình bày trong bảng 3.5. Kết quả cho thấy tải pz có ảnh hưởng đến tải tới hạn của tấm. Kết quả này phù hợp với thực tế.
Bảng 3.5: Giá trị tải tới hạn của tấm đẳng hướn trong trường hợp biến dạng lớn
Tải (MPa)
Giá trị lực tới hạn bất ổn định (kN)
Thời gian bắt đầu xảy ra bất ổn định Số lần lặp Phương pháp lặp 16.91 1.25 17 Newton- Raphson 17.55 23 23.07 33 46.16 45
Kết quả về trường chuyển vị của tấm ứng với các trường hợp tải pz được trình bày:
- Khi không đặt tải vuông góc với mặt trên tấm
Hình 3.6. Trường chuyển vị của tấm trước khi bất ổn định
Hình 3.8. Trường chuyển vị của tấm sau khi bất ổn định
Hình 3.9. Đồ thị tải nén- chuyển vị dọc trục với tải phân bố p0 của tấm đẳng hướng
Hình 3.11. Trường chuyển vị của tấm lúc xảy ra bất ổn định
Hình 3.13. Đồ thị tải nén- chuyển vị với tải phân bố p1 của tấm đẳng hướng
- Khi đặt lực
Hình 3.15. Trường chuyển vị của tấm lúc xảy ra bất ổn định
Hình 3.16. Trường chuyển vị của tấm sau khi bất ổn định
- Khi đặt tải
Hình 3.18. Trường chuyển vị của tấm trước khi bất ổn định
Hình 3.19. Trường chuyển vị của tấm lúc xảy ra bất ổn định
Hình 3.21. Đồ thị tải nén - chuyển vị dọc trục với tải P3 của tấm đẳng hướng
Từ kết quả ở bảng và các đồ thị lực nén dọc trục- độ co chiều dài tấm ở trên ta có thể rút ra kết luận:
- Tải phân bố vuông góc với tấm làm trì hoãn giai đoạn bắt đầu xảy ra bất ổn định làm cho tấm chịu nén có lực tới hạn lớn hơn dẫn đến tăng độ cứng của tấm. - Độ cứng của tấm tăng nhẹ với các tải vuông góc nhỏ và tăng nhanh với với các
tải vuông góc lớn.
- Trong bài toán biến dạng lớn, tải vuông góc có lợi cho khả năng ổn định của tấm bằng việc trì hoãn giai đoạn tấm bắt đầu bất ổn định.
CHƯƠNG 4. BẤT ỔN ĐỊNH VÀ HẬU BẤT ỔN ĐỊNH CỦA TẤM VẬT LIỆU COMPOSITE