Tử bảng kết quả các tham số sau khi giải xong ta đã thấy được kết quả tính toán tỉ lệ giải phóng năng lượng của vết nứt, cũng như kết quả theo lý thuyết:
G = 20,1889461 (J/m2) G_LT = 20.338207 (J/m2)
2.4 Kết luận
Tử kết quả tính toán của bài toán trong chương trình Ansys với phương pháp tích phân J ta nhận thấy:
- Giữa kết quả tính toán theo phương pháp tích phân J và kết quả theo lý thuyết có sự sai số rất nhỏ, gần như không đáng kể.
2(1 2 ) 1 2 Cu LT Cu Cu c M v G E I I λ − = − ÷ (4.16) Trong đó: ( 2 ) ( 2 ) 1 / 1 Cu EMC EMC Cu E v E v λ = − − ; = 2 Pl M b c
I và ICu lần lượt là mô men quán tính của toàn bộ dầm và của Cu được tính theo công thức: ( ) ( ) 2 3 3 12 12 4 EMC Cu EMC Cu EMC Cu C EMC Cu t t t t t t I t t λ λ λ + = + + + (4.17)
3 12 Cu Cu t I = (4.18)
- Bài toán được giải bằng phương pháp tích phân J trên Ansys khá đơn giản, thao tác dễ dàng. Chúng ta chỉ cần dùng câu lệnh CINT để khai báo tính toán tích phân J, sau đó gần như Ansys tự động tính toán.
Như chương 1 chúng ta đã tìm hiểu, mỗi vật liệu đều tồn tại một hệ số đặc trưng cho khả năng cản trở sự nứt xảy ra Gc. Vậy với điều kiện nào thì quá trình nứt xảy ra? Quá trình nứt xảy ra khi tỉ lệ giải phóng năng lượng lớn hơn hệ số kháng nứt của vật liệu G>Gc.
Nếu tải trọng đặt vào kết cấu là Pgh mà ở đó vết nứt bắt đầu mở rộng, thì giá trị tính toán G thu được chính là Gc. Giá trị này chính là hệ số kháng nứt của kết cấu hai vật liệu này. Ý nghĩa của hệ số kháng lực này là trong quá trình thiết kế kết cấu, kết cấu chỉ chị được ngoại lực tác dụng P<Pgh thì kết cấu mới không bị phá hủy.
KẾT LUẬN
Cơ học phá hủy là một lĩnh vực khoa học đang ngày càng chú trọng, nó có ảnh hưởng lớn tới tuổi thọ và sự rủi ro của các công trình, chi tiết máy. Việc dự đoán trước được sự phá hủy của chi tiết sẽ giúp chúng ta giảm thiểu tổn thất và những tai nạn do sự phá hủy.
Đối với mỗi bài toán kĩ thuật nói chung và lĩnh vực cơ học phá hủy nói riêng, phương pháp PTHH là một phương pháp phổ biến nhất hiện nay. Đây là một phương pháp giải các bài toán kĩ thuật đem lại độ chính xác tương đối cao, dễ dàng xây dựng thuật toán và đặc biệt là có thể xây dựng mô hình và tính toán với sự trợ giúp của khoa học máy tính. Phương pháp PTHH là một phương pháp rất phổ biến và được ứng dụng rộng rãi, nhưng để tính toán các bài toán phức tạp bằng tay là tương đối khó khăn. Việc ra đời các phần mềm phân tích như Ansys, Abaqus, Adams… đã đem đến những thuận lợi rất lớn trong việc giải các bài toán kĩ thuật. Chúng sẽ ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
Việc áp dụng Ansys vào việc tính toán trong cơ học phá hủy giúp cho việc phân tích sự phát triển của các vết nứt dễ dàng hơn. Với phương pháp J-intergral, trong Ansys gần như hỗ trợ tính toán hoàn toàn. Điều này khiến cho công việc tính toán đơn giản hơn rất nhiều.
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, em cũng đã hoàn thành đồ án này, do hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn còn nhiều thiếu xót. Rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô mà các bạn.
Qua đây em cũng xin đề suất hướng phát triển của đề tài là, nghiên cứu sự phá hủy của vật liệu bằng việc ứng dụng Ansys và phương pháp phần tử hữu hạn với môi trường dưới dạng mô hình 3 chiều. Hoặc có thể áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng để nghiên cứu sự phá hủy của kết cấu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. “Fracture mechanics – Fundamentals and applicatinons”, T.L. Anderson - 2nd Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, 1995
[2]. “Sức bền vật liệu” - Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi – NXB GTVT 2005
[3]. “Phương pháp phần tử hữu hạn”,Chu Quốc Thắng – NXB KHKT
[4]. “Phương pháp phần tử hữu hạn lý thuyết và lập trình”, Nguyễn Quốc Bảo, Trần Nhất Dũng – NXB KHKT
[5] “Bài giảng phương pháp pthh” Vũ khắc bảy – trường đại học Lâm Nghiệp [6] “Introduction to fracture mechanics”,C. H. Wang - DSTO, Australia, Jul. 1996 [8] “Giáo trình hư hỏng và phá hủy 2”, PGS-TS Trương Tích Thiện – Đại học bách khoa TP Hồ Chí Minh