- Vùng biển Nam Bộ : Cấp
3.4.2.Phần tử vỏ (Shells)
U Bước 5 : Mối liên hệ giữa ứng suất và chuyển vị.
3.4.2.Phần tử vỏ (Shells)
Tấm là vật thể lăng trụ có chiều dày rất bé so với kích thước đáy (hình 3-4). Hai mặt đáy lăng trụ được gọi là mặt tấm, mặt chia đôi chiều dày được gọi là mặt trung bình, tùy theo tỷ số giữa chiều dày t và cạnh nhỏ nhất aRminR
của mặt tấm, ta có: Tấm dày t ≥ 1 1 5 8 ÷ aRmin R Tấm mỏng t ≥ 1 1 8 200 ÷ aRmin
Tấm chịu tải trọng thẳng góc với mặt phẳng của tấm, nội lực trong tấm gồm có lực cắt VR1R, VR2R, mômen uốn MR11R, MR22R, mômen xoắn MR12R, MR21R và được gọi chung là nội lực tấm được thể hiện trên hình 3-4b
Hình 3-5: Phần tử tứ giác và tam giác
Hệ tọa độ cục bộ 123 của phần tử tấm là hệ tọa độ vuông góc thuận có trục 1 và 2 nằm trong mặt phẳng trung bình của tấm, trục 3 (màu xanh) có phương vuông góc với mặt của tấm có chiều theo chiều vẽ của phần tử được biểu diễn bằng vectơ theo quy tắc vặn nút chai (quy tắc bàn tay phải). Ví dụ trong mặt phẳng ngang phần tử hình tứ giác 1234 và phần tử hình tam giác 123 được vẽ theo chiều ngược chiều kim đồng hồ thì chiều trục 3 hướng từ dưới lên trên như thể hiện ở hình 3-5. Mặt phía dương của trục 3 được gọi là mặt Top (màu đỏ), còn mặt phía âm (-) của trục 3 (màu hồng) được gọi là mặt Bottom. Để giải bài toán tấm ta sử dụng phần tử Shells, tùy theo chiều dày của tấm ta dùng phần tử Shell thin hay Shell thick.
Vỏ mỏng là vật thể được giới hạn bởi hai mặt cong và khoảng cách giữa hai mặt này gọi là chiều dày t của vỏ và khá bé so với các kích thước khác. Hai mặt cong giới hạn nói trên là mặt vỏ, mặt chia đôi bề dày t gọi là mặt trung bình (hình 3-6). L là kích thước mặt vỏ, tùy thuộc tỷ số t/L mà người ta chia ra:
- Vỏ dày: t ≥ 1 1 5 8 ÷ LRmin - Vỏ mỏng: t 1 200LRmin R≤ t RR≤ 1 8LRminR - Vỏ rất mỏng: t RR ≤ 1 200LRminR
Hình 3-6: Kết cấu vỏ
Nội lực trong vỏ gồm có nội lực tấm và nội lực màng, nội lực màng được thể hiện trên hình 3-4a và nội lực tấm được thể hiện trên hình 3-4b. Để giải bải toán vỏ người ta thường rời rạc hóa vỏ thành các phần tử Shells phẳng hình tứ giác và tam giác có 4 điểm nút và 3 điểm nút tại các đỉnh của phần tử, mỗi nút có 6 thành phần chuyển vị gồm 3 chuyển vị thẳng uRiR, vRiR, wRiR và 3 chuyển vị góc θRxiR, θRyiR, θRziR, tương ứng mỗi nút có 6 thành phần tải trọng nút URiR, VRiR, WRiR, MxiR R, MRyiR, MRziR.
Hệ tọa độ cục bộ của phần tử vỏ (Shells) cũng được quy định như phần tử tấm (Planes), ví dụ như khi phần tử Line được vẽ theo chiều dương của trục Z và Extrude quanh trục Z có vectơ quay theo chiều dương trục Z thì trục 3 của phần tử vỏ hướng vào phía trục quay.