M Σ= P+ 1* X 1+ 2 X 2+ 3 X 3.
3.2.3. Tính toán bằng phơng pháp phầntử hữu hạn ( sử dụng phần mềm sap).
phần mềm sap).
Các phần mềm PTHH nói chung đều có một nghi thức làm việc giống nhau. chỉ có cách thức giao tiếp là khác nhau.Trình tự giải một bài toán có thể đợc chia thành các bớc sau:
• Bớc1: Chuyển từ sơ đồ kết cấu sang sơ đồ tính - Xác định yêu cầu tính toán. các kết quả cần tìm - Xác xác định dạng động học của kết
cấu
- Xác đinh tải trọng...
• Bớc 2: Rời rạc hóa kết cấu chọn loạt phần tử màu thích hợp.
- Đánh số các điểm nút phần tử. - Phân chia các phơng án tải trọng. - Nhập dữ liệu
• Bớc 3:
- Thực hiện giải bài toán
- Kiểm tra độ chinh xác của kết quả - Hiệu chính dữ liệu ban đầu nếu cần thiết
• Bớc 4:
- Biểu diễn kết quả bằng hình vẽ - Xử lý các kết quả nếu cần. - Sử dụng kết quả
Khi giải một bài toán bằng PP PTHH việc nhập dữ liệu tốn rất nhiều thời gian và công sức. Nếu dữ liệu không chính xác thì kết quả cũng không chính xác và đôi khi xuất hiện nhiều con số lạ gây bối rối cho ngời sử dụng.Quan trọng nhất là làm sai lệch kết quả và làm mất đi ý nghĩa của việc chọn phơng
Bước 1: Xác định các yếu tố dầu vào Bước 2: Thực hiện các bư ớc tiền xử lý.Nhập: -Dữ liệu điều khiển -Dữ liệu nút -Dữ liệu phần tử -Dữ liệu tải trọng... Bước 3: Thực hiện giải và kiểm tra kết quả
Bước 4:
Biểu diễn kết quả
pháp giải (Nếu không ta có thể chọn phơng pháp gần đúng đơn giản hơn hay sơ đồ tính gần đúng...).
Theo kinh nghiệm dữ liệu phải đợc chuẩn bị thật kỹ, lập thành các bảng. Sơ đồ phải vẽ rõ ràng có ghi chú. Đối với các bài toán không gian thì chuẩn bị tốt bao nhiêu sẽ tiết kiệm thời gian bấy nhiêu.
Từ các thanh công cụ và các lệnh cơ bản của cửa sổ Sap2000 ta xây dựng đ- ợc mô hình tính toán khung giá nh sau:
Sau khi xây dựng đợc mô hình ta tiến hành khai báo các yếu tố cơ bản ,đặt các lực vào mô hình và tiến hành cho chạy bài toán.
Biểu đồ mô men uốn do tải trọng vuông góc với mặt phẳng khung giá gây ra.
Biểu đồ mô men xoắn do tải trọng tác dụng lên khung giá.
Và bảng giá trị nội lực và ứng suất tại các vị trí mặt cắt trên khung giá:
Bảng kết quả giá trị nội lực và ứng suất tổng hợp tại các vị trí mặt cắt trên khung giá: ( trang bên)
Mặt cắt Mômen uốn thẳng MX (KN.m) Mômen uốn ngang MY (KN.m) Mômen xoắn M0 (KN.m) WX (m3) WY (m3) W0 (m3) δ (KN/m2) τ (KN/m2) td δ (KN/m2) 31 21,29 1,53 0,85 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,6.105 0,04.105 0,6.105 32 36,27 2,77 0,85 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 1,04.105 0,04.105 1,04.105 33 49,87 2,91 -0,0033 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 1,37.105 0,00017.105 1,37.105 34 49,5 2 -0,0033 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 1,29.105 0,00017.105 1,29.105 35 50,04 5,07 -1,42 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 1,53.105 0,07.105 1,53.105 46 4,92 -4,13 -1,42 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,43.105 0,07.105 0,45.105 47 10,09 -1,09 -0,0033 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,31.105 0,00017.105 0,31.105 48 11,41 -2 -0,0033 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,42.105 0,00017.105 0,42.105 49 11,36 -4,01 -0,85 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,57.105 0,04.105 0,57.105 50 9,01 -2,77 -0,85 43,7.10-5 12,99.10-5 19,5.10-5 0,42.105 0,04.105 0,43.105 61 -0,85 1,1 -1,38 10,4.10-5 13,4.10-5 10,3.10-5 0,196.105 0,197.105 0,39.105 62 -0,28 0,37 -1,38 10,4.10-5 13,4.10-5 10,3.10-5 0,39.105 0,197.105 0,52.105 63 0,28 -0,37 -1,38 10,4.10-5 13,4.10-5 10,3.10-5 0,39.105 0,197.105 0,52.105 64 1,42 -5,8 1,35 10,4.10-5 13,4.10-5 10,3.10-5 0,6.105 0,19.105 0,68.105 65 0,47 -1,93 1,35 10,4.10-5 13,4.10-5 10,3.10-5 0,2.105 0,19.105 0,39.105
So sánh hai ph ơng pháp tính:
Trong quá trình giải quyết bài toán tính độ bền giá chuyển hớng toa xe khách bằng phơng pháp lực và phơng pháp phần tử hữu hạn ta thấy rằng .
Phơng pháp lực nếu áp dụng vào bài toán tính kết cấu phẳng tĩnh định thì tính toán nhanh và hiệu quả ,đơn giản hơn việc tính toán bằng phơng pháp phầntử hữu hạn.Song trong thực tế các bài toán của chúng ta không phải là phẳng ,tĩnh định mà là bài toán không gian, siêu tĩnhvà có kết cấu rất phúc tạp nh giá chuyển hớng toa xe . Cho nên nếu dùng phơng pháp lực thì trong tính toán rát khó khăn và không chính xác và chúng ta đề cập đến đấy đủ đến các loại nội lực phát sinh trong kết cấu do tải trọng gây ra.Nhng vơí phơng pháp phần tử hữu hạn ngày nay đợc sử dụng nhiều trong lập trình hớng đối tợng nh phần mềm SAP2000 đã rất có hiệu quả trong việc tính toán giá chuyển hớng toa xe , vì việc vận dụng phần mềm này trong việc sây dựng mô hình tính và tính toán nội lực của khung giá trở nên rất đơn giản và nhanh chóng ,kết quả chính xác .
Mặt khác phần mềm SAP2000 có thể kết hợp với các phần mềm thông dụng khác nh EXCEL,AUTOCAD trong việc sây dựng mô hình tính toán kết cấu và ta có thể bê nguyên mô hình tính tổng thể vào để tính toán không phải chia tách kết cấu nh phơng pháp lực .
Phần mềm SAP2000 không chỉ ứng dụng trong tính toán kết cấu mà còn có khả năng tính dao động trên các phơng tiện vận tải nh toa xe ,ôtô,máy xây dựng…
Kết luận:
Qua việc sử dụng 2 cách tính toán ở trên ta thấy: kết quả trong 2 cách tính là khác nhau do sai số trong quá trình tính toán cũng nh trình độ của ngời tính toán có hạn.Tuy nhiên sai số này không lớn và có thể chấp nhận đợc trong bài toán tính kết cấu này.
Từ tính toán ở trên ta thấy tất cả các ứng suất ở trên đều nhỏ hơn ứng suất cho phép là [ ]δ =1,6.105 . Vì vậy khung giá chuyển hớng đủ điều kiện bền , có thể đem ra sử dụng ngoài thực tế.
Lời kết
Sau 5 năm học tập và nghiên cứu tại trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải, em đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của tập thể các thầy cô giáo trong trờng cũng nh của tất cả các bạn trong lớp ĐMTX-K43 .Kết quả lớn nhất mà em nhận đợc chính là đã đi đợc đến đích cuối cùng và đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình . Với đề tài :’’Lựa chọn ,thiết kế ,kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hớng toa xe khách khổ đờng 1000(mm) . ’’ Em hi vọng sẽ giúp ích đợc một phần nào đó cho công tác sửa chữa và chế tạo giá chuyển hớng toa xe khách ngoài thực tế.Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu tr- ờng Đại Học Giao Thông Vận Tải,các thầy cô giáo trong bộ môn Đầu Máy Toa Xe , và đặc biệt là thầy kiều công thành đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Vì kiến thức còn hạn chế ,thời gian không nhiều nên đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều thiếu sót, rất mong đợc sự góp ý,dạy bảo của thầy cô trong bộ môn cũng nh của bạn bè trong lớp cho đồ án hoàn thiện hơn.