6. Cấu trúc của Luận án
2.7. Kiểm chứng phương pháp PTHH để phân tích bể chứa chất lỏng qua mơ
2.7.3. Kết quả phân tích kết cấu khung dưới tác dụng của tải điều hòa
Kết quả thí nghiệm và mơ phỏng trong nghiên cứu của Luboya [119] được mô phỏng lại theo phương pháp mơ phỏng bằng ANSYS APDL. Hình 2.24 mơ tả phổ gia tốc theo tần số được xác định qua gia tốc đỉnh theo thời gian của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng điều hịa có dải tần số từ 0.5Hz đến 6.5Hz (mơ tả trên Hình 2.23). Kết quả cho thấy, phương pháp mô phỏng trong luận án cho phổ gia tốc theo miền tần số khớp với kết quả thí nghiệm và nghiên cứu của Luboya [119].
a) Kết quả giá trị biên độ của phổ khi không đặt bể nước.
a. Kết quả nghiên cứu của Luboya [119]
b. Kết quả mô phỏng bằng ANSYS APDL
Hình 2.24. Phổ gia tốc theo tần số theo nghiên cứu của Luboya và phương pháp mô phỏng đề xuất cho luận án
b) Kết quả giá trị biên độ của phổ khi đặt bể nước.
Phổ gia tốc tại đỉnh cơng trình và tại tầng thứ 3 khi kết cấu có gắn bộ giảm chấn chất lỏng theo hai trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=1% và µ=2% được thể hiện trên Hình 3.8. Kết quả nhận được bằng ANSYS APDL là
B iê n độ p hổ Tần số
rằng phương pháp mô phỏng bằng mã lệnh theo ANSYS APDL cho phép tùy biến các tham số đầu vào như độ cứng các liên kết giữa bể nước và lị xo, kích thước bể nước, tỷ lệ khối lượng µ, linh hoạt và hiệu quả hơn phương pháp mô phỏng trên ANSYS Workbench mà tác giả Luboya đã sử dụng trong nghiên cứu.
- Trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể chứa và kết cấu bằng 1%
a. Phổ gia tốc đỉnh cơng trình và tầng thứ 3 trong trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=1% theo nghiên cứu của Luboya [119], khi bể nước đặt ở
tầng 3 và khi đặt ở tầng 4 (tầng đỉnh cơng trình)
b. Phổ gia tốc đỉnh cơng trình trong trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=1% theo phương pháp mơ phỏng sử dụng trong đề tài, khi bể nước đặt ở
tầng 4 (tầng đỉnh)
Hình 2.25. Phổ gia tốc có xét tới hệ giảm chấn trong hai trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=1%
B iê n độ p hổ Tần số
- Trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể chứa và kết cấu bằng 2%
a. Phổ gia tốc đỉnh cơng trình và tầng thứ 3 trong trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=2% theo nghiên cứu của Luboya [119], khi bể nước đặt ở
tầng 3 và khi đặt ở tầng 4 (tầng đỉnh cơng trình)
b. Phổ gia tốc đỉnh cơng trình trong trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=2% theo phương pháp mô phỏng sử dụng trong đề tài, khi bể nước đặt ở
tầng đỉnh
Hình 2.26. Phổ gia tốc có xét tới hệ giảm chấn trong hai trường hợp tỷ lệ khối lượng giữa bể nước và kết cấu µ=2%
Từ kết quả phân tích, nhận thấy sự phù hợp của phương pháp mô phỏng dao động của kết cấu có xét tới tương tác của sóng nước trong bể bằng ANSYS APDL được kiểm chứng qua việc so sánh với kết quả thí nghiệm và mơ hình của nghiên cứu đi trước. Phương pháp mô phỏng được đề xuất vì thế là đáng tin cậy cho các bài toán khảo sát mức độ giảm chấn của bể nước lên kết cấu có kích thước thật trong các chương tiếp theo.
2.8. Kiểm chứng phương pháp PTHH để phân tích bể chứa chất lỏng qua mơ hình đề xuất của Houner và Haroun hình đề xuất của Houner và Haroun
Thực hiện phân tích bể chứa có kích thước a x b x hbể = 5 x 5 x 3 (m); chiều cao mực nước trong bể h = 2 (m); Chiều dày bản đáy bể day 1( );m thanh 0.5( )m
B iê n độ p hổ Tần số (HZ)
Nhận thấy rằng chuyển vị theo phương thẳng đứng của bể nước gây ra ảnh hưởng khơng nhiều tới dao động của sóng nước trong bể chứa. Dao động dạng xoắn của kết cấu rất hạn chế khi thiết kế để ít xảy ra xoắn nên cũng khơng được đề cập đến trong bài toán xét dao động của bể nước. Dao động gây ra chuyển vị theo phương Ox; Oy là phổ biến khi xét tải trọng tác dụng lên cơng trình. Nên mơ hình được đề xuất trong nghiên cứu là mơ hình hệ kết cấu bể nước được khống chế các dạng chuyển vị theo phương đứng, chuyển vị xoay…., chỉ cho bể nước chuyển vị theo phương Ox; Oy với mơ hình khơng gian (hoặc tương đương chuyển vị theo phương ngang khi xét mơ hình dạng phẳng)
Xét riêng bể chứa nước hình chữ nhật có kích thước a x b x hbể với điều kiện biên khống chế các chuyển vị xoay, và chuyển vị theo phương đứng; chỉ cho bể dao động theo phương ngang.
Hình 2.27. Mơ hình bể chứa chất lỏng
Liên kết lò xo đặt tại nút ở giữa đáy bể (Nút có tọa độ x = 2.5 (m); y = 2.5 (m) và z = 0.0(m)), liên kết lò xo này được thêm theo phương ngang Ox. Lị xo có
độ cứng 2
981725.6
2 18 /