Bộ giáo dục đào tạo quốc phòng Học viện kỹ thuật quân Nguyn Vn Chỡnh PHN TCH NG LC HC CễNG TRèNH BIN C NH TRấN NN SAN Hễ CHU TC DNG CA TI TRNG SểNG V GIể Chuyờn ngnh: C hc vt th rn Mó s : 62.44.21.01 Tóm tắt luận án tiến sỹ kỹ thuật Hà Nội - 2013 công trình công bố Công trình đợc hoàn thành tại: Học viện kỹ thuật quân Nguyn Vn Chỡnh, Anh Cng (2009), nh hng ca TMD i vi n nh ng ca mt s c h chu kớch ng tun hon, Tuyn cụng trỡnh Hi ngh C hc K nim 30 nm Vin C hc v 30 nm Tp C hc nm 2009, tr.201-208 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thái Chung GS.TS Hoàng Xuân Lợng Nguyn Vn Chỡnh (2009), n nh ca lc kộp cú im treo di ng, Tuyn cụng trỡnh Hi ngh Khoa hc cỏc nh nghiờn cu tr Hc vin K thut Quõn s, thỏng 04 nm 2009, tr.66-71 Nguyn Vn Chỡnh (2010), Nghiờn cu nh hng ca nn san hụ i vi cỏc tn s riờng ca cụng trỡnh bin dng h thanh, Tp Khoa hc v K thut Phản biện 1: GS.TS Lê Xuân Huỳnh Phản biện 2: GS.TS Phạm Ngọc Khánh Hc vin K thut Quõn s s 135, thỏng nm 2010, tr.109-115 Nguyn Thỏi Chung, Nguyn Vn Chỡnh (2012), Nghiờn cu tng tỏc gia kt cu h phng v nn san hụ di tỏc dng ca ti trng ng t, Tp Khoa hc v K thut Hc vin K thut Quõn s s 146, nm 2012, tr.23-33 Phản biện 3: PGS.TS Đinh Quang Cờng Nguyn Thỏi Chung, Nguyn Vn Chỡnh (2012), Nghiờn cu tng tỏc gia kt cu dn phng v nn san hụ di tỏc dng ca ti trng súng bin, Tp Luận án đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp Học viện Kỹ thuật quân vào hồi ngày tháng năm 2013 Khoa hc v K thut Hc vin K thut Quõn s s 151, thỏng 12 nm 2012, tr.23-33 Hong Xuõn Lng, Nguyn Thỏi Chung, Nguyn Trang Minh, Nguyn Vn Chỡnh (2012), Tng tỏc gia cụng trỡnh bin h v nn san hụ chu tỏc dng ng thi ca ti trng súng v giú, tuyn cỏc cụng trỡnh khoa hc Hi ngh C hc ton quc nm 2012, tr.115-123 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th viện Học viện Kỹ thuật quân - Th viện Quốc gia Nguyn Thỏi Chung, Nguyn Vn Chỡnh (2013), nh hng ca mt s yu t n phn ng ng ca cụng trỡnh bin h di tỏc dng ng thi ca ti trng súng v giú, Tp Khoa hc k thut Cụng trỡnh bin, T4 (Quý II-2013) 24 cụng trỡnh bin c nh, s dng mụ hỡnh kt cu v nn lm vic ng thi mc dự phc nhng phn ỏnh sỏt vi s lm vic thc ca h, cho nờn mụ hỡnh ny cn c dựng Ni dung c phn ỏnh cỏc cụng trỡnh [5], [6], [7] ca tỏc gi - Gii nhiu bi toỏn trờn hai mụ hỡnh tớnh mụ phng kt cu DKI/14 vi cỏc thụng s ti trng, vt liu, kớch thc hỡnh hc, iu kin liờn kt thay i cho thy s nh hng ca cỏc i lng ny n phn ng ng ca h v a cỏc khuyn cỏo k thut cú ý ngha thc t Ni dung c phn ỏnh cỏc cụng trỡnh [4], [6], [7] ca tỏc gi Mt s kin ngh - Do tớnh phõn tỏn ca vt liu san hụ v nn san hụ nờn kt qu ca lun ỏn ch mi cú ý ngha thit k c s Vỡ vy ng vi mt v trớ c th xõy dng cụng trỡnh bin h thanh, tng mc chớnh xỏc ca kt qu tớnh cng nh nõng cao hiu qu kinh t, hiu qu s dng cụng trỡnh, cn phi cú kho sỏt xỏc nh tớnh cht nn san hụ ti v trớ ú - Tớnh toỏn kt cu h v nn san hụ lm vic ng thi trờn c s s dng phn t tip xỳc mụ t tớnh cht liờn kt ca nn l khú, song cho thy s khỏc bit v phn ng ng ca h v phn ỏnh sỏt thc hn s lm vic ca h so vi mụ hỡnh tớnh truyn thng (mụ hỡnh thay th nn bng ngm cng) Do ú cn phỏt trin theo hng ny - Vi mụ hỡnh hỡnh hc ca cụng trỡnh DKI/14 v ti trng tớnh nh bi toỏn kho sỏt, xột theo iu kin bn v iu kin cng, mụ un n hi cc chớnh v cc ph nờn chn khong 0,966ì1011N/m2 n 2,1ì1011N/m2 l hp lý i vi cc chớnh: ng kớnh ngoi ca cc nờn chn t 1,03m n 1,50m, chiu dy thnh ng cc chớnh nờn chn t 1,8cm n 2,6cm i vi ging: ng kớnh ngoi nờn chn t 0,5m n 0,7m v chiu dy thnh ng nờn chn t 2,5cm n 3,3cm Nu tớnh theo mụ hỡnh kt cu v nn khụng tng tỏc, chiu sõu ngm tớnh toỏn t 5D n 6D l hp lý; cũn tớnh toỏn theo mụ hỡnh kt cu v nn tng tỏc cho thy chiu sõu úng cc chớnh t 20m n 30m l hp lý - Ni dung nghiờn cu ca lun ỏn cú th phỏt trin theo cỏc hng sau: + Tớnh tng tỏc gia kt cu cụng trỡnh bin h chu tỏc dng ng thi ca ti trng súng, giú theo mụ hỡnh khụng gian vi quan nim cụng trỡnh v nn san hụ lm vic ng thi + Gim dao ng cho kt cu cụng trỡnh bin h theo quan nim kt cu v nn cựng lm vic Mở đầu Tớnh cp thit ca ti: Cụng trỡnh bin c nh dng múng cc c dựng rng rói ngoi khi, õy l mt h c hc phc gm kt cu n hi t mụi trng cht lng chu tỏc dng ca súng, giú, dũng chy in hỡnh Vit Nam l cỏc nh gin DKI ca Quc phũng, cỏc gin khoan du khớ Hin nay, cú cỏc cụng trỡnh b h hng quỏ trỡnh khai thỏc, s dng, cú nhng cụng trỡnh b nghiờng, Vỡ vy ti Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh trờn nn san hụ chu tỏc dng ca ti trng súng v giú cú ý ngha khoa hc v thc tin i tng, phm vi v mc tiờu nghiờn cu ca lun ỏn i tng nghiờn cu: Kt cu cụng trỡnh bin c nh h trờn nn san hụ (mụ phng cụng trỡnh DKI) chu tỏc dng ca ti trng súng v giú Phm vi nghiờn cu: - V kt cu: Cụng trỡnh bin c nh h phng (mụ phng cụng trỡnh DKI) - V nn: Nn san hụ khu vc qun o Trng Sa - V ti trng: Ti trng súng bin v ti trng giú Mc tiờu nghiờn cu: Xỏc nh phn ng ng ca h theo hai mụ hỡnh bi toỏn (mụ hỡnh khụng tng tỏc v mụ hỡnh tng tỏc) Phng phỏp nghiờn cu Nghiờn cu bng lý thuyt, s dng phng phỏp PTHH Lp trỡnh tớnh toỏn mụi trng Matlab Cu trỳc ca lun ỏn Lun ỏn gm phn m u, bn chng, phn kt lun chung, ti liu tham kho, vi 138 trang thuyt minh, ú cú 20 bng, 84 hỡnh v, th, 73 ti liu tham kho v 28 trang ph lc M u: Trỡnh by tớnh cp thit ca ti lun ỏn v b cc lun ỏn Chng 1: Trỡnh by tng quan v nghiờn cu Chng 2: Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca ti trng súng v giú Chng 3: Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca ti trng súng, giú v tng tỏc vi nn san hụ Chng 4: Kho sỏt nh hng ca mt s thụng s n phn ng ng ca cụng trỡnh bin c nh trờn nn san hụ chu tỏc dng ca ti trng súng v giú 2 23 NI DUNG CHNH CA LUN N CHNG 1: TNG QUAN V VN NGHIấN CU Trỡnh by cỏc kt qu nghiờn cu nc v nc ngoi v san hụ, nn san hụ, cụng trỡnh bin, ti trng tỏc dng lờn cụng trỡnh bin v tớnh toỏn cụng trỡnh bin T cỏc cụng trỡnh ó cụng b, trờn c s cỏc cn c tip tc nghiờn cu v phỏt trin, tỏc gi lun ỏn trung nghiờn cu: Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin trờn nn san hụ chu tỏc dng ca ti trng súng v giú Theo ú, lun ỏn s trung gii quyt cỏc ni dung ch yu sau: 1) Nghiờn cu tng quan v san hụ v s tng tỏc gia cụng trỡnh v nn, lm c s gii quyt bi toỏn tng tỏc gia cụng trỡnh v nn san hụ 2) Nghiờn cu phng phỏp gii bi toỏn cụng trỡnh bin c nh trờn nn san hụ (mụ phng nh gin DKI) chu tỏc dng ca ti trng súng v giú 3) Thit lp thut toỏn v chng trỡnh tớnh phõn tớch hai lp bi toỏn vi hai mụ hỡnh tớnh: mụ hỡnh kt cu v nn khụng tng tỏc v mụ hỡnh kt cu v nn lm vic ng thi, chu tỏc dng ca ti trng súng v giú 4) Kho sỏt nh hng ca mt s thụng s v ti trng, hỡnh hc, vt liu, liờn kt n phn ng ng ca h di tỏc dng ca ti trng súng v giú CHNG PHN TCH NG LC HC CễNG TRèNH BIN C NH CHU TC DNG CA TI TRNG SểNG V GIể 2.1 t Trong chng ny tỏc gi thit lp thut toỏn v chng trỡnh tớnh phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin h chu tỏc dng ca ti trng súng v giú vi mụ hỡnh kt cu v nn khụng tng tỏc 2.2 Gii thiu bi toỏn v cỏc gi thit Kho sỏt cụng trỡnh bin c nh h chu tỏc dng ca ti trng súng v giú Kt cu cú kớch thc, liờn kt v chu lc nh trờn hỡnh 2.1 Bi toỏn c thc hin trờn c s cỏc gi thit: Vt liu kt cu lm vic gii hn n hi tuyn tớnh; Bin dng v chuyn v ca h l bộ; Kt cu lm vic iu kin bin dng phng; Liờn kt gia kt cu v nn c xem l ngm cng tuyt i; Khụng xột n tớnh ri v tng tỏc gia súng, giú, b qua nh hng ca dũng chy v lc y ni ca nc, khụng xột hin tng cng hng 4.4 Kt lun chng Kt qu chớnh t c chng ny: - ó nghiờn cu bng s trờn hai lp bi toỏn mụ phng cụng trỡnh bin h DKI/14 chu tỏc dng ca ti trng súng v giú vi hai mụ hỡnh tớnh khỏc Xỏc nh c phn ng ng ca h v a c cỏc nhn xột cú ý ngha thc t cho vic tớnh toỏn cụng trỡnh bin trờn nn san hụ di tỏc dng ca ti trng súng v giú - Kho sỏt s vi hai lp bi toỏn, ú cỏc thụng s kt cu, nn thay i cho thy nh hng ca chỳng n phn ng ng ca h Cỏc nhn xột cú tớnh nh lng trờn c hai mụ hỡnh tớnh, cú th lm c s cho vic nh hng tớnh toỏn, thit k v thi cụng cụng trỡnh bin c nh h chu tỏc dng ca ti trng súng v giú T kt qu kho sỏt, nhn thy tớnh toỏn theo mụ hỡnh khụng tng tỏc cú li khuyn cỏo theo iu kin bn, cũn theo mụ hỡnh tng tỏc cú li khuyn cỏo theo iu kin cng Theo tỏc gi s dng mụ hỡnh tớnh cú xột n tng tỏc kt cu v nn tớnh toỏn, thit k cụng trỡnh bin h chu tỏc dng ca ti trng súng v giú l phự hp KT LUN V KIN NGH Nhng úng gúp mi ca lun ỏn - Xõy dng thut toỏn PTHH v chng trỡnh tớnh FRAME_W1_2012 phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin c nh h phng chu tỏc dng ca ti trng súng v giú, vi quan nim thay th nn bng ngm cng (mụ hỡnh kt cu v nn khụng tng tỏc) Chng trỡnh tớnh ó c kim tra bo m tin cy Ni dung c phn ỏnh cỏc cụng trỡnh [1], [2], [3], [4] ca tỏc gi - Xõy dng thut toỏn PTHH v chng trỡnh tớnh FRAME_W2_2012 phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin c nh h phng chu tỏc dng ca ti trng súng v giú, vi quan nim kt cu v nn san hụ lm vic ng thi (mụ hỡnh kt cu v nn tng tỏc) Chng trỡnh tớnh ó c kim tra bo m tin cy Ni dung c phn ỏnh cỏc cụng trỡnh [4], [5], [6], [7] ca tỏc gi - So sỏnh phn ng ng ca h vi hai mụ hỡnh tớnh khỏc nhau, cho thy nn san hụ cú nh hng ln n cỏc ỏp ng ng ca h T ú ch rng, tớnh toỏn theo mụ hỡnh kt cu v nn khụng tng tỏc l gii phỏp tt cnh bỏo theo iu kin bn, cũn theo mụ hỡnh kt cu v nn cú tng tỏc l gii phỏp tt cnh bỏo theo iu kin cng Khi tớnh toỏn 22 Nhn xột: Vi bi toỏn kho sỏt, chuyn v ngang ln nht U max ti nh x max gin gim 19,79%, mụ men un ln nht M z ti chõn cc chớnh tng 1,85 ln v mụ men un ln nht M max ti chõn cc ph tng 17,88% z 4.3.7.2 nh hng ca mụ un n hi lp nn th hai Kho sỏt bi toỏn vi mụ un n hi Ef2 ca lp nn th hai (lp s hỡnh 3.1) thay i t 1,0ì108N/m2 n 16,0ì108N/m2 Kt qu trờn hỡnh 4.60 v 4.61 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Ef2 x max 0.17 0.165 x 10 HUONG CUA E f2 H4 h5 Coc chinh DEN MO MEN UON CHAN COC CHINH Coc phu 0.16 B1 B2 Momen (Mz)max [Nm] Chuyen vi (Ux)max [m] 0.155 0.15 0.145 0.14 0.135 0.13 0.125 0.12 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 1.0 2.0 20.0 4.0 6.0 Mo dun dan hoi Ef2x109 [N/m2] 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Mo dun dan hoi Ef2x109 [N/m 2] Hỡnh 4.60 Quan h U mx ax E f Hỡnh 4.61 Quan h M ch Ef2 z Nhn xột: Vi bi toỏn kho sỏt, chuyn v ngang ln nht U max ti nh x max gin gim 6,49%, mụ men un ln nht M z ti chõn cc chớnh tng 1,92 ti chõn cc ph tng 3,42% ln v mụ men un ln nht M max z 4.3.8 nh hng ca chiu sõu cc chớnh nn Gii bi toỏn vi chiu sõu H1 ca cc chớnh bin thiờn t 10m n 50m, bc thay i H1 = 5m Kt qu trờn hỡnh 4.63 v 4.64 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo H1 ANH HUONG CUA H1 DEN CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN 0.6 ANH HUONG CUA H1 DEN (Mz )max CHAN COC CHINH Momen (Mz )max [Nm] 0.3 0.2 4.4 3.8 25 30 35 40 45 Chieu sau coc chinh H1 [m] 50 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Chieu sau coc chinh H1 [m] m ax vj j ui i j uj x Hỡnh 2.2 Phn t nỳt vi h trc ta cc b 2.3.1 Cỏc h thc biu din mi tng quan PTHH Chuyn v ca mt im thuc phn t: {u} = [ N ]e {u}e , N NN 3ì6 Hỡnh 4.63 Quan h U x H Hỡnh 4.64 Quan h M ch H1 z Nhn xột: Vi iu kin ca bi toỏn, chiu sõu úng cc chớnh H1 tt nht t 20m n 30m (2.1) 6ì1 Ma trn cng phn t: [ K ]e = [ B]e [ D ][ B]e dVe N V NNN (2.3) Ma trn lng phn t: [ M ]e = [ N ]e [ N ]e dVe N V NN (2.4) e Vộct ti trng nỳt phn t: {F}e = 3.2 20 vi 6ì1 6ì6 3.6 3.4 15 i 6ì6 4.2 0.1 10 y 3ì1 4.6 0.4 Hỡnh 2.1 Mụ hỡnh bi toỏn (khụng tng tỏc) 2.3 C s PP PTHH phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca súng v giú, quan nim kt cu v nn khụng tng tỏc Kt cu c ri rc húa bng cỏc PTHH phng (Hỡnh 2.2) T 4.8 0.5 Chuyen vi (Ux )max [m] x 10 H3 h4 Song bien H2 f2 ANH DEN CHUYEN VI (U ) Gio JJJJJJJG U win ( t ) h1 h h ANH HUONG CUA E Tai san cong tac B0 P e 1ì1 1ì6 T 6ì3 T 3ì6 [ N ]e q ( x ) dV Ve 2.3.2 Xõy dng vộc t ti trng phn t súng v giú gõy 2.3.2.1 Vộc t ti trng súng tỏc dng lờn phn t Xột phn t hỡnh tr mt phng oxy (Hỡnh 2.3) (2.7) 21 ANH HUONG CUA Hng DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN ANH HUONG CUA Hng DEN CHUYEN VI (Ux)max (NUT 64) 0.2 1.8 0.18 1.6 2  [m / s[m/s Gia toc (Ax) U ] ] x max Chuyen vi (Ux )max [m] 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 w D n n n n ({ } n n 0.6 0.4 0.2 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 1.0 6.0 1.5 2.0 2.5 ) x 10 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0  m ax H Hỡnh 4.54 Quan h U x ng ANH HUONG CUA Hng DEN (Mz )max CHAN COC CHINH 4.5 3.0 Chieu sau ngam Hng [m] Hỡnh 4.52 Quan h U mx ax H ng ANH HUONG CUA Hng DEN (Mz )max CHAN COC PHU 5.5 x 10 4.5 3.5 {P ( t )}e = [ N ]e [T ]{pn ( x, y, t )} ds T (2.27) 2.3.2.2 Vộc t ti trng giú tỏc dng lờn phn t Momen (Mz)max [Nm] L 1.5 Chieu sau ngam Hng [m] Vộc t ti trng nỳt phn t súng gõy ra: w 0.8 0.04 Momen (Mz)max [Nm] n 1.2 0.06 0.02 Hỡnh 2.3 Mụ hỡnh phn t chu tỏc dng ca ti trng súng bin Ti trng súng phõn b lờn phn t c xỏc nh theo: {p } = 0,5 C D {V } {u } ({V } {u }) + 0,25C D2 V {u } , (2.9) 1.4 2.5 1.5 3.5 2.5 1.5 1 e e e e e e {} {} 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 1.0 6.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 Chieu sau ngam Hng [m] Hỡnh 4.55 Quan h M ch H z ng Hỡnh 4.56 Quan h M p h H z ng Nhn xột: Vi bi toỏn c th ó xột, chiu sõu ngm tớnh toỏn nờn chn t 5D n 6D l hp lý 4.3.7 nh hng ca nn san hụ 4.3.7.1 nh hng ca mụ un n hi lp nn trờn cựng Kho sỏt bi toỏn vi mụ un n hi Ef1 ca lp nn trờn cựng (lp s - hỡnh 3.1) thay i t 1,0ì108N/m2 n 16,0ì108N/m2 Kt qu trờn hỡnh 4.57 v 4.58 l bin thiờn giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Ef1 ANH HUONG CUA E f1 DEN CHUYEN VI (U ) x max 0.2 0.19 e 2.3.4 Phng trỡnh chuyn ng ca phn t h to tng th  + C U  + K U = P w + P win , M U (2.34) e { }e { }e { }e e e e e 2.3.5 Ghộp ni cỏc ma trn phn t vo ma trn chung ca ton h Sau chuyn t h to cc b phn t v h to tng th, vic ghộp ni cỏc ma trn, vộc t ti phn t to thnh ma trn, vộc t ti tng th c thc hin theo th tc chung ca phng phỏp PTHH 1.5 Chieu sau ngam Hng [m] x 10 ANH HUONG CUA Ef1 DEN MO MEN UON CHAN COC CHINH 0.18 Chuyen vi (Ux)max [m] e 1.0 0.5 0.17 Momen (Mz)max [Nm] p lc giú tỏc dng lờn mt n v din tớch chn giú: (2.28) p win ( t ) = Cpair U win ( t ) cos Lc giú phõn b theo chiu di ca thanh: q win ( t ) = BCpair U win ( t ) cos (2.29) Vộc t ti trng nỳt ca phn t ỏp lc giú gõy ra: L win T (2.32) {P}e = [ N ] {p win ( t )} ds 2.3.3 Phng trỡnh chuyn ng ca phn t h to cc b (2.33) [ M ] {U } + [C] {U } + [ K ] {U} = {P}w + {P}win , 0.5 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 1.0 2.0 3.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Mo dun dan hoi Ef1x108 [N/m2] Hỡnh 4.57 Quan h U mx ax E f 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Mo dun dan hoi Ef1x108 [N/m2] Hỡnh 4.58 Quan h M ch E f1 z 20 Nhn xột: Vi bi toỏn c th ó xột, ng kớnh ngoi Dth ca ging nờn chn t 0,5m n 0,7m 4.3.5.2 nh hng ca chiu dy thnh ng ging Kho sỏt bi toỏn vi chiu dy ng ging tth thay i t 2,5cm n 3,5cm Kt qu trờn hỡnh 4.47, 4.49, 4.50 v 4.51 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo tth 2.3.6 Phng trỡnh chuyn ng ca ton h Sau ghộp ni, phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca ton h:  + C U  + K U = R , M U (2.40) { } { } ANH HUONG CUA tth DEN CHUYEN VI (Ux)max (NUT 64) 0.2 ANH HUONG CUA tth DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN Khong tuong tac Co tuong tac 0.18 1.5 1.4 2  [m / s[m/s Gia toc (Ax) U ] ] x max Chuyen vi (Ux)max [m] 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 [ K ];[ M ];[C]; t; ;a ;a1; ;a ;i = 1 0.8 2.8 TINH SO BO 1.1 0.9 2.7 BAT DAU 1.2 0.02 2.6 {U0 };{U 0};{U 0}; K* ;n = 0.7 2.5 3.5 2.6 2.7 Hỡnh 4.47 Quan h U mx ax t th x 10 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 x 10 Khong tuong tac Co tuong tac i = i +1 t = t + t { ANH HUONG CUA tth DEN (Mz )max CHAN COC PHU Tinh : K*t +t ; R *t +t Khong tuong tac Co tuong tac 11 Tinh : {U t +t } = K *t +t 10 Momen (Mz )max [Nm] Momen (Mz )max [Nm] 6.5 5.5 4.5 t cal t 3.5  m ax t Hỡnh 4.49 Quan h U x th ANH HUONG CUA tth DEN (Mz )max CHAN COC CHINH 7.5 2.8 Chieu day ong giang tth [cm] Chieu day ong giang tth [cm] 2.4 Thut toỏn gii phng trỡnh chuyn ng ca h Sau a vo iu kin biờn, h phng (2.40) cú dng sau: (2.47) [ M ]{U } + [C]{U } + [ K ]{U} = {R} = {R w } + {Pwin } , 1.3 0.04 2.5 {} gii h phng trỡnh (2.47) tỏc gi dựng phng phỏp tớch phõn trc tip Newmark vi s thut toỏn nh trờn hỡnh 2.4 Khong tuong tac Co tuong tac 1.6 {} } {R } * t +t   Tinh : {U t +t } ; {U t +t } Tinh : { t +t } ; { t +t } ; {M t +t } ; {Pt +t } 3.5 Sai 2.5 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Chieu day ong giang tth [cm] Hỡnh 4.50 Quan h M ch t th z 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Chieu day ong giang tth [cm] Hỡnh 4.51 Quan h M pz h t th Nhn xột: Vi kt qu tớnh trờn bi toỏn c th nh ó xột cho thy chiu dy tth ca thnh ng ging nờn chn t 2,5cm n 3,3cm 4.3.6 nh hng ca chiu sõu ngm Kho sỏt bi toỏn theo mụ hỡnh KTT, vi chiu sõu ngm Hng t 1D n 6D (D l ng kớnh cc chớnh) Kt qu trờn hỡnh 4.52, 4.54, 4.55 v 4.56 l bin thiờn giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Hng i=n ' Dung IN KET QUA KET THUC Hỡnh 2.4 S thut toỏn ca phng phỏp Newmark 2.5 Chng trỡnh tớnh v kim tra tin cy ca chng trỡnh 2.5.1 Chng trỡnh tớnh Trờn c s thut toỏn mc 2.4, tỏc gi lp chng trỡnh tớnh cú tờn FRAME_W1_2012 c vit bng ngụn ng lp trỡnh Matlab cú kh nng phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin h phng chu tỏc dng ca ti trng súng v giú 6 10 x 10 ANH HUONG CUA tch DEN Mz CHAN COC CHINH ANH HUONG CUA tch DEN Mz CHAN COC PHU x 10 16 Khong tuong tac Co tuong tac Khong tuong tac Co tuong tac 14 12 Momen (Mz )max [Nm] Momen (Mz )max [Nm] 10 2 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8 1.1 1.2 1.4 1.6 Chieu day coc chinh tch [cm] 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8 Chieu day coc chinh tch [cm] Hỡnh 4.40 Quan h M ch t ch z Hỡnh 4.41 Quan h M pz h t ch Nhn xột: Vi kt qu tớnh trờn bi toỏn c th nh ó xột cho thy chiu dy tch ca thnh cc chớnh nờn chn t 1,8cm n 2,6cm 4.3.5 nh hng ca kớch thc ging 4.3.5.1 nh hng ca ng kớnh ngoi ging Kho sỏt bi toỏn vi ng kớnh ngoi ging Dth thay i t 0,4m n 0,9m Kt qu trờn hỡnh 4.42, 4.44, 4.45 v 4.46 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Dth ANH HUONG CUA Dth DEN CHUYEN VI (Ux)max (NUT 64) ANH HUONG CUA Dth DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN 0.4 Khong tuong tac Co tuong tac Khong tuong tac Co tuong tac 0.35 2.5  U m / s2]] Gia toc (Ax) x max [[m/s max ( ) Chuyen vi (Ux)max [m] 0.3 0.25 0.2 0.15 1.5 0.1 0.5 0.05 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.4 0.9 0.45 0.5 Hỡnh 4.42 Quan h U mx ax D th x 10 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9  m ax D Hỡnh 4.44 Quan h U x th ANH HUONG CUA Dth DEN Mz CHAN COC CHINH ANH HUONG CUA Dth DEN Mz CHAN COC PHU x 10 Khong tuong tac Co tuong tac 0.55 Duong kinh giang Dth [m] Duong kinh giang Dth [m] Khong tuong tac Co tuong tac 16 14 Momen (Mz )max [Nm] Momen (Mz)max [Nm] 2.5.2 Kim tra tin cy ca chng trỡnh - Bi toỏn 1: So sỏnh kt qu tớnh v tn s riờng vi cụng trỡnh DKI/14M: Bng 2.2 So sỏnh tn s riờng, kim tra tin cy ca chng trỡnh Phng phỏp Sai s i lng DKI/14M [31], [32] FRAME_W1_2012 (%) 1,062 0,994 6,84 Tn s riờng f1 [Hz] - Bi toỏn 2: So sỏnh kt qu tớnh v chuyn v vi cụng trỡnh ca cỏc tỏc gi Po-Yen Chang v Pei-Yin Chung (2010): Bng 2.3 So sỏnh chuyn v, kim tra tin cy ca chng trỡnh tớnh Phng phỏp Sai s i lng Po-Yen Chang [57] FRAME_W1_2012 (%) 9,017 8,685 3,68 Chuyn v [cm] Nhn xột: T kt qu tớnh toỏn v so sỏnh vi sai s nh trờn cho thy thut toỏn v chng trỡnh tớnh FRAME_W1_2012 ó lp l tin cy 2.6 Kt lun - Xõy dng thut toỏn PTHH gii bi toỏn phõn tớch ng lc kt cu cụng trỡnh dng h chu tỏc dng ca ti trng súng bin v giú theo mụ hỡnh bi toỏn phng, vi quan nim kt cu v nn khụng tng tỏc (liờn kt gia cụng trỡnh v nn l cng tuyt i) - Xõy dng chng trỡnh tớnh FRAME_W1_2012 cú kh nng gii bi bi toỏn dao ng riờng v bi toỏn dao ng cng bc ca kt cu h chu tỏc dng ca súng v giú theo mụ hỡnh khụng tng tỏc Chng trỡnh cú tin cy CHNG PHN TCH NG LC HC CễNG TRèNH BIN C NH CHU TC DNG CA TI TRNG SểNG, GIể V TNG TC VI NN SAN Hễ 3.1 t Trong chng ny, tỏc gi trung nghiờn cu phõn tớch tng tỏc ng lc hc gia kt cu cụng trỡnh bin c nh h v nn san hụ chu tỏc dng ca ti trng súng v giú theo mụ hỡnh bi toỏn phng, ú s dng PTTX mụ t s lm vic mt chiu ca nn san hụ 3.2 Gii thiu bi toỏn v cỏc gi thit Kho sỏt cụng trỡnh bin h phng trờn nn san hụ, chu tỏc dng ca súng v giú nh hỡnh 3.1 19 10 2 0.4 12 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 Duong kinh giang Dth [m] Hỡnh 4.45 Quan h M ch D th z 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 Duong kinh giang Dth [m] Hỡnh 4.46 Quan h M pz h D th 0.9 18 ANH HUONG CUA Dch DEN CHUYEN VI (Ux)max (NUT 64) B0 P ANH HUONG CUA Dch DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN Khong tuong tac Co tuong tac 0.25 Tai san cong tac H4 Khong tuong tac Co tuong tac 2.5 0.1 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 0.72 1.5 0.8 0.9 Hỡnh 4.32 Quan h U max D ch x 18 x 10 1.1 1.2 1.3 1.4 Coc phu 1.5  m ax D Hỡnh 4.34 Quan h U x ch ANH HUONG CUA Dch DEN Mz CHAN COC CHINH ANH HUONG CUA Dch DEN Mz CHAN COC PHU x 10 Khong tuong tac Co tuong tac 16 Duong kinh ngoai coc chinh Dch [m] Duong kinh ngoai coc chinh Dch [m] H1 0.8 Coc chinh 13 Khong tuong tac Co tuong tac H tt 0.72 h5 Song bien 0.5 0.05 h4 1.5 H3 JJJJJJJG U win ( t ) H2 0.15 h1 h h 2  [m / s[m/s Gia toc (Ax) U ] ] x max Chuyen vi (Ux)max [m] Gio 0.2 12 14 Momen (Mz )max [Nm] Momen (Mz )max [Nm] 11 12 10 10 Btt 0.72 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 0.72 1.5 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Duong kinh ngoai coc chinh Dch [m] Duong kinh ngoai coc chinh Dch [m] Hỡnh 4.35 Quan h M ch D ch z Hỡnh 4.36 Quan h M pz h D ch Nhn xột: Vi bi toỏn kho sỏt, t kt qu tớnh cho thy ng kớnh ngoi Dch ca cc chớnh nờn chn khong t 1,03m n 1,50m 4.3.4.2 nh hng ca chiu dy thnh ng cc chớnh Kho sỏt bi toỏn vi chiu dy thnh cc chớnh tch thay i t 1,1cm n 3,0cm Kt qu trờn hỡnh 4.37, 4.39, 4.40 v 4.41 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo tch ANH HUONG CUA tch DEN CHUYEN VI (Ux)max (NUT 64) Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh bi toỏn cụng trỡnh bin chu tỏc dng ca ti trng súng, giú Ngoi cỏc gi thit ó nờu chng 2, bi toỏn c gii trờn c s cỏc gi thit sau: Mi lp nn l vt liu ng cht, ng hng, n hi tuyn tớnh Liờn kt gia cỏc lp nn xem nh bỏm dớnh tuyt i H kt cu v nn lm vic iu kin bin dng phng Liờn kt gia cỏc cc chớnh, cc ph v nn l liờn kt mt chiu, c thay th bng liờn kt nỳt gia cỏc phn t dm v phn t bin dng phng thụng qua PTTX 3.3 C s phng phỏp PTHH phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca ti trng súng, giú v tng tỏc vi nn san hụ 3.3.1 Cỏc h thc i vi phn t thuc nn 3.3.1.1 Phn t t giỏc phng cú bn im nỳt ANH HUONG CUA tch DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN 2.5 Khong tuong tac Co tuong tac 0.2 Khong tuong tac Co tuong tac 0.18 2  [m / s[m/s Gia toc (Ax) U ] ] x max Chuyen vi (Ux)max [m] 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 1.5 0.5 0.04 0.02 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8 Chieu day coc chinh tch [cm] Hỡnh 4.37 Quan h U mx ax t ch 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8 Chieu day coc chinh tch [cm]  m ax t Hỡnh 4.39 Quan h U x ch Hỡnh 3.2 S phn t t giỏc phng bn im nỳt Vộc t chuyn v nỳt ca phn t h ta tng th: {U}e = U1x U1y U 2x U 2y U 4x U 4y T (3.7) 17 Chuyn v ca mt im cú ta (x,y) h ta tng th: T U y = [ N ]{U}e {U} = U x (3.9) 3.3.1.2 Phn t tam giỏc phng cú ba im nỳt u3y = q6 u =q 3x u y= q Nhn xột: vi bi toỏn kho sỏt, t kt qu trờn cho thy mụ un n hi cc chớnh chn khong 0,966ì1011N/m2 n 2,1ì1011N/m2 l hp lý 4.3.3.2 nh hng ca mụ un n hi cc ph Kho sỏt bi toỏn vi mụ un n hi Ech ca vt liu cc chớnh thay i t 2,1ì1010N/m2 n 2,1ì1011N/m2 Kt qu trờn hỡnh 4.27, 4.29, 4.30 v 4.31 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Eph ANH HUONG CUA Eph DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN ANH HUONG CUA Eph DEN CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN 2.2 0.5 (x,y) u =q 2x Hỡnh 3.3 S phn t t giỏc phng ba im nỳt Vộc t chuyn v nỳt ca phn t h ta tng th: {U}e = U1x U1y U 2x U 2y U 3x U 3y T (3.12) 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 {U} = U x U y = [ N ]{U}e y z = [ B]e {U}e 3.3.1.4 Ma trn cng ca phn t [ K ]e = h [ B]Te [ D][ B]e dAe 3.3.1.5 Ma trn lng phn t [ M ]e = h [ N ]T [ N ]dAe (3.21) 1.2 1.4 1.6 Ve b, Ti trng nỳt lc phõn b trờn cnh biờn jk v kA : {Pp } = {P}ejk + {P}ekA (3.24) 3.3.1.7 Vộc t ni lc quy nỳt phn t: {F}e = [ B]Te {} dVe = h [ B]Te {} dA e Ae 0.2 12 (3.25) 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 x 10  m ax E Hỡnh 4.29 Quan h U x ph ANH HUONG CUA Eph DEN Mz CHAN COC PHU x 10 Khong tuong tac Co tuong tac 12 11 Mo dun dan hoi Eph [N/m ] 10 1.8 11 x 10 10 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 0.2 11 x 10 Hỡnh 4.30 Quan h M ch E z ph (3.23) 14 T {Pg } = [ N] {g} dV 1.8 Khong tuong tac Co tuong tac Mo dun dan hoi Eph [N/m ] 3.3.1.6 Vộc t ti trng nỳt a, Ti trng nỳt lc gõy 1.2 ANH HUONG CUA Eph DEN Mz CHAN COC CHINH x 10 0.2 Ae Ve 14 (3.17) Ae 0.8 Hỡnh 4.27 Quan h U mx ax E ph (3.20) 0.6 Momen (Mz)max [Nm] {} = x T 0.4 Mo dun dan hoi Eph [N/m ] 3.3.1.3 Quan h bin dng chuyn v 1.4 0.6 0.2 (3.14) 1.6 0.8 0.05 Chuyn v ca mt im cú ta (x;y) h ta tng th: T 1.8 0.35 2  [m / s[m/s Gia toc (Ax) U ] ] x max u x= q 1 Khong tuong tac Co tuong tac 0.4 Chuyen vi (Ux )max [m] Khong tuong tac Co tuong tac 0.45 Momen (Mz)max [Nm] u y= q 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Mo dun dan hoi Eph [N/m ] 1.8 11 x 10 Hỡnh 4.31 Quan h M p h E z ph Nhn xột: vi bi toỏn kho sỏt, t kt qu trờn cho thy mụ un n hi cc ph chn khong 0,966ì1011N/m2 n 2,1ì1011N/m2 l hp lý 4.3.4 nh hng ca kớch thc cc chớnh 4.3.4.1 nh hng ca ng kớnh ngoi cc chớnh Kho sỏt bi toỏn vi ng kớnh ngoi cc chớnh Dch thay i t 0,72m n 1,50m Kt qu trờn hỡnh 4.32, 4.34, 4.35 v 4.36 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Dch 9 16 H1,U1(TT) H ,U (KTT) H ,U (KTT) H ,U (TT) H ,U (TT) 1 1 2 H ,U (KTT) 2 H ,U (TT) H3,U3(TT) H ,U (KTT) H3,U3(KTT) 3 3 Mo men Mz [Nm] 0.1 Chuyen vi Ux [m] 2 H ,U (KTT) 0.12 x 10 H ,U (TT) 0.14 3.3.2 Cỏc h thc phn t tip xỳc ANH HUONG CUA CHIEU CAO SONG VA VAN TOC GIO DEN (Mz )ch CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN 0.16 0.08 0.06 0.04 0.02 -2 -0.02 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -4 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s] Thoi gian t [s] Hỡnh 4.19 ỏp ng Ux ti nh gin Hỡnh 4.20 ỏp ng Mz chõn cc chớnh (U (1) (1) win ( t ) , Hw (2) (2) (3) (3) = 16,56m ; U win ( t ) , H w = 12,45m ; U win ( t ) , H w = 8,28m ) 4.3.3 nh hng ca vt liu kt cu 4.3.3.1 nh hng ca mụ un n hi cc chớnh: Kho sỏt bi toỏn vi mụ un n hi Ech ca vt liu cc chớnh thay i t 2,1ì1010N/m2 n 2,1ì1011N/m2 Kt qu trờn hỡnh 4.22, 4.23, 4.25 v 4.26 l bin thiờn cỏc giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng theo Ech ANH HUONG CUA Ech DEN GIA TOC NGANG TAI DINH GIAN ANH HUONG CUA Ech DEN CHUYEN VI (Ux)max 0.5 Khong tuong tac Co tuong tac 0.45 0.4 2  [m / [m/s Gia toc (Ax) ] U x max s ] 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 Hỡnh 4.22 Quan h U x 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 x 10 m ax  Hỡnh 4.23 Quan h U x E ch E ch ANH HUONG CUA Ech DEN Mz CHAN COC PHU 11 Mo dun dan hoi Ech [N/m ] ANH HUONG CUA Ech DEN Mz CHAN COC CHINH x 10 Khong tuong tac Co tuong tac Khong tuong tac Co tuong tac 2.5 Momen (Mz )max [Nm] 2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Mo dun dan hoi Ech [N/m2] 1.8 11 ch Hỡnh 4.25 Quan h M z E ch ( u3 u2 ) ( v3 v2 ) 3} = [ T]{} , (3.32) T u v3 u1 v1 u v } Vộc t s gia bin dng ti im bt k ca phn t c xỏc nh: 1 (3.38) {se } = [ N ]{Use } = [ N ][T ]{} = [ Bse ]{} t se t se Quan h s gia ng sut v s gia bin dng phn t tip xỳc: (3.39) {se } = [ Dse ]{se } Trng hp bi toỏn bin dng phng, ma trn [Dse] c xỏc nh: ks 0 (3.41) [ Dse ] = k n 0 k s Ma trn cng ca phn t tip xỳc h to tng th: [ K se ] = [ Bse ]T [ R ]T [ Dse ][ R ][ Bse ] dxdy T (3.42) 1 0.2 x 10 {Use} = {( u4 u1 ) ( v4 v1 ) Vi: {} = {u v4 1.5 Hay: 0.5 0.2 0.4 11 x 10 m ax x 10 0.2 2 Mo dun dan hoi Ech [N/m ] Momen (Mz )max [Nm] Chuyen vi (Ux)max [m] Khong tuong tac Co tuong tac Hỡnh 3.4 S phn t tip xỳc Vộc t s gia chuyn v nỳt phn t {Use} c nh ngha nh sau: [ K se ] = [ Bse ]T [ R ]T [ Dse ][ R ][ Bse ] det J d (3.44) 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Mo dun dan hoi Ech [N/m2] ph 1.8 11 x 10 Hỡnh 4.26 Quan h M z E ch Vic kim tra iu kin tỏch v trt trờn b mt tip xỳc gia kt cu vi nn c thc hin theo tiờu chun bn Mohr Coulumb 10 15 0.14 0.12 Pttx = {Ut } = {0};{U t } = {0};{U t } = {0} ;[ K t ] = [ K];{Pt } = {0} {U se }( ) ;{ se }( ) ;{ se }( ) i i =1 i i Chuyen vi Uy [m] 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -2 100 10 20 30 Thoi gian t [s] 50 60 70 80 90 100 Hỡnh 4.16 ỏp ng chuyn v Uy ANH HUONG MO HINH TINH DEN Mz CHAN COC PHU ANH HUONG MO HINH TINH DEN Mz CHAN COC CHINH x 10 40 Thoi gian t [s] Hỡnh 4.15 ỏp ng chuyn v Ux 12 Co tuong tac Khong tuong tac x 10 Co tuong tac Khong tuong tac 10 Mo men Mz [Nm] [ K ]; [ M ] ; [ C ] Co tuong tac Khong tuong tac 3.4 Thut toỏn gii h phng trỡnh vi phõn chuyn ng ca h H (3.49) l h phng trỡnh vi phõn phi tuyn gii (3.49) tỏc gi kt hp phng phỏp tớch phõn trc tip Newmark v lp Newton-Raphson Nhap so lieu CHUYEN VI DUNG TAI DINH GIAN x 10 10 Co tuong tac Khong tuong tac Mo men Mz [Nm] Do xut hin s tỏch hoc trt cc b gia kt cu v nn, ma trn [Kse] s ph thuc vo ng sut [Kse] = [Kse({})] Do {} = {({U})} nờn [Kse] = [Kse({U})], dn n: [K] = [K({U})], [C] = [C({U})] Do ú h phng trỡnh (3.48) c vit li di dng sau: [ M]{U } + C ({U}) {U } + K ({U}) {U} = {Pw } + {Pwin } = {R} (3.49) -3 CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN 0.16 Chuyen vi Ux [m] 3.3.3 Phng trỡnh chuyn ng ca ton h Sau kh iu kin biờn, phng trỡnh chuyn ng ca h cú dng: (3.48) [ M ]{U } + [C]{U } + [ K ]{U} = {Pw } + {Pwin } = {R} -2 -2 {U t + t }( 0) (0)  = {U t } ; {U t + t } {Pt + t }( 0) (0) = {Pt } ; [ K t +t ] * K t +t ( i 1) (i ) { U}( ) ;{U t + t }( ) ;{U t +t } i i (0 )  } ;{U  = {U t t + t } ; R *t +t (i ) (i ) i 1) (se) > i {U t } = {U t +t }( ) ;[ K t ] = [ K ] i (i ) (i )  ; {U t + t } ; [ K t + t ] ; {Pt + t } (i ) (i ) {Pt } = {Pt + t } i = i +1 { U} R = R + P {U t + t }( ) {U t } i (i ) + { se } ms = se tg {U t } = {U t + t } ;{U t } = {U t +t } ( i 1) Pttx = Pttx + k = 10 ms > gh k = 10 Khoi Sai i = [K t ] (i ) ss = { se }( ) = { se }(  } = {U t [ K se ]; [ K ] ss < D Pttx = n Dung i = nBuoc Dung Sai Khoi Ket thuc Hỡnh 3.5 S thut toỏn 3.5 Chng trỡnh tớnh v kim tra tin cy ca chng trỡnh 3.5.1 Gii thiu chng trỡnh tớnh Chng trỡnh tớnh cú tờn FRAME_W2_2012 cú kh nng phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin c nh h phng trờn nn san hụ chu tỏc dng ca ti trng súng v giú 3.5.2 Kim tra tin cy ca chng trỡnh Bi toỏn so sỏnh: cụng trỡnh cụng b ca Wystan Carswell (2012), cụng trỡnh ny, tỏc gi s dng phng phỏp PTHH gii bi toỏn dao ng riờng kt cu ct tuabin qut giú v nn lm vic ng thi -4 10 20 30 40 50 60 Thoi gian t [s] 70 80 90 100 -4 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s] Hỡnh 4.17 ỏp ng mụ men M ch Hỡnh 4.18 ỏp ng mụ men M phu z z Bng 4.4 Giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng ng (mụ hỡnh KTT v TT) Giỏ tr ln nht Chuyn v [cm] Gia tc [m/s2] Mụ men [kNm] Mụ max max max max   Uy Uy hỡnh Ux U M Chinh M Phu x z z KTT 8,8580 0,7664 0,9538 0,0997 5809,50 10342,8 TT 14,196 0,8972 1,2570 0,0208 3663,58 6932,85 Nhn xột: Nh vy nu tớnh theo mụ hỡnh KTT s thiờn v iu an ton theo kin bn (do kt qu tớnh cú ni lc ln hn), cũn tớnh theo mụ hỡnh TT s thiờn v an ton theo iu kin cng (do kt qu tớnh cú chuyn v ln hn) Theo tỏc gi, tớnh toỏn, thit k cỏc cụng trỡnh bin trờn nn san hụ di tỏc dng ca ti trng súng v giú nờn tớnh theo mụ hỡnh lm vic ng thi ca kt cu v nn, ú xem xột n tớnh cht lm vic mt chiu ca nn san hụ 4.3.2 nh hng ca ti trng tỏc dng Trong phn ny, tỏc gi kho sỏt trờn lp bi toỏn vi cp ti trng súng v giú khỏc cho mụ hỡnh tớnh (mụ hỡnh KTT, mụ hỡnh TT) ch Trờn hỡnh 4.19 v 4.20 l ỏp ng chuyn v Ux v mụ men M z 14 11 CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN (NUT 64) -3 0.16 Bng 3.2 So sỏnh kt qu kim tra tin cy ca chng trỡnh tớnh Phng phỏp Tn s dao ng riờng f1[Hz] 0,2132 Wystan Carswell [73] 0,2096 FRAME_W2_2012 Sai s (%) 1,69 CHUYEN VI DUNG TAI DINH GIAN (NUT 64) x 10 10 0.14 0.1 Chuyen vi Uy [m] Chuyen vi Ux [m] 0.12 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -2 100 10 20 30 Thoi gian t [s] 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s] Hỡnh 4.10 ỏp ng chuyn v ngang Ux Hỡnh 4.11 ỏp ng chuyn v ng Uy DAP UNG GIA TOC CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN (NUT 64) x 10 DAP UNG MO MEN UON CHAN COC CHINH, COC PHU 1.5 Mz coc phu Mz coc chinh Mo men Mz [Nm] 0.5  [m] / s ] Gia toc [m/s U x -0.5 -1 -1.5 -2 10 20 30 40 50 60 Thoi gian t [s] 70 80 90 100 -4 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s]  Hỡnh 4.14 ỏp ng mụ men un Mz chõn Hỡnh 4.12 ỏp ng gia tc ngang U x cc chớnh, cc ph Bng 4.3 Giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng ng (mụ hỡnh TT) Giỏ tr ln nht Chuyn v [cm] Gia tc [m/s2] Mụ men un chõn cc [kNm] max max max max   Uy Uy Ux U M Chinh M Phu x z z 14,196 0,8972 1,2570 0,0208 3663,58 6932,85 Nhn xột: Vi bi toỏn kho sỏt, chuyn v ngang ln nht gp 15,8 ln chuyn v ng ln nht, gia tc chuyn v ngang ln nht gp 60,4 ln gia tc chuyn v ng ln nht Mụ men un ln nht ti mt ct chõn cc ph gp 1,9 ln giỏ tr mụ men un ln nht ti chõn cc chớnh 4.3 Kho sỏt nh hng ca mt s thụng s n phn ng ng ca h 4.3.1 nh hng ca mụ hỡnh tớnh Trờn c s gii hai lp bi toỏn vi hai mụ hỡnh tớnh khỏc nhau, tỏc gi kho sỏt phn ng ng ca h vi thụng s v ti trng, kt cu hai mụ hỡnh l nh Kt qu ỏp ng ng ca h nh trờn cỏc hỡnh v 4.15, 4.16, 4.17, 4.18 v giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng c th hin bng 4.4 T kt qu tớnh toỏn v so sỏnh, vi sai s 1,69% nh trờn cho thy thut toỏn v chng trỡnh tớnh FRAME_W2_2012 ó lp l tin cy 3.6 Kt lun chng Ni dung chng ny ó t c mt s kt qu chớnh nh sau: - Xõy dng thut toỏn PTHH gii bi toỏn phõn tớch ng lc hc kt cu cụng trỡnh bin h chu tỏc dng ca ti trng súng bin v giú theo mụ hỡnh bi toỏn phng - Xõy dng chng trỡnh tớnh mụi trng Matlab gii h phng trỡnh vi phõn chuyn ng phi tuyn ca h - Kim tra tin cy ca chng trỡnh tớnh bng vic gii bi toỏn vi cỏc d liu v iu kin nh cụng trỡnh cụng b ca tỏc gi nc ngoi Kt qu cho thy chng trỡnh tớnh m bo tin cy CHNG KHO ST NH HNG CA MT S THễNG S N PHN NG NG CA CễNG TRèNH BIN C NH CHU TC DNG CA TI TRNG SểNG V GIể 4.1 t Trờn c s thut toỏn v chng trỡnh tớnh ó lp hai chng v vi hai mụ hỡnh tớnh: mụ hỡnh khụng tng tỏc v mụ hỡnh tng tỏc gia kt cu v nn san hụ, tỏc gi tin hnh kho sỏt nh hng ca mt s thụng s n s lm vic ca cụng trỡnh bin c nh h (mụ hỡnh húa cụng trỡnh DKI/14) di tỏc dng ca ti trng súng v giú 4.2 Bi toỏn xut phỏt 4.2.1 Bi toỏn 1: Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca ti trng súng v giú Mụ hỡnh bi toỏn c th hin nh trờn hỡnh 2.1 Thụng s kt cu: H2 = 20,1m, H3 = 20,5m, H4 = 4m, h1 =1,5m, h2 = 3,2m, h3 = 2,7m, h4 = 8,9m, h5 = 2,7m, B0 = 12m, B1 = 26m, B2 = 35m, = 80, tng din tớch phn chn giú quy i ca sn cụng tỏc l 12m2 Dch = 1,031m, tch = 2,2cm; Dph = 0,914m, tph = 4,4cm; Dth = 0,610m, tth = 2,7cm Vt liu gin bng thộp, cú mụ un n hi E = 2,1ì1011N/m2, h s Poisson = 0,3, lng riờng = 7800kg/m3 12 13 Thụng s ti trng: chiu cao súng Hw = 16,56m, sõu nc dw = 20m, lng riờng nc w = 1000kg/m3, chu k súng Tw = 7,83s, h s lc cn CD = 0,75, h s quỏn tớnh C1 = 2,0, h s ỏp lc giú Cp = 1, lng riờng khụng khớ air = 1,225kg/m3 Ti trng giú c cho di dng (1) gin tc giú U win ( t ) Khi lng tng cng ca sn cụng tỏc, phn thng tng v vt dng trờn sn cụng tỏc quy i l P = 600 tn Bi toỏn dao ng riờng: Gii bi toỏn dao ng riờng, nhn c 10 tn s riờng u tiờn (Hz): f1 = 0,9663, f2 = 4,2772, f3 = 5,4838, f4 = 11,5889, f5 = 13,1661, f6 = 20,0800, f7 = 21,4838, f8 = 26,0670, f9 = 26,8422, f10 = 32,2125 Bi toỏn dao ng cng bc: S dng chng trỡnh FRAME_W1_2012 ó lp, gii bi toỏn vi cỏc thụng s ó cho Kt qu, ỏp ng ng ca h trờn hỡnh 4.4, 4.5, 4.6, 4.8 v giỏ tr ln nht ca ỏp ng bng 4.1 -3 0.08 0.07 0.06 Chuyen vi Uy [m] Chuyen vi Ux [m] CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN (NUT 64) 0.09 0.05 0.04 0.03 0.01 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -1 100 10 20 30 Thoi gian t [s] 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s] Hỡnh 4.4 ỏp ng chuyn v ngang Ux Hỡnh 4.5 ỏp ng chuyn v ng Uy ti nh gin (mụ hỡnh KTT) ti nh gin (mụ hỡnh KTT) DAP UNG GIA TOC CHUYEN VI NGANG TAI DINH GIAN (NUT 64) 12 0.8 10 x 10 DAP UNG MO MEN UON CHAN COC CHINH, COC PHU Mz coc phu Mz coc chinh 0.6 0.4 Mo men Mz [Nm]  [m] / s2 ] Gia toc U [m/s x 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -2 -0.8 -1 10 20 30 40 50 60 Thoi gian t [s] 70 80 90 100 -4 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thoi gian t [s]  Hỡnh 4.8 ỏp ng mụ men un Mz chõn Hỡnh 4.6 ỏp ng gia tc ngang U x cc chớnh, cc ph (mụ hỡnh KTT) ti nh gin (mụ hỡnh KTT) Giỏ tr ln nht Gia tc [m/s2] Mụ men un chõn cc [kNm] Chuyn v [cm] U max x U max y  max U x  max U y 8,8580 0,7664 0,9538 0,0997 M Chinh z 5809,50 M Phu z 10342,8 Nhn xột: Vi bi toỏn kho sỏt, ti nh gin: chuyn v ngang ln nht gp 11,6 ln chuyn v ng ln nht, gia tc chuyn v ngang ln nht gp 9,5 ln gia tc chuyn v ng ln nht Mụ men un ln nht ti mt ct chõn cc ph gp 1,78 ln mụ men un ln nht ti chõn cc chớnh 4.2.2 Bi toỏn 2: Phõn tớch ng lc hc cụng trỡnh bin c nh chu tỏc dng ca ti trng súng, giú v tng tỏc vi nn san hụ Trong phn ny, tỏc gi tin hnh gii bi toỏn ng lc hc kt cu h trờn nn san hụ theo quan nim kt cu v nn lm vic ng thi (mụ hỡnh tng tỏc) Mụ hỡnh bi toỏn c mụ t nh trờn hỡnh 3.1 Cỏc thụng s v kt cu, ti trng ging nh bi toỏn xut phỏt mc 4.2.1, chiu sõu cc nn san hụ H1 = 20m (Hỡnh 3.1) Thụng s nn: Nn san hụ gm bn lp, c trng c lý ca nn c ly theo kt qu thớ nghim ti Trng Sa nh bng 4.2 Bng 4.2 c trng vt liu cỏc lp nn san hụ Lp 0.02 CHUYEN VI DUNG TAI DINH GIAN (NUT 64) x 10 Bng 4.1 Giỏ tr ln nht ca cỏc ỏp ng ng (mụ hỡnh KTT) sõu (m) 10 20 50 Ef (N/cm2) 2,83ì104 2,19ì105 2,03ì106 2,71ì105 f 0,22 0,25 0,22 0,25 f (kg/m3) 2,55ì103 2,60ì103 2,95ì103 2,00ì103 H s ma sỏt vi thộp fms 0,21 0,32 0,33 0,35 T s cn 0,05 Vi sai s lp biờn nghiờn cu tt = 0,5, sau gii lp, kớch thc nghiờn cu: b rng Btt = 135m, chiu cao Htt = 50m iu kin biờn: Liờn kt ngm ti biờn ỏy, gi di ng ti hai biờn bờn v biờn t ti mt trờn ca nghiờn cu Thi gian tớnh tcal =100s, sai s tớnh D = 0,25% Bi toỏn dao ng riờng: Gii bi toỏn dao ng riờng, nhn c 10 tn s riờng u tiờn (Hz): f1= 0,7350, f2 = 3,3978, f3= 3,4588, f4 = 7,4617, f5 = 8,7305, f6 = 11,0934, f7 = 12,6612, f8 = 13,6235, f9 = 17,3183, f10 = 20,4727 Bi toỏn dao ng cng bc: S dng chng trỡnh FRAME_W2_2012 ó lp, gii bi toỏn vi cỏc thụng s ó cho Kt qu, ỏp ng ng ca h trờn hỡnh 4.10, 4.11, 4.12, 4.14 v giỏ tr ln nht ca ỏp ng bng 4.3 [...]... cọc chính 4.2.2 Bài toán 2: Phân tích động lực học công trình biển cố định chịu tác dụng của tải trọng sóng, gió và tương tác với nền san hô Trong phần này, tác giả tiến hành giải bài toán động lực học kết cấu hệ thanh trên nền san hô theo quan niệm kết cấu và nền làm việc đồng thời (mô hình tương tác) Mô hình bài toán được mô tả như trên hình 3.1 Các thông số về kết cấu, tải trọng giống như bài toán... toán và chương trình tính đã lập trong hai chương 2 và 3 với hai mô hình tính: mô hình không tương tác và mô hình tương tác giữa kết cấu và nền san hô, tác giả tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến sự làm việc của công trình biển cố định hệ thanh (mô hình hóa công trình DKI/14) dưới tác dụng của tải trọng sóng và gió 4.2 Bài toán xuất phát 4.2.1 Bài toán 1: Phân tích động lực học công trình. .. Theo tác giả, khi tính toán, thiết kế các công trình biển trên nền san hô dưới tác dụng của tải trọng sóng và gió nên tính theo mô hình làm việc đồng thời của kết cấu và nền, trong đó xem xét đến tính chất làm việc một chiều của nền san hô 4.3.2 Ảnh hưởng của tải trọng tác dụng Trong phần này, tác giả khảo sát trên 3 lớp bài toán với 3 cặp tải trọng sóng và gió khác nhau cho 2 mô hình tính (mô hình KTT,... khả năng phân tích động lực học kết cấu công trình biển cố định hệ thanh phẳng trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió 3.5.2 Kiểm tra độ tin cậy của chương trình Bài toán so sánh: công trình công bố của Wystan Carswell (2012), trong công trình này, tác giả sử dụng phương pháp PTHH để giải bài toán dao động riêng kết cấu cột tuabin quạt gió và nền làm việc đồng thời -4 0 10 20 30 40... phương trình vi phân chuyển động phi tuyến của hệ - Kiểm tra độ tin cậy của chương trình tính bằng việc giải bài toán với các dữ liệu và điều kiện như trong công trình công bố của tác giả nước ngoài Kết quả cho thấy chương trình tính đảm bảo độ tin cậy CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN PHẢN ỨNG ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ 4.1 Đặt vấn đề Trên. .. tính toán và so sánh, với sai số 1,69% như trên cho thấy thuật toán và chương trình tính FRAME_W2_2012 đã lập là đủ tin cậy 3.6 Kết luận chương 3 Nội dung chương này đã đạt được một số kết quả chính như sau: - Xây dựng thuật toán PTHH giải bài toán phân tích động lực học kết cấu công trình biển hệ thanh chịu tác dụng của tải trọng sóng biển và gió theo mô hình bài toán phẳng - Xây dựng chương trình tính... Thông số tải trọng: chiều cao sóng Hw = 16,56m, độ sâu nước dw = 20m, khối lượng riêng nước ρw = 1000kg/m3, chu kỳ sóng Tw = 7,83s, hệ số lực cản CD = 0,75, hệ số quán tính C1 = 2,0, hệ số áp lực gió Cp = 1, khối lượng riêng không khí ρair = 1,225kg/m3 Tải trọng gió được cho dưới dạng (1) giản đồ vận tốc gió U win ( t ) Khối lượng tổng cộng của sàn công tác, phần thượng tầng và vật dụng trên sàn công. .. học công trình biển cố định chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió Mô hình bài toán được thể hiện như trên hình 2.1 Thông số kết cấu: H2 = 20,1m, H3 = 20,5m, H4 = 4m, h1 =1,5m, h2 = 3,2m, h3 = 2,7m, h4 = 8,9m, h5 = 2,7m, B0 = 12m, B1 = 26m, B2 = 35m, β = 80, tổng diện tích phần chắn gió quy đổi của sàn công tác là 12m2 Dch = 1,031m, tch = 2,2cm; Dph = 0,914m, tph = 4,4cm; Dth = 0,610m, tth = 2,7cm Vật... cọc chính 4.3 Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến phản ứng động của hệ 4.3.1 Ảnh hưởng của mô hình tính Trên cơ sở giải hai lớp bài toán với hai mô hình tính khác nhau, tác giả khảo sát phản ứng động của hệ với thông số về tải trọng, kết cấu trong hai mô hình là như nhau Kết quả đáp ứng động của hệ như trên các hình vẽ 4.15, 4.16, 4.17, 4.18 và giá trị lớn nhất của các đáp ứng được thể hiện trong... phát trong mục 4.2.1, chiều sâu cọc trong nền san hô H1 = 20m (Hình 3.1) Thông số nền: Nền san hô gồm bốn lớp, đặc trưng cơ lý của nền được lấy theo kết quả thí nghiệm tại Trường Sa như trong bảng 4.2 Bảng 4.2 Đặc trưng vật liệu các lớp nền san hô Lớp 2 0.02 0 CHUYEN VI DUNG TAI DINH GIAN (NUT 64) x 10 Bảng 4.1 Giá trị lớn nhất của các đáp ứng động (mô hình KTT) 1 2 3 4 Độ sâu (m) 2 10 20 50 Ef (N/cm2) ... 16 H1,U1 (TT) H ,U (KTT) H ,U (KTT) H ,U (TT) H ,U (TT) 1 1 2 H ,U (KTT) 2 H ,U (TT) H3,U3 (TT) H ,U (KTT) H3,U3(KTT) 3 3 Mo men Mz [Nm] 0.1 Chuyen vi Ux [m] 2 H ,U (KTT) 0.12 x 10 H ,U (TT) 0.14...các công trình công bố Công trình đợc hoàn thành tại: Học viện kỹ thuật quân Nguyn Vn Chỡnh, Anh Cng (2009), nh hng ca TMD i... tng tỏc gia kt cu dn phng v nn san hụ di tỏc dng ca ti trng súng bin, Tp Luận án đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp Học viện Kỹ thuật quân vào hồi ngày tháng năm 2013