Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)Xác định mối quan hệ giữa các thông số động lực học của hệ rung làm tăng độ bền, độ chống thấm của máng xi măng lưới thép ( Luận án tiến sĩ)
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC HÀ NỘI 2014 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số : 62 52 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Tuấn HÀ NỘI 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các kết quả, số liệu nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận án Trương Quốc Bình LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Văn Tuấn- Trƣờng Đại học Xây dựng tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Cao Mệnh- Viện Cơ học- Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam, có nhiều ý kiến đóng góp cho luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học cho lời khuyên, đóng góp quý báu Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc, phụ trách sở đào tạo Viện Cơ học- Viện Hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, khoa Cơng trình, thầy giáo, giáo mơn Kết cấu cơng trình-Trƣờng Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình làm luận án Tác giả chân thành cảm ơn Công ty CMC Trƣờng Đại học Xây dựng, tạo điều kiện thuận lợi sở mặt bằng, trang thiết bị để thực nội dung chế tạo mơ hình bàn rung theo phƣơng luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn cán nhân viên Phòng thí nghiệm Vật liệu Xây dựng Sức bền vật liệu trƣờng Đại học Thủy lợi giúp đỡ thí nghiệm kết cấu vật liệu q trình thực thí nghiệm phục vụ luận án MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 11 MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN CẦU MÁNG XI MĂNG LƢỚI THÉP VỎ MỎNG VÀ CÔNG NGHỆ RUNG CHẾ TẠO CẦU MÁNG XMLT 20 1.1 Kết cấu XMLT vỏ mỏng 20 1.2 Ứng dụng kết cấu xi măng ƣới th p 21 1.3 Cầu máng XMLT 23 1.3.1 Khái quát chung 23 1.3.2 Dạng mặt cắt thân máng 24 1.3.3 Phân tích cường độ cầu máng XMLT 28 1.3.4 Phân tích độ chống thấm cầu máng XMLT 30 1.4 Một số công nghệ chế tạo kênh, cầu máng XMLT 32 1.4.1 Chế tạo thủ công 32 1.4.2 Chế tạo vữa tự lèn 32 1.4.3 Chế tạo phương pháp phun 32 1.4.4 Chế tạo phương pháp rung 33 1.5 Một số t nh chất ƣu biến ảnh hƣởng độ rung n chặt b tông 34 1.5.1 Sự điều ch nh h n hợp 34 T nh đ ng 36 ộ cứng cứng hóa 37 ình ạng cốt liệu cách cấu tạo ch ng 37 ấp phối hạt 37 Ph gia 38 ết luận ảnh hư ng lưu iến đến rung l n chặt ê tông 38 1.6 Rung n chặt h n hợp b tông 39 i i thiệu chung 39 Phân t ch cố kết đầm chặt trình rung 40 1.6.3 Ảnh hư ng rung đầm chặt đến cường độ bê tông 43 1.6.4 Ảnh hư ng rung đầm chặt đến độ chống thấm bê tông 44 ao động hệ ch rung ằng hối lệch tâm để đ c cầu mángXMLT 45 1.7 Nhận xét kết luận chƣơng 47 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THIÊT KẾ MÁY RUNG CỘNG HƢỞNG THEO HAI PHƢƠNG CHẾ TẠO CẦU MÁNG XI MĂNG LƢỚI THÉP 50 2.1.Nghiên cứu chất trình rung phƣơng chế tạo cấu kiện XMLT 50 2.1.1 Quá trình tuyến t nh h a ma sát chuyển động h n hợp ê tông mặt ph ng c ma sát 50 Rung phương cộng hư ng theo phương ngang 51 2.2 Phƣơng trình dao động hệ k ch rung khối ệch t m 51 hình động lực h c máy rung theo phương 51 2.2.2 Hệ phương trình ao động lời giải: 52 2.3 Chọn sơ số thông số máy rung 55 Xác định thông số ản cấu gây rung, hệ thống lò xo 57 Xácđịnh thông số iên độ, vận tốc, gia tốc theo phương ngang OX 60 Xác định thông số iên độ, vận tốc, gia tốc theo phương đứng OY 64 2.4 Khảo sát mối quan hệ bi n độ, tần số, thời gian rung đúc cầu máng XMLT ảnh hƣởng độ bền n n, độ chống thấm kết cấu 68 2.4.1 Khảo sát hàm iên độ 69 2.4.2 Vận tốc 75 2.4.3 Gia tốc 79 Sơ đ quy trình tính tốn có trợ giúp máy tinh 82 2.4.5.Mơ hình 3D máy rung theo phương chế tạo cầu máng XMLT 84 2.4.6 Công suất động gây rung 85 CHƢƠNG CHẾ TẠO MÁY RUNG PHƢƠNG VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 88 3.1 Thiết kế chế tạo mơ hình máy rung hai phƣơng 89 3.1.1 Phân tích đ ng dạng mơ hình máy thực 89 3.1.2 Chế tạo máy rung phương 93 T nh toán xác định lựa ch n thông số ản máy rung 97 3.1.4 Thí nghiệm kiểm chứng thơng số ản máy rung mơ hình 117 3.2 Chế tạo mẫu bê tông tiêu chuẩn máy rung phƣơng hai phƣơng 122 3.2.1 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm 122 3.1.2 Đúc mẫu máy rung hai phƣơng 122 3.3 Kết nén mẫu b tông đo độ thấm 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128 KIẾN NGHỊ 129 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 130 DANH MỤC CƠNG TRÌNH 131 ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu A1 A Diện tích mặt cắt mẫu Bi n độ dao động Đơn vị m2 m bx, by Hệ số giảm chấn N.s/m Bx, By Độ cứng uốn N.m2 Bề rộng đáy máng m Tổng độ cứng tính tốn máy rung theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng thực máy rung theo phƣơng Ox Oy N/m Độ cứng lò xo thực theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng tính tốn ò xo theo phƣơng Ox Oy N/m Tổng độ cứng lò xo thực theo phƣơng Ox Oy N/m Độ cứng tính tốn ò xo đứng tác dụng n phƣơng Ox N/m Độ cứng tính tốn lò xo ngang tác dụng n phƣơngOy N/m Giải thích Bđm C , C tt x tt y , C , C tt ox C , C t ox C lx ( x ) ytt C lx ( y ) xtt tt oy t oy dx, dy Dn(x), Dn(y) Dtb(x), Dtb(y) Do ekn E Fa Fbt Fxiết(x) Fxiết(y) Fx, Fy Độ cứng lò xo thực phƣơng Ox tác dụng n phƣơng Oy Độ cứng lò xo thực phƣơng Oy tác dụng n phƣơng Ox Tổng độ cứng tính tốn ò xo theo phƣơng Ox tác dụng n phƣơng Oy Tổng độ cứng tính tốn ò xo theo phƣơng Oy tác dụng n phƣơng Ox Đƣờng kính sợi ò xo ngang ò xo đứng Đƣờng kính ngồi ò xo theo phƣơng Ox Oy Đƣờng k nh trung bình ò xo theo phƣơng Ox Oy Đƣờng kính lòng máng nửa tròn Hệ số kinh nghiệm Mơ đun đàn hồi Bi n độ lực kích rung Trọng ƣợng thân khối ƣợng tham gia dao động Lực xiết ò xo theo phƣơng Ox Lực xiết ò xo theo phƣơng Oy Lực tác dụng lên lò xo Ox lò xo Oy N/m N/m N/m N/m m m m m N/m2 N N N N N g G hx, hy htm h1 h2 H ΔH I k Lox, Loy Lx, Ly L mo mor mbt mx, my M Mu N Gia tốc trọng trƣờng Mơ đun đàn hồi trƣợt vật liệu làm lò xo Hệ số cản dao động theo phƣơng Ox Oy Chiều cao thành máng Chiều cao từ t m cung tròn đáy máng đến đƣờng mặt nƣớc Chiều cao từ mặt nƣớc đến đƣờng trục giằng ngang Chiều sâu cột nƣớc tính tốn Độ cao vƣợt an tồn để tránh nƣớc trào có sóng gió Mơmen qn tính Hệ số kể đến ảnh hƣởng ƣợng b tơng tham dao động Chiều dài tự nhiên ò xo phƣơng Ox Oy Chiều dài làm việc ò xo theo phƣơng Ox Oy Chiều dài nhịp máng Khối ƣợng văng k ch rung Mômen tĩnh văng k ch rung Tổng khối ƣợng bê tơng Số ƣợng ò xo phƣơng Ox Oy Tổng khối ƣợng tham gia dao động Mômen uốn Lực dọc nđc Tốc độ quay động nx, ny Pth P pn Q q Rn R Ro R1 Sx, Sy υ t ttm Vax, Vay Số vòng làm việc ò xo phƣơng Ox Oy Áp lực thấm Áp lực thủy động Áp lực nƣớc Lực cắt Trọng ƣợng thân máng Cƣờng độ chịu nén bêtơng Bán kính trung bình cung tròn đáy máng Bán kính cung tròn đáy máng Bán kính ngồi cung tròn đáy máng Độ cứng trƣợt ò xo phƣơng Ox Oy Hệ số Poisson (Hệ số co dãn ngang) Thời gian Bề dày thành máng Bi n độ vận tốc phƣơng Ox Oy m/s2 N/m2 1/s m m m m m m4 m m m Kg Kg.m kg Chiếc kg N.m N vòng/phú t vòng at kN/m2 Mpa N kN MPa m m m N s m mm/s Xa , Ya , , ∆Xxiết ∆Yxiết Ẍa , Ϋa ω ωlv ωox, ωoy θx, θy η γ η Bi n độ dao động theo phƣơng Ox Oy Bi n độ dao động t nh toán phƣơng Ox Oy Bi n độ dao động thực phƣơng Ox Oy Độ biến dạng lò xo Ox xiết Độ biến dạng lò xo Oy xiết Bi n độ gia tốc theo phƣơng Ox Oy Tần số dao động Tần số góc làm việc Tần số dao động ri ng theo phƣơng Ox Oy Góc lệch pha lực kích rung dịch chuyển theo phƣơng Ox Oy Độ nhớt động lực chất lỏng Trọng ƣợng riêng nƣớc Lực cắt không cân Chuyển vị ngang tai máng η sinh mm mm mm m m m/s2 rad/s rad/s rad/s rad Ns/m2 kN/m3 kN m DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thuyền XMLT đầu ti n tr n giới J L Lambot Pháp,1848 20 Hình 1.2 Hệ thống k nh XMLT T nh An Giang 23 Hình 1.3 Cầu máng xi măng ƣới thép 24 Hình 1.4 Các dạng mặt cắt ngang thân máng 25 Hình 1.5 Đoạn kênh máng 25 Hình 1.6 Máng có mặt cắt chữ nhật 26 Hình 1.7 Mặt cắt ngang máng 27 Hình 1.8 Mơ tính tốn phần mềm Sap 2000 29 Hình 1.9 Biểu đồ ứng suất 29 Hình 1.10 Quan hệ cƣờng độ bê tông chịu uốn k o vào cƣờng độ chịu nén 36 Hình 1.11 Quan hệ cƣờng độ b tông đông cứng gia tốc máy rung với tỷ lệ N/X khác h n hợp 43 Hình 1.12 Quan hệ hệ số thấm thể tích l r ng macro 44 Hình 1.13 Mơ hình rung theo phƣơng đứng 45 Hình 2.2 Mơ hình máy rung theo phƣơng 51 Hình 2.3 Máng mặt cắt chữ nhật 55 Hình 2.4 Đồ thị hàm số Xa ω Ya ω 70 Hình 2.5 Đồ thị hàm số Xa(hx), Ya(hy) 71 Hình 2.6 Đồ thị hàm số Xa(k), Ya(k) 73 Hình2.7 Đồ thị hàm số Xa(M), Ya(M) 74 Hình 2.8 Đồ thị hàm số Vax ω , Vay ω 76 Hình 2.9 Đồ thị hàm số Vax(hx), Vay(hy) 77 Hình 2.10 Đồ thị hàm số Vax(k), Vay(k) 78 Hình 2.11 Đồ thị hàm số Vax(M), Vay(M) 79 Hình 2.12 Đồ thị hàm số Ẍa ω , Ÿa ω 80 Hình 2.13 Đồ thị hàm số Ẍa(hx , Ÿa(hy) 81 Hình 2.14 Đồ thị hàm số Ẍa(k , Ÿa(k) 82 ... HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC TRƯƠNG QUỐC BÌNH XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ RUNG LÀM TĂNG ĐỘ BỀN ĐỘ CHỐNG THẨM CỦA MÁNG XI MĂNG LƯỚI THÉP Chuyên... phương 51 2.2.2 Hệ phương trình ao động lời giải: 52 2.3 Chọn sơ số thông số máy rung 55 Xác định thông số ản cấu gây rung, hệ thống lò xo 57 Xác ịnh thông số iên độ, vận tốc, gia... ngang OX 60 Xác định thông số iên độ, vận tốc, gia tốc theo phương đứng OY 64 2.4 Khảo sát mối quan hệ bi n độ, tần số, thời gian rung đúc cầu máng XMLT ảnh hƣởng độ bền n n, độ chống thấm kết cấu