Hà Nội, JUNE 12, 2018 Đề B1 Đề bài: Các có chiều dài a=500 mm, diện tích mặt cắt ngang A=100mm 2, modul đàn hồi kéo nén vật liệu E=210000 N/mm2 ,ux uy chuyển vị điểm đặt lực F Theo số liệu đề B1.F=80N, góc α= 00 a.Phần giải tay: +Tìm ma trận độ cứng tổng thể +Tìm ứng suất b.Phần giải Ansys (Viết ADPL Code): +Xuất biến dạng (Plot displacements) hệ thống +Tìm chuyển vị điểm 1,2,3,4 +Tìm phản lực liên kết +Tìm ứng suất Bài Tập Lớn Cơng nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 Bài làm A.Phần giải tay: +Tìm ma trận độ cứng phần tử : -Rời rạc hóa kết cấu Đánh số nút số phần tử hình dây: -Tại nút có bậc tự chuyển vị thành phần nút theo trục hệ trục tọa độ Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 Ta thiết lập bảng số: Các bậc tự phần tử Nút i Phần tử 1 5 (1) (2) (3) (4) (5) Nút j 2 6 3 7 4 8 Bảng đại lượng cần tính: c2 Phần tử Nút i Nút j (1) (2) 1 0o 60o 1/4 (3) 60o 1/4 (4) 60o 1/4 Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM s2 3/4 3/4 3/4 - cs a(mm) A(mm2) 500 500 100 100 42000 42000 500 100 42000 500 100 42000 EA/a(N/mm) Hà Nội, JUNE 12, 2018 (5) 0o 0 500 100 42000 Thiết lập ma trận độ cứng phần tử (trong hệ tọa độ tổng thể): [K ]1=[K ]5= [K ]2=[K ]4= [K ]3= Từ ma trận độ cứng này, sử dụng bảng số, ta ma trận độ cứng tổng thể: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 [ = + Tìm ứng suất Trước tiên ta xác định vector tải phần tử vector tải tổng thể Do khơng có tải trọng tac dụng nên: {P }1={P }2={P }3={P }4={P }5={0} Do vector tải tổng thể vector tải trọng nút tạo nên Cụ thể: = Trong Hi, Vi phản lực theo phương ngang phương đứng nút i Góc =300 nên lực F tác dụng theo hai phương ngang đứng Áp đặt điều kiện biên xây dựng hệ phương trình để giải: [ * ]{ * }={ * } Tại nút có gối cố định nút 2,3 có gối di động hạn chế chuyển động theo phương đứng nên thành phần chuyển vị q 1=q 2=q 4=q 6=0 Bằng cách xóa hàng cột 1,2,4,6 ma trận xóa thành phần 1,2,4,6 vector tải tổng thể, nên ta :  F * COS(α )          =   Giải hệ phương trình ta tìm chuyển vị chưa biết: Bài Tập Lớn Cơng nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 = Sử dụng bảng số { = } vừa tìm được, ta xác định vector chuyển vị nút phần tử {q }e      q ' { } 1=   8 / 4725        { q '} 2=    / 4725    / 4725    { q '} 3=   8 / 4725     / 4725     { q '} 4=  / 4725     / (4725 *     / 4725     { q '} 5=  / 4725     / (4725 *    Từ ta tính nội lực phần tử: Đối với phần tử (1), cos =1, sin =0: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 N1= = Đối với phần tử (2), cos = , sin = N2=       x  =71.1 (N) 8 / 4725   :        =17.7 (N) x  / 4725   = Đối với phần tử (3), cos = , sin = N3=  / 4725      =17.7(N) x 8 / 4725    = Đối với phần tử (4), cos = , sin = N4= : = :  / 4725      x  / 4725  =0(N)    / (4725 *    Đối với phần tử (5), cos =1, sin =0 : Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 N5=  / 4725      x  =0 (N)  / 4725   / (4725 *    = Từ ta tính ứng suất thanh: = =71.1/100 = 0.711(N/mm2) = = 17.7/100 = 0.177 (N/mm2) = = 17.7/100 = 0.177(N/mm2) Thanh (1): Thanh (2): Thanh (3): Thanh (4): = = (N/mm2) Thanh (5): = = (N/mm2) KẾT LUẬN: Trong (1) có ứng suất lớn nhất, (4) (5) có ứng suất nhỏ B, Phần giải Ansys (viết ADPL Code) Code CAE/FEM Finish !Kết thúc toán trước /clear !Làm hình /Prep7 !Bắt đầu Pre-processor ET,1,link180 !Gọi phần tử link180 thư viện Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 !Và dánh số phần tử SECTYPE,1,link !ĐỊnh nghĩa mặt cắt ngang thứ !phần tử link180 SECDATA,100 !Khai giá trị diện tích mặt cắt ngang 100mm MP,ex,1,210000 !Nhập model đàn hồi kéo nén !vật liệu thanh(vật liệu số 1) K,1,0,0,0 !Vẽ keypoint (đặt tên từ đến 4) K,2,500,0,0 K,3,250,433,0 K,4,750,433,0 L,1,2 !Vẽ đoạn thẳng keypoint L,1,3 L,2,3 L,2,4 L,3,4 Lesize,all,,,1 !Khai thông số chia lưới line, dùng !phần tử cho vật lí Lmesh,all !Chia lưới line FINISH !Kết thúc Pre-processor /SOLU !Bắt đầu Solution processor Antype,static !Loại phân tích DK,1,UX,0 !Áp điều kiện biên chuyển vị lên Keypoint DK,1,UY,0 DK,1,UZ,0 DK,2,UY,0 Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 DK,2,UZ,0 DK,3,UY,0 DK,3,UZ,0 Fk,2,fx,80 !Điều kiện biên lực Fk,2,fy,0 Solve !Solve the problem (Xử lí thơng tin) Finish !Kết thúc Solver /Post1 !Bắt đầu Post-processor PLDISP,1 !Vẽ hình chuyển vị hệ thống PRNSOL,U,COMP !Bao gồm hệ thống chưa biến dạng !3 hướng vecter tổng PRRSOL,F !Đưa hình phản lực Etable,Usuat_i,LS,1 !Nhập liệu vào bảng để vẽ lệnh PLLS !Gán ứng suất nút i cho biến Usuat_i Etable,Usuat_j,LS,2 !Gán ứng suất nút j cho biến Usuat_j PLLS,Usuat_i,Usuat_j !Vẽ biểu đồ ứng suất (Pháp) PRETAB,Usuat_i !Đưa hình ứng suất +Xuất biến dạng (Plot displacements) hệ thống: + Tìm chuyển vị điểm 1,2,3,4: +Tìm phản lực liên kết: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM 10 Hà Nội, JUNE 12, 2018 +Tìm ứng suất thanh: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/FEM 11 ... chuyển vị điểm 1,2,3,4: +Tìm phản lực liên kết: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/ FEM 10 Hà Nội, JUNE 12, 2018 +Tìm ứng suất thanh: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/ FEM 11 ... tính nội lực phần tử: Đối với phần tử (1), cos =1, sin =0: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/ FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 N1= = Đối với phần tử (2), cos = , sin = N2=       x  =71.1 (N) 8 / 4725... ]2=[K ]4= [K ]3= Từ ma trận độ cứng này, sử dụng bảng số, ta ma trận độ cứng tổng thể: Bài Tập Lớn Công nghệ CAE/ FEM Hà Nội, JUNE 12, 2018 [ = + Tìm ứng suất Trước tiên ta xác định vector tải phần