Phân tích ứng xử động học của dầm nằm trên nền đàn hồi dưới tác dụng của lực di động

Trình bày các vấn đề cơ bản của bài toán tải trọng di động, tổng quan của đề tài. Xây dựng công thức phần tử hữu hạn cho bài toán trên cơ sở phương pháp Galerkin. Xuất phát từ phương trình chuyển động viết cho hệ dầm trên nền đàn hồi có tính tới ảnh hưởng của lực dọc trục, phương trình phần tử hữu hạn được xây dựng trên cơ sở các hàm xấp xỉ của độ võng. Trình bày thuật toán giải phương trình chuyển động theo ngôn ngữ phần tử hữu hạn. Phương pháp tích phân trực tiếp Newmark trên cơ sở thuật toán gia tốc trung bình, sử dụng trong luận án, được mô tả chi tiết. Các chương trình tính toán cụ thể cũng được liệt kê trong chương 3. Trình bày các kết quả số, trong đó ảnh hưởng của các tham số lực ngoài, độ cứng nền và lực dọc trục tới ứng xử động học của dầm được khảo sát chi tiết.

Kết cấu chịu tải trọng di động là bài toán có ý nghĩa khoa học, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của kỹ thuật dân dụng. Trong thực tiễn có nhiều kết cấu chịu tác dụng của tải trọng di động, điển hình trong số đó là các các kết cấu trong lĩnh vực giao thông vận tải như đường ray xe lửa, cầu, đường băng sân bay… Trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo cơ khí nhiều chi tiết máy cũng chịu tác động của tải trọng di động và việc xác định chuyển dịch, ứng suất, biến dạng động đóng vai trò quan trọng tới độ chính xác trong hoạt động của máy móc cũng như độ bền của chi tiết.

So với các bài toán động lực học kết cấu thông thường, bài toán kết cấu chịu tải trọng di động có các đặc trưng riêng. Vị trí của tải trọng trong các bài toán này thay đổi theo thời gian và vì thế việc phân tích các bài toán loại này cần các kỹ thuật riêng. Cần lưu ý rằng, sự thay đổi vị trí của tải trọng là nguồn động học duy nhất gây ra dao động của kết cấu.

Phương pháp giải tích, chủ yếu dựa trên phép biến đổi Fourier và biến đổi Laplace cho phép thu được nghiệm của một số bài toán cơ bản. Nội dung của phương pháp giải tích và các kết quả chính được Fryba trình bày chi tiết trong tài liệu chuyên khảo [1]. Bên cạnh phương pháp dựa trên biến đổi Fourier và biến đổi Laplace, phương pháp chồng chất mode (mode superposition method) cũng được Timoshenk và các đồng nghiệp sử dụng để xây dựng biểu thức độ võng động học cho dầm chịu tác động tải trọng di động [2].

Trong những năm gần đây, các phương pháp số, đặc biệt là phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng như là giải pháp thay thế để giải quyết các bài toán khoa học kỹ thuật mà phương pháp giải tích truyền thống bị hạn chế. Đề tài phân tích kết cấu chịu tải trọng di động cũng không nằm ngoài xu hướng này. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn cho phép người phân tích đánh giá ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau tới ứng xử phức tạp của kết cấu. Phương pháp phần tử hữu hạn là công cụ hữu hiệu nhất trong việc phân tích kết cấu có ứng xử phi tuyến nói chung và kết cấu phi tuyến chịu tải trọng di động nói riêng.

Luận văn này nhằm phân tích ứng xử động học của kết cấu dầm nằm trên nền đàn hồi chịu tác động của tải trọng di dộng điều hòa bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Như đã biết, nhiều kết cấu trên thực tế chẳng hạn kết cấu cầu, đường băng… có thể được mô phỏng như là dầm chịu tải trọng di động, và vì thế luận văn có ý nghĩa trực tiếp trong lĩnh vực giao thông vận tải.

Trong luận văn chỉ giới hạn nghiên cứu ứng xử động học của dầm nằm trên nền đàn hồi dưới tác dụng của lực di động ( mô hình này là một phần của mô hình xây dựng công trình giao thông). Để làm điều này, cần xây dựng ma trận độ cứng và ma trận khối lượng của dầm tính tới các ảnh hưởng nêu trên. Đặc biệt cần nghiên cứu giải pháp xây dựng vec-tơ lực nút cho trường hợp lực di động có các đặc tính khác nhau. Trên cơ sở công thức phần tử hữu hạn xây dựng được, thiết lập chương trình tính toán trên cơ sở phương pháp tích phân trực tiếp Newmark. Ảnh hưởng của nền đàn hồi, tần số, vận tốc và gia tốc của lực tới các đặc trưng động học của dầm được nghiên cứu dựa trên chương trình số phát triển.

Mục đích chính của luận văn là nghiên cứu ứng xử động học của dầm dự ứng lực nằm trên nền đàn hồi dưới tác động của tải trọng di động điều hòa. Trường hợp tải trọng tập trung được nghiên cứu trong luận văn như là trường hợp riêng của tải trọng di động điều hòa khi giá trị của tần số kích động nhận giá trị riêng nào đó để thành phần điều hòa trở thành hằng số. Một trong các điểm mới của luận văn so với các công việc trong [15, 16] là nghiên cứu ứng xử của dầm có các điều kiện biên khác nhau. Thêm vào đó, luận văn cũng sẽ cố gắng mở rộng cho trường hợp nhiều tải trọng.

Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận văn là phương pháp phần tử hữu hạn Galerkin. Trong phương pháp này, công thức phần tử hữu hạn được xây dựng từ phương trình chuyển động của bài toán. Tác giả nhận thấy rằng sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Galerkin, mối liên hệ giữa phương pháp giải tích truyền thống và phương pháp số trở lên gần gũi hơn vì cả hai phương pháp đều xuất phát từ phương trình chuyển động viết cho hệ kết cấu. Mặc dù luận văn liên quan tới dầm Bernoulli nhưng phương pháp trình bày trong luận văn hoàn toàn có thể phát triển cho trường hợp dầm Timoshenko, trong đó độ võng và góc quay là các biến độc lập.

Bố cục của luận văn

Chương 1: Trình bày các vấn đề cơ bản của bài toán tải trọng di động, tổng quan của đề tài.

Chương 2: Xây dựng công thức phần tử hữu hạn cho bài toán trên cơ sở phương pháp Galerkin. Xuất phát từ phương trình chuyển động viết cho hệ dầm trên nền đàn hồi có tính tới ảnh hưởng của lực dọc trục, phương trình phần tử hữu hạn được xây dựng trên cơ sở các hàm xấp xỉ của độ võng.

Chương 3: Trình bày thuật toán giải phương trình chuyển động theo ngôn ngữ phần tử hữu hạn. Phương pháp tích phân trực tiếp Newmark trên cơ sở thuật toán gia tốc trung bình, sử dụng trong luận án, được mô tả chi tiết. Các chương trình tính toán cụ thể cũng được liệt kê trong chương 3.

Chương 4: Trình bày các kết quả số, trong đó ảnh hưởng của các tham số lực ngoài, độ cứng nền và lực dọc trục tới ứng xử động học của dầm được khảo sát chi tiết. Cuối cùng, một số vấn đề chính rút ra từ luận văn được trình bày trong phần kết luận.

Link tải tài liệu: https://tii.la/IqoCn

Lưu ý: Link tải có chứa quảng cáo được rút gọn bằng Shrinkearn.com

Mật khẩu mở tệp PDF: sharetailieu.net

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu Polyme Nanocompozit trên cơ sở Polyaniline và Graphit

Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của giả vật liệu Metamaterial

Nghiên cứu chế tạo vật liệu sắt điện BaTiO3 và tổ hợp BaTiO3/Fe3O4 có cấu trúc micro-nano bằng phương pháp thủy phân nhiệt

Tiếp cận các ứng dụng giao thức truyền thông không dây MiWi PRO

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu Polyme Nanocompozit trên cơ sở Polyaniline và Graphit

Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của giả vật liệu Metamaterial

Nghiên cứu chế tạo vật liệu sắt điện BaTiO3 và tổ hợp BaTiO3/Fe3O4 có cấu trúc micro-nano bằng phương pháp thủy phân nhiệt

Tiếp cận các ứng dụng giao thức truyền thông không dây MiWi PRO

LEAVE A REPLY Cancel reply

Mới Nhất

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu Polyme Nanocompozit trên cơ sở Polyaniline và Graphit

Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của giả vật liệu Metamaterial

Nghiên cứu chế tạo vật liệu sắt điện BaTiO3 và tổ hợp BaTiO3/Fe3O4 có cấu trúc micro-nano bằng phương pháp thủy phân nhiệt

Tiếp cận các ứng dụng giao thức truyền thông không dây MiWi PRO

Nâng cao độ chính xác định vị robot bằng phương pháp tổng hợp dữ liệu cảm biến lập mã quang với bộ lọc Kalman...

Cùng Chuyên Mục

Đọc Nhiều Nhất

Áp dụng OSGi trong việc xây dựng hệ thống dựa thành...

Kiến trúc hướng dịch vụ và ứng dụng điện toán đám...

Nghiên cứu tính khả kiểm thử của ứng dụng trên nền...

Kiểm thử đơn vị cho hệ thống

Phát triền phần mềm cho người học tại Đại học Quốc...

Các kỹ thuật phân cụm trong khai phá dữ liệu sử...