>> StructDesignPro

tuanHancin · Test

các sư huynh cho em hỏi tý : phân tích phi tuyến khác với phân tích tuyến tính như thế nào?
và khi phân tích phi tuyến thì có cần phải điều chỉnh gì trong Analysys case có cần phải điều chỉnh gì không?

structdesignpro · Site Admin

structdesignpro · Site Admin

Bàn thêm một số loại phi tuyến trong kết cấu
Trong cơ học kết cấu thì có mấy khái niệm cơ bản như sau:
- Vật liệu tuyến tính
- Vật liệu phi tuyến
- Biến dạng bé
- Biến dạng lớn
- Phi tuyến hình học
- Phi tuyến vật liệu
- Giải theo phương pháp tuyến tính
- Giải theo phương pháp phi tuyến
Như các bạn đã biết tính chất của vật liêụ tuyến tính (khi vl liệu làm việc trong miền đàn hồi đối với thép) là quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là một đường thẳng (E = const), nếu vật liệu làm việc ngoài miền đàn hồi thì quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là một đường cong (E #const). Còn đối với vật liệu phi tuyến thì E luôn luôn khác const. Để khai báo thông số cho vật liệu phi tuyến thì ta không thể chỉ nhập hệ số mudun đàn hồi E = 2E5(MPa) giống như vật liệu tuyến tính mà ta phải nhập cả biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng.
Trong trường hợp nào ta có thể coi kết cấu là phi tuyến hình học: dưới tác dụng của tải trọng thì biến dạng của kết cấu là rất lớn so với hình dáng và vị trí ban đầu của nó. Ví dụ: Đối với cần câu cá khi ta câu được con cá to thì độ cong của cần là rất lớn, hoặc trên một giá sách ta để quá nhiều sách khiến độ võng của nó quá lớn. Nhưng các bạn cũng nên chú ý chuyển vị lớn chưa chắc đã là phi tuyến hình học. Ví dụ tính toán mái Sân vận động Mĩ Đình thì chuyển vị lớn nhất của dàn là gần 0.5 m. Trong trường hợp này dùng hai phương pháp giải tuyến tính và phi tuyến nhưng kết quả không khác nhau.
Để giải quyết được bài toán phi tuyến hình học hoặc là phi tuyến vật liệu thì phải dùng phương pháp lặp với tải trọng tăng dần đến tải trọng tác động lên kết cấu. Ta có thể coi lời giải phi tuyến là tập hợp của nhiều bước giải tuyến tính. Khi ta dùng lời giải tuyến tính cho các bài toán phi tuyến lại dẫn đến sai số như vậy là do ma trận độ cứng [K] # const (đối với phần tử thanh, thì chiều dài l có ảnh hưỏng đến ma trận độ cứng) nếu phi tuyến vật liệu thì E ảnh hưởng đến ma trận độ cứng. Vì vậy ta không thể giải quyết bài toán trong một bước giải.
Vi dụ ta chỉ xét đến phi tuyến hình học, và hệ kết cấu chỉ là một hệ thanh thôi.
Phương pháp giải tuyến tính coi kết cấu có biến dạng nhỏ, nên ta coi trạng thái ban đầu và sau khi biến dạng là không đáng kể -> Ma trận độ cứng K của hệ không thay đổi (như bạn đã biết ma trận K của phần tử thanh phụ thuộc vào chiều dài và góc xoay của phần tử). Vì vậy gặp bài toán có biến dạng lớn, nếu ta giải theo phương pháp này sẽ dẫn đến sai số .
Còn theo phương pháp giả phi tuyến, nó sẽ chất tải trọng theo load step đến tải trọng định mưc. Mỗi load step tương ứng với một bước giải tuyến tính . Trong mỗi bước giải này nó sẽ cập nhật lại ma trận độ cứng K của hê tương ứng với trạng thái của hệ (vị trí của hệ) ứng với load step trước đó .
Như bạn hỏi cách cập nhật K ntn? Thì mỗi load step chất vào thì kết cấu chuyển vị đến một vị trí mới và phần mềm sẽ cập nhật ma trận độ cứng K tương ứng với vị trí này, bao gồm: Chiều dài mới và góc xoay mới của phần tử .
Ví dụ đối với giàn mái chịu nhiều loại tải trọng khác nhau: Tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió: Nếu xét phương pháp giải phi tuyến cho trường hợp này thì;
Bước 1: Giải bài toán chỉ có tĩnh tải
Bước 2: Xác định lại ma trận độ cứng K tương ứng với chuyển vị mới của kết cấu do tĩnh tải gây ra, và đặt tiếp tải trọng hoạt tại
Bước 3: Xác định lại ma trận độ cứng K tương ứng với chyển vị do tinh tải và hoạt tải gây ra và đặt tiếp tải trong gío .
Chuyển vị của kết cấu bằng tổng các delta chuyển vị của từng bước giaỉ .
_________________
Mời bạn đến với bách khoa toàn thư về kết cấu:.
http://vi.ketcau.wikia.com