<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG</b>

  

<b>---BÀI TẬP LỚN SỐ 2</b>

<b>MÔN Thực Tập Cơ Kỹ Thuật 2</b>

Giảng viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện:

12345

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỤC LỤC</b>

<b>GIỚI THIỆU VỀ NHĨM...2</b>

<b>MỤC LỤC...3</b>

<b>BÀI 1...5</b>

1. Mơ hình bài tốn...5

2. Thơng số vật liệu, tải và điều kiện biên...5

3. Mơ hình phần tử hữu hạn...6

4. Kết quả...6

<b>BÀI 2...8</b>

1. Mơ hình bài tốn...8

2. Thơng số vật liệu, tải và điều kiện biên...8

3. Mơ hình phần tử hữu hạn...8

4. Kết quả...11

4.1. Full tĩnh tải + full hoạt tải:...11

4.3 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải + Full Tải trọng gió...14

4.4. Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió+ 0.9 Hoạt tải...15

<b>BÀI 3...8</b>

1. Mơ hình bài tốn...17

2. Thơng số vật liệu, tải và điều kiện biên...17

3. Mơ hình phần tử hữu hạn...18

4. Kết quả...18

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

TH1. Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải...27

TH2. Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió...29

TH3. Full tĩnh tải + Full hoạt tải + Full tải trọng gió...30

TH4. Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió + 0.9 Hoạt tải...31

Bài 3...33

Bài 4...34

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO...37</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>BÀI 1</b>

<b>1. Mơ hình bài tốn</b>

Nền phẳng có kích thước 101,43 x 101,43 x 5 mm. Chiều cao vây cho tất cả cácmẫu là 20 mm. Có tổng số 81 thanh tản nhiệt được sắp xếp thẳng hàng như hìnhbên dưới. Khoảng cách giữa các thanh là 6,76 mm.

<i>Hình 1. Top view của mơ hình bộ tản nhiệt</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Dòng nhiệt 14W được cung cấp làm đầu vào cho phần đế của bộ tản nhiệt. Hệ số đối lưu 6E-6

<i>W mm C</i>/ ² <small></small>

được áp dụng cho phần còn lại của bề mặt tản nhiệt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>Minimum heat fluxes</b>_0,000399

<i>W mm</i>/ <small>2</small>

0,0004351

<i>W mm</i>/ ²

<i>Hình 4. Phân bố nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i>Hình 5. Tổng thơng lượng nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL</i>

<b>BÀI 2</b>

<b>1. Mơ hình bài tốn</b>

Cho khung vì kèo có kết cấu như hình dưới

<i>Hình 6. Kết cấu khung vì kèo (theo đơn vị mm)</i>

<b>2. Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên</b>

Loại phần tử: Link180

<b>Loại^{Số hiệu}thép mạ</b>

<b>Kết cấu sửdụng</b>

<b>diện^{Thông số vật liệu}</b>

1TC100.75Thanh cánh trên165Module đàn hồi E = 210GPa

Hệ số Poisson v=0,3Yield Stress:

 <small>0</small> <i>250MPa</i>

32Xtc100.75 Thanh cánh dưới(nằm ngang)

<b>3. Mô hình phần tử hữu hạn</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>TH1. Full tải tĩnh và hoạt tải</b>

<i>Hình 7. Mơ hình phần tử hữu hạn khung vì kèo khi đặt tải tĩnh và hoạt tải</i>

<b>TH2. Full tải tĩnh và tải trọng gió</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i>Hình 8.1. Mơ hình phần tử hữu hạn khi đặt tải tĩnh và tải trọng gió</i>

<b>TH3. Full đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió</b>

<i>Hình 9.1. Mơ hình phần tử hữu khi đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>TH4. Full tải tĩnh, 0.9 hoạt tải, 0.9 tải trọng gió</b>

<i>Hình 10.1 Mơ hình phần tử hữu khi đặt tải tĩnh, 0.9 hoạt tải, 0.9 tải trọng gió</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>4. Kết quả</b>

<b>4.1. Full tĩnh tải + full hoạt tải:</b>

Hình 10. Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh và hoạt tảiKết quả nội lực:

<b>Thanh^{Nội lực dọc trục}_(N)Thanh</b>

<b>Nội lựcdọc trục</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Kết quả chuyển vị cực đại theo các phương x,y:

<b>4.2. Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió</b>

<i>Hình 11. Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh và hoạt tải</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Kết quả nội lực

<b>Nội lực dọctrục (N)</b>

<b>Nội lực dọctrục (N)</b>

<b>Nội lực dọctrục (N)</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>4.3 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải + Full Tải trọng gió</b>

<i>Hình 12. Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió </i>

Kết quả nội lực:

<b>Nội lựcdọc trục</b>

<b>Nội lựcdọc trục</b>

<b>Nội lựcdọc trục</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

14517,44 30-1612,5 461207,8

Kết quả chuyển vị cực đại theo các phương x,y:

UX: 0,88818E-3 tại vị trí: nút 15

UY: -0.47743E-002tại vị trí: nút 8

<b>4.4. Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió+ 0.9 Hoạt tải</b>

Hình 13. Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh, 0.9 hoạt tải và 0.9 tải trọng gióKết quả nội lực:

<b>Nội lựcdọc trục</b>

<b>Nội lựcdọc trục</b>

<b>Nội lựcdọc trục</b>

<b>(N)</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>BÀI 3</b>

<b>1. Mơ hình bài tốn</b>

Hệ giàn phẳng chịu tải trọng thẳng đứng F tại khớp D, 2F tại khớp C và 3F tại khớp B. Mỗi bộ phận là một ống trịn mảnh có đường kính ngồi 60 mm và độ dày thành 5 mm.

<i>Hình 14. Mơ hình hệ giàn phẳng cho như trên</i>

<b>2. Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên</b>

Thông số vật liệu:

Loại phần tử: Beam188 Loại mặt cắt: CTUBE (

<i>d_i</i>=<i>0,05 m, d_o</i>=<i>0,06 m</i>¿

Module đàn hồi: 70GPa Hệ số poisson: 0,3

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>Các bước giải theo lý thuyết:</b>

Tải tới hạn của thanh BF (đầu F cố định; đầu B ngăn xoay và chuyển động

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">



<i>I=^π</i>

64^(0,06<small>4</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>BÀI 4:</b>

<b>1. Mơ hình bài tốn</b>

Sử dụng các phần tử thích hợp để xây dựng mơ hình phần tử hữu hạn cho mơ hình cầu thép như hình dưới trong ANSYS APDL. Hãy xác định 5 tần số riêng đầu tiên của kết cấu và 5 mode shape tương ướng.

<i>Hình 16. Mơ hình cầu thép</i>

<b>2. Thơng số vật liệu, tải và điều kiện biên</b>

Module đàn hồi E = 200GPa; hệ số Poisson v = 0.3. Loại phần tử: BEAM188

Loại mặt cắt: Mặt cắt chữ I (160x80x8), chữ C (160x80x8), hình chữ nhật (100x8) như hình 11.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>Tần số riêng 1</b>

<i>Hình 18. Hình chiếu đứng của mơ hình cầu thép tại tần số riêng 5,1749</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>Tần số riêng 2</b>

<i>Hình 20. Hình chiếu đứng của mơ hình cầu thép tại tần số 6,3740</i>

<i>Hình 21. Góc nhìn Isometric của mơ hình cầu thép tại tần số riêng 6,3740</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<b>Tần số riêng 3</b>

<i>Hình 22. Front view của mơ hình cầu thép với tần số riêng 8,9198</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<b>Tần số riêng 4</b>

<i>Hình 24. Front view của mơ hình cầu thép tại tần số riêng 10,993 </i>

<i>Hình 25. Isometric view của mơ hình cầu thép tại tần số 10,993</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>Tần số riêng 5</b>

<i>Hình 26. Front view của mơ hình cầu thép tại tần số riêng 10,993</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>PHỤ LỤC</b>

<b>Bài 1 </b>

/CLEAR, START/PREP7

MP, KXX, 1, 202.4e-3MP, DENS, 1, 2719e-9MP, C, 1, 871

MP,KXX,2,0.0242MP,DENS,2,1.225MP,C,2,1006.43MP,VISC,2,1.7894E-5/PNUM, AREA, 0/PNUM, VOLU, 1BLC4, , , 101.43, 20, -101.43

BLOCK, 3.38, 7.89, 0, 20, -3.38,-7.89

VGEN, 9, 2, , , 0, 0, 6.76-4.51

-VSEL, S, VOLU, , 1VSEL, INVE

VGEN, 9, ALL, , , 6.76+4.51

VSEL, ALLVSBV, 1, ALL

BLOCK, 0, 101.43, -5, 20, 0, -101.43

VSBV, 1, 83ESIZE, 2.5MSHAPE, 1, 3D

SMRTSIZE, 3VMESH, ALL/SOLU

ANTYPE, 0

OUTRES, ALL, ALLASEL, S, LOC, Y, -5SFA, ALL, 1, HFLUX, 14/101.43**2

ASEL, INVE

SFA, ALL, 1, CONV, 6, 28

6e-ASEL, ALLSOLVE/POST1

PLNSOL,TEMP,1

<b>Bài 2</b>

<b>TH1. Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải</b>

/CLEAR,START /PREP7

A1 = 165E-6A2 = 120E-6A3 = 330E-6E = 2.1E11

hoat_tai = 429.26!node 1, 13 chiadoi

SECTYPE,3,LINK,,A3SECDATA,A3

N,13,13.2FILL, 1, 13

N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

FILL, 14, 19

N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24

N, 25, 9.2

SECNUM,1E,1,14 E,14,15E,15,16E,16,17E,17,18E,18,19E,19,20E,20,21E,21,22E,22,23E,23,24E,24,13SECNUM,2E, 14, 2E, 14, 3E, 15, 3

E, 18, 6E, 18, 7E, 19, 7E, 20, 7E, 20, 8E, 21, 8E, 21, 9E, 22, 9E, 22, 10E, 23, 10E, 23, 11E, 24, 11E, 24, 12SECNUM,3E,1,2E,2,3E,3,4E,4,5E,5,6E,6,7E,7,8E,8,9E,9,25E, 25, 10

D,1,UXD,1,UY D,25,UY D,13,UXD,13,UY!node 1

F,1,FY,-623.48 - hoat_tai/2

!node 14,24

NSEL,S,NODE,,14,24F,ALL,FY,-1089.66 - hoat_tai

!node 13

F,13,FY,-623.48 - hoat_tai/2

SOLVE

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

PLNSOL, U,SUM, 1,1.0

PRRSOL,F ETABLE,FORCE,SMISC,1

<b>TH2. Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió</b>

N,13,13.2FILL, 1, 13

N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24

N, 25, 9.2

623.48+431.65/SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640!CANH TREN TRAI*DO,I,14,18

!PEAK POINT F,19,FX,431.65/SQRT(1100*1100+1640*1640)*1100-431.5/

SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640-1089.66

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

!CANH TREN PHAI*DO,I,20,24

!CANH DUOI*DO,I,2,12F,I,FY,-157.30*ENDDO

PRNSOL,U,COMP !DISPLACEMENTS

PLNSOL, U,SUM, 1,1.0

ETABLE,FORCE,SMISC, 1

<b>TH3. Full tĩnh tải + Full hoạt tải + Full tải trọng gió</b>

FILL, 1, 13

N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19

N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24

SECNUM,2*DO,I,2,12E,I,I+12

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

!CANH TREN TRAI*DO,I,14,18

*ENDDO!PEAK POINT F,19,FX,431.65/

SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640 - 429.26-1089.66

!CANH TREN PHAI*DO,I,20,24

*ENDDO!CANH DUOI*DO,I,2,12F,I,FY,-157.30

PRNSOL,U,COMP !DISPLACEMENTS

PLNSOL, U,SUM, 1,1.0

PRETAB,STRESS,FORCE

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<b>TH4. Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió + 0.9 Hoạt tải</b>

/CLEAR,START /PREP7

A1 = 165E-6A2 = 120E-6A3 = 330E-6E = 210E9hoat_tai =

0.9*429.26 !node 1, 13 chia doi

tinh_tai1 = 1089.66 !node 14,29

tinh_tai2 = 157.3 !node 2,12

theta =

ATAN((41/75)/1.1)pi = ACOS(-1)ET,1,LINK180MP,EX,1,EMP,PRXY,1,0.3SECTYPE,1,LINK,,A1SECDATA,A1

N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19

N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24N, 25, 9.2SECNUM,1E,1,14 E,14,15E,15,16E,16,17E,17,18E,18,19E,19,20E,20,21E,21,22E,22,23E,23,24E,24,13SECNUM,2E, 14, 2

E, 17, 6E, 18, 6E, 18, 7E, 19, 7E, 20, 7E, 20, 8E, 21, 8E, 21, 9E, 22, 9E, 22, 10E, 23, 10E, 23, 11E, 24, 11E, 24, 12SECNUM,3E,1,2E,2,3E,3,4E,4,5E,5,6E,6,7E,7,8

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

/SOLUD,1,UXD,1,UY D,25,UY D,13,UXD,13,UY!node 1

theta) !

Fx1=F*COS(pi/2-PARAMETER FX1 = 773.0938029

theta) !

Fy1=F*SIN(pi/2-PARAMETER FY1 = 384.2041930

theta) !

Px1=P*COS(pi/2-PARAMETER PX1 = 386.4125750

theta) !

Py1=P*SIN(pi/2-PARAMETER PY1 = 192.0353403

!node 1

F, 1, FX,-Fx1/2F, 1, FY, -623.48 + Fy1/2 - hoat_tai/2

!node 14,18

NSEL, S, NODE, , 14,18

F, ALL, FX, -Fx1F, ALL, FY, -tinh_tai1 +Fy1 - hoat_tai

NSEL, ALL!19

F, 19, FX, Fx1/2 - Px1

F, 19, FY, Fy1/2 + Py1 - hoat_tai - tinh_tai1

! 20,24

NSEL, S, NODE, , 20,24

F, ALL, FX, Fx1F,ALL,FY,-tinh_tai1 + Fy1 - hoat_tai

!node 2,12 tinh taiNSEL, S, NODE, , 2, 12

F, ALL, FY, -tinh_tai2 NSEL,ALL

!node 13F, 13, FX, Px1

F, 13, FY, -623.48 + Py1 - hoat_tai/2SOLVE

PLNSOL, U,SUM, 1,1.0

PRNSOL,U,COMP !chuyenvi

PRRSOL,F !REACTIONSFLIST,1,24

ETABLE,Noiluc,SMISC, 1 !tinhnoilucPRETAB,Noiluc !axialload

 <b>Bài 3</b>

ET,1,BEAM188MP,EX,1,7E10

K,1K,2,0,-4L,1,2ESIZE,,50

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<b>Bài 4</b>

L,I,I+6*ENDDO*DO,I,2,6L,I,I+5*ENDDOL,1,12L,2,13

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

FLST,5,29,4,ORDE,4 FITEM,5,15

FITEM,5,-23 FITEM,5,38 FITEM,5,-57 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,2 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1

FLST,5,8,4,ORDE,4 FITEM,5,11

FITEM,5,-14 FITEM,5,34 FITEM,5,-37 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,3 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1

FLST,5,20,4,ORDE,4 FITEM,5,1

FITEM,5,-10 FITEM,5,24 FITEM,5,-33 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,1 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1FLST,2,4,3 FITEM,2,1 FITEM,2,14 FITEM,2,18 FITEM,2,2 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,18 FITEM,2,20 FITEM,2,3 FITEM,2,2 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,20 FITEM,2,22

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

FITEM,2,4 FITEM,2,3 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,22 FITEM,2,24 FITEM,2,5 FITEM,2,4 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,24 FITEM,2,26 FITEM,2,6 FITEM,2,5 A,P51X

FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1

FITEM,2,-5 AGLUE,P51X

FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1

FITEM,2,-5 AGLUE,P51X TYPE, 2

SECNUM, 4 MSHKEY,0

FLST,5,5,5,ORDE,2 FITEM,5,1

FITEM,5,-5 CM,_Y,AREA ASEL, , , ,P51X CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 LSEL,ALLLMESH,ALL/ESHAPE,1EPLOT FINISH/SOLU

ANTYPE,MODAL DK,12,ALL

MODOPT,LANB,5 EQSLV,SPAR MXPAND,5, , ,0 LUMPM,0

!gia tốc trọng trườngACEL,0,0,9.81, !chuyển vị theo phương x

FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,52

FITEM,2,57 DL,P51X, ,UX,0SOLVE

ANMODE,10,.5E-1SET,NEXT

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO</b>

[1] Giáo trình Ứng Dụng ANSYS Vào Bài Toán Kỹ Thuật – TS. Phan Đức Huynh, Th.S Nguyễn Hoàng Sơn

[2] ANSYS 12 Tutorial (Cooling IC with heat sink):

[3] Bài giảng môn Thực Tập Cơ Kỹ Thuật 2 – Th.S Nguyễn Thái Hiền

[4] ANSYS & Mô phỏng số trong công nghiệp bằng phần tử hữu hạn – PGS. TS. Nguyễn Việt Hùng, PGS. TS. Nguyễn Trọng Giảng

</div>