GIỚI THIỆ GVC. TS. Khoa Cơ hí Bộ môn Thiết ế máy Văn phòng: Trung tâm Đào tạo Bảo dưỡng công nghiệp Website: www.hcmut.edu.vn/~phhoang Email: phhoang@hcmut.ed.vn hoangb@yahoo.com. Tài liệu tham hảo D. L. Logan. A first course in Finite element method. Thomson. 7. J. N. Redy. An introduction to the Finite element method. Mc GrawHill. 6. Phan Đình Huấn. Bài tập Phương pháp phần tử hữu hạn Tập. NXB Tp. HCM..
. Cách học và thi Học theo handout bài giảng của giảng vin. Làm bài tập do giảng vin đề nghị. Đọc thm các tài liệu tham hảo. Làm thm bài tập nâng cao trn BK Elearning. Kiểm tra thường xuyn ( bài iểm tra pht). Không thi giữa ỳ. Điểm tổng ết: Trung bình ba ỳ iểm tra 6% Thi cuối ỳ % Kiểm tra và thi cuối ỳ: bài tập, cho sử dụng tài liệu. PHẦN : MỞ ĐẦ
. GIỚI THIỆ Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) finite element method (FEM) là một ỹ thuật dng để giải các bài toán cơ, nhiệt, đã được mô tả ở dạng phương trình vi phân đạo hàm ring (partial differential equation) đặt dưới dạng biến phân. Ví dụ ở bài toán cơ học vật rắn biến dạng, trước tin, miền xác định (problem domain) được rời rạc hóa thành các mảnh nhỏ phần tử (element). Trn mỗi phần tử bài toán chuyển vị (displacement) được thiết lập ở dạng đơn giản phương trình cục bộ (local equation) ứng với phần tử. Ghp nối các phương trình ứng với các phần tử với nhau tạo nn phương trình của toàn cục của hệ thống (global equation). Giải phương trình toàn cục cho chuyển vị của từng phần tử.. GIỚI THIỆ
. GIỚI THIỆ Đặc điểm: nhiều biến, hối lượng tính toán lớn. Ngày nay có sự hỗ trợ của máy tính và các phần mềm tính toán, phương pháp này là công cụ rất mạnh trong việc tính toán các ết cấu trong cơ hí, xây dựng, tính các bài toán nhiệt, cơ học chất lỏng, điện, Hiện nay có một số phần mềm dựa trn phương pháp PTHH như: ANSYS, ABACS, RDM,. GIỚI HẠN TRONG MÔN HỌC Vật liệu đẳng hướng. Vật liệu có tính đàn hồi. Biến dạng b, chuyển vị b. Vật liệu đồng nhất.
. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ. Chia ết cấu ra thành một số hữu hạn các phần tử. Đánh số các phần tử và nt.. Xây dựng ma trận độ cứng cho từng phần tử của ết cấu trong hệ tọa độ cục bộ.. Xác định ma trận độ cứng cho từng phần tử của ết cấu trong hệ tọa độ toàn cục.. Nối các ma trận độ cứng phần tử trong hệ tọa độ toàn cục để nhận được ma trận độ cứng của cả ết cấu.. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ 6. Thiết lập phương trình [ K ]{ u} { F} 7. Giải hệ phương trình thu được các chuyển vị các nt của các phần tử hay các phản lực tại các gối tựa. 7. Tính ứng suất và độ biến dạng. 8. 9. Xác định nội lực. { e} [ B]{ u} { s} [ D]{ e} [ D][ B]{ u}
. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Ví dụ: Hệ lò xo, R, R, R. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Tách vật thể cứng và đặt lực (Free body diagram) F () Lực tác dụng từ phần tử ln nt số (F () ) F () F () F () F () F () Þ F F () () 6
. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Tách vật thể cứng và đặt lực (Free body diagram) F () F () F () F () Þ F F () () F () F () F () F () Þ F F () (). TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Tách vật thể cứng và đặt lực (Free body diagram) F () F () F () F () Þ F F () () 7
8 Xt cân bằng lực của các phần tử, R R F () F () F () F () Tương tự cho các phần tử hác: R F () F () F () R F () F (). TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Ghp nối các phần tử F () Phần tử : ( F () ) F F () () Phần tử : Û ) ( () F F. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ
9 R R R ) ( ) ( Chuyển về dạng: K R, với Các giá trị đã biết R i, i có thể xác định sau đó suy ra các lực phần tử F i (j) å i (i) K K Ghp nối các phần tử. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Þ Ví dụ: [N/mm], R N, R N, R N Suy ra: / [mm] / [mm] 6/ [mm] Giải. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ
. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN MỘT KẾT CẤ Giải F () do đó: F () / N Tương tự cho nt : F () do đó: F () / N F () do đó: F () / N Lưu ý: F () F () N R. NỘI DNG HỌC Giới thiệu Các iến tức cần thiết: Giải hệ phương trình tuyến tính, Tích phân gần đng, Cơ tính vật liệu, Nguyn lý cực tiểu thế năng toàn phần Các phần tử cơ bản: hàm dạng, hàm nội suy, php biến đổi, qui lực về nt Thanh chịu o nn Hệ lò xo Hệ thanh phẳng Dầm Dầm tổng quát Khung Cơ hệ hông gian