Brief Tutorial on MDSolids
for Beam Analysis
Sử dụng phần mềm MDSolids
phân tích bài toán dầm chịu uốn
Tran Minh Tu
University of Civil Egineering
Ha noi
Viet nam
1) Giới thiệu
1. Giới thiệu phần mềm MDSolids
2. Ví dụ – Phân tích dầm chịu uốn
a) Xác định đặc trưng hình học của mặt
cắt ngang
b) Xác định kích thước dầm, vị trí liên kết,
tải trọng
c) Xác định các thành phần ứng suất
pháp và ứng suất tiếp
d) In kết quả
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
1) Giới thiệu
•
•
•
•
•
Tác giả: TIMOTHY A. PHILPOT
Department of Basic Engineering, University of MissouriRolla, Rolla, MO 65409±0210, USA.
E-mail:
[email protected]
Phần mềm đạt giải thưởng phần mềm dạy học xuất sắc
nhất trong cuộc thi phần mềm giáo dục năm 1998
Xây dựng dựa trên các giáo trình về sức bền vật liệu
chuẩn của các tác giả có uy tín: Roy R. Craig; Beer
John; Gere; Hibbeler.
Đã được sử dụng nhiều ở các trường đại học của Mỹ
như : University of Texas, The Pennsylvania State
University, Stanford University... và nhiều trường đại học
ở nhiều nước khác trên thế giới.
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
1) Giới thiệu
1.
2.
3.
MDSolids là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ
cho việc dạy và học môn Sức bền vật liệu:
Giải hầu hết các dạng bài tập cơ bản của môn học
SBVL. Giúp sinh viên kiểm tra lại kết quả đã tính toán
bằng tay, giúp kiểm tra lỗi trong quá trình tính toán.
MDSolids cung cấp cách giải gọn nhẹ. Những giải thích
rõ ràng trong các bước giải sẽ giúp sinh viên nâng cao
khả năng hiểu và giải quyết các bài tập. Đồng thời qua
đó giúp sinh viên hiểu và nắm luôn các khái niệm cơ bản
của SBVL.
Cung cấp hình ảnh minh hoạ nội lực và ứng suất trong
mặt cắt ngang khi thanh chịu kéo (nén), uốn, xoắn,… rất
trực quan và sinh động.
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
1) Giới thiệu
4.
5.
6.
7.
Nếu muốn tìm hiểu môn học SBVL, phần trợ giúp
(help) của chương trình bao gồm nhiều tham khảo bổ
ích..
MDSolids có phần trợ giúp rất chi tiết, trong đó có các
ví dụ kèm theo hướng dẫn giải rất rõ ràng, giúp cho
chúng ta tự nghiên cứu.
Cung cấp những tuỳ chọn cho những đơn vị thường
sử dụng nhất, đồng thời các ký hiệu quy ước được
dùng bằng chữ (không dùng các ký hiệu) nên rất thuận
lợi cho người học tiếp cận phần mềm này.
Ngoài ra phần mềm này còn có những tính năng hấp
dẫn khác,… ☺.
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
1) Giới thiệu
MDSolids gồm có 12 môđun, mỗi môđun đề cập đến từng
vấn đề tiêu biểu trong môn học SBVL, bao gồm :
Thanh chịu kéo (nén) đúng tâm.
Hệ thanh phẳng.
Trạng thái ứng suất và vòng tròn Mohr ứng suất.
Đặc trưng hình học của mặt cắt ngang.
Thanh chịu xoắn.
Dầm chịu uốn.
Phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang của dầm chịu uốn.
Ổn định thanh thẳng chịu nén đúng tâm.
Thanh chiu lực tổng quát.
Tính bình chịu áp lực.
Phân tích tổng quát của bài toán SBVL cơ bản.
Thư viện các bài tập
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
2) Bài toán
Cho dầm tiết diện chữ I40 chịu uốn phẳng như hình vẽ
1. Vẽ các biểu đồ ứng lực cho dầm.
2. Kiểm tra điều kiện bền cho trạng thái ứng suất đơn của dầm .
Biết vật liệu có [σ] = 16 kN/cm2; a = 2m; b = 1m; q = 10 kN/m ; F
= 15kN; M = 5kNm; Thép I 40 có các đặc trưng hình học mặt cắt
ngang: Ix =18930 cm4 ; Sx = 540 cm3 ; h1 = 40cm ; b1 =15,5 cm ;
chiều dày cánh t =1,3 cm ; chiều dày bụng s =0,8 cm
F
M
A
C
s
h1
q
a
b
t
B
b1
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
a. Xác định kích thước mặt cắt ngang
Trên menu chính, chọn “Section Properties”=>Hiện
lên menu “Section Propties Module”
Click
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
a. Xác định kích thước mặt cắt ngang
Chọn loại mặt cắt ngang
thích hợp (đơn giản, ghép,
tiêu chuẩn) => Chữ I
Chọn hệ trục, đơn vị thích hợp
Khai báo môđun đàn hồi E nếu
cần tính độ võng
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
a. Xác định kích thước mặt cắt ngang
Nhấn: “Compute” =>
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
c. Xác định kích thước dầm, liên kết và tải
trọng tác dụng lên dầm
Tại cửa sổ module “Section Propties”, nhấn “Back”
để quay về menu chính và chọn module “Determine
Beam”
Click
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
c. Xác định kích thước dầm, liên kết và tải
trọng tác dụng lên dầm
Chọn kiểu liên kết và khai báo chiều dài dầm, vị trí
các liên kết => Enter
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
c. Xác định kích thước dầm, liên kết và tải
trọng tác dụng lên dầm
Khai báo tải trọng
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
c. Xác định kích thước dầm, liên kết và tải
trọng tác dụng lên dầm
Từ biểu đồ nội lực có thể
lấy ra các dữ liệu:
Giá trị tải trọng
Phản lực
Các thành phần ứng lực
tại mặt cắt ngang bất kỳ
(Options-Diagram Details)
Biểu đồ độ võng và góc
xoay (OptionsSlope/Deflection Diagram)
Tại mặt cắt nguy hiểm xác
định:
Mmax= - 18,33 kNm
Qmax= - 18,33 kN
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
d. Xác định ứng suất pháp và ứng
suất tiếp
Tại cửa sổ “Determine Beam Module”, chọn “Back”
để quay về menu chính, sau đó chọn “Flexure
module”
Click
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
d. Xác định ứng suất pháp và ứng
suất tiếp
Xuất hiện cửa sổ “Flexure module”=> Nhập toạ độ điểm tính
ứng suất và các giá trị của các thành phần ứng lực tại mặt cắt
cần tính (ưs pháp max tại mép trên và dưới y=200mm; z=0)
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
d. Xác định ứng suất pháp và ứng
suất tiếp
Ứng suất tiếp max trên đường trung hoà tại điểm có
toạ độ y=0, z=0)
=> τ max = - 6,532 MPa
=> σmax = - 19,728MPa
⇒ So sánh với ứng suất
cho phép
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
d. Xác định ứng suất pháp và ứng
suất tiếp
Hình ảnh uốn 3D và vòng tròn Mohr ứng suất tại
điểm tiếp giáp giữa lòng và đế
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering
3. Chịu lực phức tạp
Tính ứng suất trong thanh chịu uốn + kéo đồng thời
như hình vẽ.
Cho biết :
P = 100kN;
L = 50mm;
bxh = 10x20mm2.
Tran Minh Tu - University of Civil Engineering