TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Đ14.2 TNH TON TM BTXM CHU TC DNG CA TI TRNG XE CHY 14.2.1 Nguyờn lý tớnh toỏn v phng trỡnh vi phõn vừng: 12.2.1.1 Nguyờn lý tớnh toỏn: - Tớnh toỏn theo nguyờn lý tm trờn nn n hi - Theo nguyờn lý ny: Tớnh toỏn ni lc ca tm phi tỡm ra hm phn lc ca lp múng tỏc dng lờn ỏy tm vi gi thit nh sau : lỳn ca mt lp múng hon ton trựng vi vừng ca tm di tỏc dng ca ti trng. Tm BT l vt liu ng nht, ng hng . 12.2.1.2 Phng trỡnh vi phõn vừng : - Gi (x,y) l vừng ca tm ti to (x,y), gi s lc tỏc dng P(x,y) v phn lc nn q(x,y). - Phng trỡnh vi phõn vừng cú dng sau : + + 4 4 22 4 4 4 2 yyxx L =P(x,y) - q(x,y) Trong ú : L : cng chng un ca tm bờtụng ximng L= )1(12 hE 2 b 3 b à E b , à b : Mụuyn n hi v h s Poisson ca bờtụng, à b =0,15 h : chiu dy ca tm bờtụng ximng (cm) 12.3 Cỏc phng phỏp tớnh toỏn mt ng bờtụng ximng hin nay: 12.3.1 Phng phỏp Westergaard: + Cỏc gi thit - Xem tm BTXM l 1 vt th n hi ng hng v tuõn theo gi thit tit din thng. - Tớnh toỏn tm BTXM vi 3 v trớ t ti trng : Ti trng t gia tm Ti trng t gúc tm Ti trng t cnh tm TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 42 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP - Da trờn c s h s nn k (xem nn - múng nh 1 h thng lũ xo), h s nn Wincle I D Bánh xe nặng p D=2 II III 1 2 bề dài tấm 1 2 bề rộng tấm Hình 12-4. Các trừơng hợp tác dụng tải trọng điển hình trên tấm bê tông xi măng (D=2 ) Hỡnh 14-4 a xỏc nh k ta tin hnh thớ nghim t 1 tm ộp cng cú ng kớnh 76cm, tỏc dng ti trng P. Tng dn lc P n khi lỳn ca nn - múng l 1,27cm, c giỏ tr P. H s nn : k Tớnh toỏn cho 3 trng hp : Khi ti trng t gia tm : I =1,1(1+à b ) 2 (lg 0.2673) lP h + Ti trng t cnh tm : II =2,116(1+0,54à b ) 2 )08975.0(lg h Pl + Ti trng t gúc tm : III =3 2 6,0 2 1 h P l Trong ú : : bỏn kớnh vt bỏnh xe tng ng. P : lc tỏc dng h : chiu dy tm BTXM à b : h s Poisson ca bờtụng, à b =0,15 TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 43 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP l = 4 k L L : cng chng un ca tm bờtụng ximng K : h s nn. q = k (x,y) So sỏnh kt qu trờn vi kt qu o ng sut thc t cho thy: + Trng hp I , II : nu >= 0.5h (2 =D) v múng tip xỳc hon ton vi ỏy tm , thỡ kt qu gia tớnh toỏn v thc t l tng i phự hp ; nu múng tip xỳc khụng tt vi ỏy tm , thỡ kt qu ng sut o c ln hn lý thuyt khong 10% . + Trng hp III : ng sut o thc t > tớnh toỏn lý thuyt khong 30 - 50 %, do ú phi hiu chnh li cụng thc xỏc nh III nh sau : III =3 2 12,0 h P l 2 1 Nhn xột v phng phỏp : - PP ny ch tớnh c US ti v trớ t ti trng, khụng tớnh c US do ti trng t lõn cn v trớ tớnh toỏn, do ú phn ỏnh khụng ỳng iu kin lm vic ca tm BTXM cú kớch thc thụng thng (ph bin). TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 44 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 14.3.2 Tớnh mt ng BTXM theo gi thit xem nn-múng l bỏn khụng gian n hi (Phng phỏp Shekter & Gorbunov Pocadov). - Di tỏc dng ca ti trng phõn b u trờn din tớch hỡnh trũn cú bỏn kớnh , ti v trớ t ti xut hin mụmen tip tuyn v mụmen phỏp tuyn cú ln : M T = M F = à a PC b 2 )1(. + 0 P M T M F a) 0 P r x y M y Mx b) Hình 12-5. Sơ đồ tính toán mômen uốn do tải trọng tập trung tác dụng cách tiết diện tính toán một khoảng cách r sinh ra a- trong toạ độ một cực ; b-trong toạ độ x, y Hỡnh 14-5 - Di tỏc dng ca ti trng tp trung cỏch im tỏc dng ti trng mt khong r , ti ú xut hin mụmem tip tuyn v mụmem phỏp tuyn cú ln : M F =(A + à b .B)P M T =(B + à b .A)P Trong ú : P : ti trng tỏc dng : bỏn kớnh vt bỏnh xe tng ng. C : h s ph thuc vo tớch s (a. ) ( Tra bng 14-7 ) A, B : h s ph thuc tớch s (a.r) ( Tra bng 14-7 ) a : t trng n hi ca tm BTXM, xỏc nh nh sau : a= 3 2 0 2 0 )1( )1(6 1 à à b b E E h E 0 , à 0 : mụuyn n hi v h s Poisson ca nn- múng E b , à b : mụuyn n hi v h s Poisson ca bờ tụng r : khong cỏch t v trớ tỏc dng ti trng n v trớ tớnh toỏn nụi lc thun li cho vic tớnh toỏn - chuyn ni lc t h to cc sang h trc to Decat vuụng gúc TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 45 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP M x = M F . cos 2 + M T . sin 2 M y = M F . sin 2 + M T . cos 2 T ú tỡm c mụmen tng hp ln nht M ng sut kộo un xut hin trong tm BTXM : 2 6 h M = ][ h ][ 6 M Nhn xột v phng phỏp : 2 A B C D b r = a Hình 12-6. Sơ đồ tính toán momen uốn khi có xét đến ảnh hửơng của bánh xe bên cạnh Hỡnh 14-6 - P.P ny khụng nhng tớnh c US ti v trớ t ti trng m cũn tớnh c US do ti trng t cỏch v trớ tớnh toỏn mt khong r gõy ra . - PP ny khụng tớnh c cho trng hp ti trng t cnh tm v gúc tm . Nh vy gii c hon chnh bi toỏn mt ng BTXM tỏc gi I.A Mednicov gi nh ng sut xut hin khi t i trng t gia tm ca 2 phng phỏp trờn bng nhau t ú tỡm c quan h quy i gia h s nn k v mụ un n hi ca nn - múng Eo , t ú tớnh c ng sut v chiu dy tm trong trng hp ti trng t cnh tm v gúc tm nh sau (22TCN 223-95) Khi ti trng t gia tm : h 1 = [] P 1 Khi ti trng t cnh tm : h 2 = [] P 2 Khi ti trng t gúc tm : h 3 = [] P 3 TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 46 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 3 2 1 = F( 0 b E E h ) tra bng 14-8 trong ú : : bỏn kớnh vt bỏnh xe tng ng. h : chiu dy tm BTXM E b , à b : mụuyn n hi v h s Poisson ca bờ tụng à 0 : h s Poisson ca nn- múng. E 0 : mụuyn n hi ca nn- múng (mụuyn n hi chung ca cỏc lp múng v nn ng di tm BTXM ) 14.4 Tớnh toỏn mt ng bờtụng ximng lp ghộp (xem GT) : 14.5 Kim toỏn xe nng A 1 2 3 2 3 6 5 4 5 6 r Chịu lực Q 0,7m 0,7m 2,60m 5,0m Hình 12-7. Sơ đồ tính toán momen do tải trọng của xe xích gây ra Hỡnh 14-7 TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 47 . . 12. 2.1 .2 Phng trỡnh vi phõn vừng : - Gi (x,y) l vừng ca tm ti to (x,y), gi s lc tỏc dng P(x,y) v phn lc nn q(x,y). - Phng trỡnh vi phõn vừng cú dng sau : + + 4 4 22 4 4 4 2 yyxx L =P(x,y). múng l 1 ,27 cm, c giỏ tr P. H s nn : k Tớnh toỏn cho 3 trng hp : Khi ti trng t gia tm : I =1,1(1+à b ) 2 (lg 0 .26 73) lP h + Ti trng t cnh tm : II =2, 116(1+0,54à b ) 2 )08975.0(lg h Pl + . Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 45 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP M x = M F . cos 2 + M T . sin 2 M y = M F . sin 2 + M T . cos 2 T ú tỡm c mụmen tng hp