Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KẾT CẤU Trong lĩnh vực cơ học kết cấu thân tàu cũng xuất hiện nhiều phần mềm phân tích kết cấu và đa số các phần mềm này đều dựa trên thuật toán phương pháp phần tử hữu hạn. Sau đây là một số phần mềm dựa trên thuật toán phương pháp phần tử hữu hạn đã và đang có mặt tại Việt Nam: + SAP (Structural Analysis Program) có khả năng phân tích tĩnh và động các kết cấu không gian phức tạp, SAP có thư viện các phần tử hữu hạn phong phú, ứng xử với nhiều loại nguyên nhân tác động nên có thể dùng phân tích khá rộng các bài toán kết cấu trong thực tế. SAP có cách tổ chức tối ưu việc nhập số liệu tính toán và bi ểu hiện kết quả tính toán cuối cùng rất trực quan và rõ ràng tạo nhiều thuận lợi cho người sử dụng. + STRAND của Úc cũng là bộ chương trình phân tích kết cấu tương tự như SAP. Phiên bản cuối có mặt ở nước ta là STRAND6, c ũng có khả năng phân tích như SAP, đã được sử dụng trong thiết kế và kiểm tra các thiết kế phức tạp. STRAND6 là sự phát triển cao nhất của hệ thống STRAND, nó đã tr ở thành phần mềm thương mại trong lĩnh vực nghiên cứu và thiết kế xây dựng. + STAAD.PRO của Mĩ, là bộ chương trình phân tích và thiết kế kết cấu. Về khả năng phân tích kết cấu STAAD.PRO đã dùng phương pháp phần tử hữu hạn giải quyết các bài toán tĩnh và động, phẳng và không gian với mức độ phức tạp đáp ứng được các yêu c ầu trong thiết kế các công trình thực tế hiện nay. Về khả năng thiết kế kết cấu STAAD.PRO là một chương trình khá hoàn thiện nhằm thực hiện việc thiết kế kết cấu với sự trợ giúp của máy tính điện tử. Chương tr ình có hỗ trợ phần đồ hoạ tốt nên nó có thể cho ra hình ảnh mô hình đẹp, dễ nhìn cho người sử dụng. + ANSYS là chương trình phần mềm có thể giải quyểt được các bài toán về ứng suất dao động ngẫu nhiên, bài toán truyền nhiệt, bức xạ nhiệt, dòng chảy thuỷ lực…ANSYS có khả năng liên k ết với các phần mềm khác như Pro/Eng, FLOTRAN… để phân tích và kiểm tra các thiết kế. ANSYS đã được khai thác và sử dụng có hiệu quả trong nghiên cứu khoa học, giảng dạy và trong sản xuất. + LUSAS là bộ chương trình phân tích kết cấu tĩnh học và động học, kết cấu phẳng và không gian trong xây dựng và chế tạo cơ khí vận tải, đây cũng là một bộ chương trình có quy mô lớn có khả năng giải quyết rộng rãi các bài toán kết cấu, kể cả kết cấu ôtô, máy bay… + 3D Beam là chương trình dùng phân tích tĩnh các kết cấu tàu, đặc biệt hiệu quả với các kết cấu các sườn tàu điển h ình hoặc kết cấu khung dàn tàu. 3D Beam được phát triển bởi Det Norske Veritas (cơ quan Đăng kiểm Na Uy – DNV). Phần mềm có giao di ện đẹp, dễ sử dụng, có thể cho phép người sử dụng làm việc trong mô hình 2D với các hệ tọa độ khác nhau hoặc mô hình 3D và có th ể hiện được kết cấu trên mô hình Solid rất dễ nhìn. + RDM (Resistances des Materiaux) của Pháp, đây là phần mềm phần tử hữu hạn dùng để tính các bài toán kết cấu dầm, khung dàn, các bài toán đàn hồi lực phẳng, truyền nhiệt uốn tấm…Ở đề tài này chủ yếu tập chung nghiên cứu về ứng dụng của chương tr ình RDM trong phân tích kết cấu thân tàu. RDM (Resistance des Materiaux) là ph ần mềm phần tử hữu hạn do giáo sư Yves DEBARD (Viện Đại học Le Mans). RDM6 là phiên b ản mới có thể chạy trên Windows 95, 98, 2000, Me và XP. C ũng như các phiên bản trước, RDM6 gồm 3 môđun chính: - Flexion: Cho phép tính kết cấu dầm thẳng. - Ossatures: Cho phép tính kết cấu khung dàn. - Elements finis: Cho phép tính bài toán đàn hồi phẳng và đối xứng trục; truyền nhiệt phẳng và đối xứng trục; và tấm uốn. So với nhiều chương trình cùng cỡ, RDM6 có nhiều ưu điểm nổi bật như tính sư phạm, giao diện đẹp và dễ sử dụng. 1.3. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. 1.3.1. M ục tiêu của đề tài. - Xác định khả năng của chương trình RDM trong việc giải các bài toán quen thuộc trong phân tích kết cấu tàu. - Trên cơ sở đó, đưa ra những khuyến cáo về sử dụng chương trình RDM trong tính toán thiết kế kết cấu thực tế. 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu. Do giới hạn về thời gian, đề tài tập trung giải quyết các bài toán ch ủ yếu sau: - Kiểm tra độ bền chung. - Phân tích kết cấu khung dàn đáy. - Phân tích kết cấu khung dàn boong. - Phân tích k ết cấu khung dàn mạn. - Phân tích kết cấu khung sườn ngang. Một kết cấu tàu cụ thể là tàu chở hàng khô 2000 tấn được lấy cho tất cả các bài tính. . chung. - Phân tích kết cấu khung dàn đáy. - Phân tích kết cấu khung dàn boong. - Phân tích k ết cấu khung dàn mạn. - Phân tích kết cấu khung sườn ngang. Một kết cấu tàu cụ thể là tàu chở hàng khô 20 00. Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KẾT CẤU Trong lĩnh vực cơ học kết cấu thân tàu cũng xuất hiện nhiều phần mềm phân tích kết cấu và đa số các phần mềm. kết cấu dầm, khung dàn, các bài toán đàn hồi lực phẳng, truyền nhiệt uốn tấm…Ở đề tài này chủ yếu tập chung nghiên cứu về ứng dụng của chương tr ình RDM trong phân tích kết cấu thân tàu. RDM