Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế trên máy tính (CAD) Computer Aided Desiqs : là 1 khoa học sd máy tính để giải quyết 1 số công việc trong quy trình tính toán thiết kê một sản phẩm. Các nhiệmvụ chính khi thực hiện thiết kế trên máy tính : thực hiện tính toán sức bền của1 số kết cấu cơ khí gồm:Thiết kế kết cấu cơ khí ; Tính toán kiểm nghiệm sức bền
1 . TK TMT(CAD) Computer Aided Desiqs : là 1 khoa học sd máy tính để giải quyết 1 số công việc trong qt tính toán TK 1 sản phẩm. Các nhiệm vụ chính khi thực hiện TK TMT : thực hiện tính toán sức bền của 1 số KC CK gồm : Thiết kế kết cấu cơ khí ; Tính toán kiểm nghiệm SB Thực hiện tính toán sức bền of KC CK trên MT : - “ ảo “ ( Bđầu TK ) - thực ~>” ảo “ ( Kiểm tra) 2. Công Việc thực hiện chủ yếu khi TK TMT : TK KC CK , tính toán kiểm nghiệm sức bền bao gồm: Thiết lập dữ liệu của bài toán,Lược đồ hình học,Mặt cắt ngangLiên kết,Tải trọng,Vật liệu E,G,γ,α,c…,Nghiên cứu phần mềm để lập dữ liệu vào,Có kết quả,Chọn và đánh giá kết quả,σ ≤ [σ] ; u ≤ [u,Nếu thoả mãn thì kết cấu tối ưu,[σ] : tra từ vật liệu,[u]: xác định theo độ chính xác làm việc của kết cấu. 3.Xây dựng hình học KC cho modun hệ thanh trong RDM : + x/định nút : đầu nút – xđ tọa độ tất cả các nút trong hệ tọa độ tự chọn là hệ tọa độ tổng quát -vị trí có LK trong & ngoài -là đầu mút của thanh -vị trí có MCN thay đổi đột ngột -vị trí of lực tập trung tại nút -vị trí thay đổi vật liệu -vị trí giới hạn of lực phân bố +Thanh : 1 thanh chỉ có 2 nút , tạo ra thanh phải chỉ ra nút đầu & cuối thanh ,thanh có cùng MC thì gán cùng 1 màu sau đó gán MCN cho màu 4.Cách xđ modun đàn hồi dọc ( Young) of VL:mô tả đàn hồi dạng kéo, or xu hướng of 1 vật thể bị bdạng dọc theo 1 trục khi các lực kéo đc đặt dọc theo trục đó ; nó đc Đ/n bằng tỉ số giữa us kéo cho bdạng kéo.Nó cũng thường đc kể đến 1 cách đơn giản = tên modun đàn hồi ,đv :Mpa 5.Căn cứ để xđ us & chuyển vị cho phép : + C/vị cho phép xđ dựa vào ĐCX & Đ/kiện CN +Us cho phép đc xđ dựa vào us giới hạn , khi đạt đến trị số này thì VL chi tiết máy bị phá hỏng ( Us cho phép = Us giới hạn / hệ số an toàn s ) 6.Khi xđ us trên MCN chịu uốn phẳng ta phải xđ đặc trưng hình học : mômen kháng uốn của MCN Wx vì : Xít ma = Mx/Wx với Mx là moomen tại vị trí xét ứng suất 7.Hệ sàn là: + hệ hình học toàn hệ có 1 mp đx chứa trục thanh Oxy + chỉ có các tp biến dạng trong mp vuông góc mp đối xứng (Fz,Mx,My~>dz,Rotx,Roty) 8.Hệ thanh không gian : +Hình học xđ trong hệ Oxyz +Có thể có đầy đủ các tp biến dạng : Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz ~> dx,dy, dz, Rotx, Roty, Rotz) 9.Hệ thanh phẳng : - hình học toàn hệ có 1 mp đxứng chứa trục thanh - chỉ có các tp biến dạng trong mp đối xứng ấy : Fx,Fy,Mz~>dx,dy,Rotz 10.LK là điều kiện biên động học là vì : ĐK biên lien quan đến chuyển vị trước tức là đòi hỏi chuyển vị tại 1 điểm nào đó có 1 giá trị cho trước mà LK có khống chế 1 số bậc tự do . Vì thế LK là ĐK biên động học -LK có chuyển vị trước : bậc tự do bị khống chế , có 1 giá trị chuyển vị trước 11.Khi xây dựng & hiệu chỉnh mo hình tính toán trong Rdm ta thực hiện = thực đơn ( menu ) nào , Các cách gọi lện trong thực đơn đó ~> Thực đơn mode’liser ~> 2 cách gọi lệnh : + vào menu mode’liser ở thanh thực đơn trong menu uốn rồi chọn lệnh + chọn các biểu tượng tương ứng với các lệnh trong mode’liser ở góc trái màn hình modun uốn 12.Giả thuyết of BT vật rắn cơ học biến dạng : -hình học KC : + hình dạng , tọa độ các nút + MCN - Vật liệu chế tạo -LK của cơ cấu ( LK trong , LK ngoài ) -tải trọng ( tải cơ học , tải nhiệt ) Giả thuyết of BT SBVL thuận : - hình học of KC ( Bản vẽ lắp ) -VL chế tạo KC : đặc trưng cơ học : gamma kg/m 3 ; E N/mm 2 ;G , anpha 1/ci ; C -phân tích đc LK giữa các chi tiết với nhau ( LK trong ) & LK of toàn bộ KC với bên ngoài ( LK ngoài ) , ít nhất là KC phải tĩnh định -tính toán tải trọng tác động lên từng chi tiết 13. Tại sao hình học KC phải đc TK trước tiên ? Muốn TK hh ta cần các giả thuyết nào ? -hhoc KC TK trước vì : sau khi TK xong mô hình of bài toán , chúng ta dễ dàng nhập các dữ liệu của giả thuyết -Muốn TK hình học ta cần các giả thuyết sau : +bản vẽ hình học của KC +tọa độ các nút trong mp,không gian +hình dạng MCN , kích thước của MCN hoặc các đặc trưng của MCN : P,A,Xc,Yc,Ý,Yi 14. Ta thường dung các kết quả của bài toán cơ học vật rắn nào ? vì sao ? -Biểu đồ chuyển vị : dx,dy,dz xích ma x,y,z -biểu đồ nội lực : tất cả các mặt cắt , … MCN : Tx,Ty,Tz Mx,My,Mz -Biểu đồ us : đenta x,y,z Tô x,y,z 15.Cơ sở dữ liệu of mudun hệ thanh & phần tử hữu hạn có sự giống & Khác nhau nào ? -giống : nút , tải trọng , LK trong & ngoài 16.Căn cứ để xđ tải trọng tác động lên KC : -tải cơ học : phương , chiều , độ lớn , điểm đặt -tải nhiệt : giá trị nhiệt độ thay đổi so với nhiệt độ chuẩn xđ đặc trưng cơ học of VL -tải tự trong of KC : ( + ) cùng chiều ,( - ) ngược chiều. 17.Modun hệ thanh giải quyết vấn đề gì ? ~> giải các hệ thanh phẳng có MCN ko đổi hoặc thay đổi tuyến tính * Mô đun hệ thanh cho phép nghiên cứu = phần tử hữu hạn trạng thái tĩnh và động lực học, các dạng hệ thanh gồm : thanh thẳng, thanh không gian, và thanh sàn * Các giả thiết : + các thanh đc cấu tạo từ các dầm thẳng + các chuyển vị bé + VL là đồng nhất và đẳng hướng + quan hệ giữa BD và US là tuyến tính + trọng tâm trùng với tâm xoắn + có tính đến lực cắt … 18.Các đặc trưng hình học của một MCN ? Khi giải bài toán uốn phẳng ta cần tính những thông số đặc trưng nào ? giải thích ? Các đặc trưng hình học of MCN : Diện tích , momen tĩnh , momen quán tính chính , trọng tâm và các đặc trưng hình học khác. Khi giải bài toán uốn phẳng ta cần tính các đặc trưng : Momen chống uốn , vì momen chống uốn ảnh hướng đến hình dạng và kích thước của MCN đối với độ bền of dầm khi us pháp chưa vượt quá giới hạn tỉ lệ 19.Các loại LK: -LK tuyệt đối cứng : là LK bậc tự do bị khống chế , có chuyển vị = 0 -LK đàn hồi : bậc tự do bị khống chế , có hệ số độ cứng xđ đã biết -LK có chuyển vị trước: bậc tự do bị khống chế , có 1 giá trị chuyển vị trước * Nói LK ngoài là ĐK biên học vì ĐK biên of LK ngoài liên quan đến chuyển vị tức là đòi hỏi về chuyển vị tại một điểm nào đó có một giá trị cho trước. * Nguyên tắc xác định : thường thì mỗi nút có 2 bậc tự do độ võng ( v) và góc xoay ( tê ta 2) các LK của cấu trúc với bên ngoài có thể là : +gối tựa đơn v=0 +góc xoay triệt tiêu (tê ta 2)=0 +Ngàm v=0=Tê ta i) +Gối tựa đơn đàn hồi : Phản lực góc tựa Fy tỉ lệ với độ võng Fy=-kv(K là độ cứng of gối tựa ) 20.Kể tên và đơn vị đo các loại tải trọng cơ học có thể có trong bài toán hệ sàn? -Lực tập trung : gồm tại nút và bất kì vị trí nào của thanh .Đơn vị:N,kN,daN -Modun tập trung , gồm tại nút & tác động tại bất kỳ vị trí nào của thanh.Đơn vị : Nm,kNm, daNm, Nmm -Tải trọng phân bố gồm tải trọng phân bố đều dọc thanh , tải trọng phân bố đều đặt lên đoạn là hình chiếu của thanh lên trục , tải trọng phân bố đều tác động vuông góc với thanh.Đơn vị : Nm, kN.m , daN.m ,N.mm 21. Căn cứ để thiết lập bài toán tính sức bền cho một kết cấu cơ khí ? Căn cứ vào các điều kiện chuyển vị và ứng suất. Cụ thể : + Chuyển vị kết cấu u<= [u] +Ứng suất làm việc of kết cấu … < us cho phép Với [chuyển vị u , us ] lần lượt là giới hạn độ chính xác làm việc hay ĐK công nghệ đối với chuyển vị và us 22.Các đặc trưng cơ học của VL? Đơn vị đo? Modun đàn hồi E ( MPa), Hệ số giản nở vì nhiệt alpha 0( 1/ o C ), Khối lượng riêng gama( Kg/m 3 ),Giới hạn độ bền: xích ma b( N/mm 2 , MPa 23.Các hạn chế của modun uốn ? chỉ cho phép giải các bài toán uốn phẳng dầm thẳng cùng một loại vật liệu 24. Khi giải bài toán hệ thanh trong RDM muốn đặt vật liệu ta làm ntn ? Nhóm các thanh cùng VL thì gán cùng một màu Đặt vật liệu : gán màu cho vật liệu rồi đặt vật liệu theo màu Tự đặt : Defini nhập các giá trị đặc trưng cơ học : tên , modun đàn hồi , hệ số poatxong , khối lượng riêng và hệ số giản nở vì nhiệt Dùng thư viện vật liệu ( ko có VL trong CTM ) nhưng có thể tự xây dựng thư viện VL ( Đây là tệp văn bản, có cú pháp nhất định và lưu dưới tên tệp : Matenian.dat) – Chỉ việc chọn tên vật liệu ( Modun khác chỉ vào phần tử nhận vật liệu ấy ) 25. Hiện nay người ta thường dung các đơn vị đo cơ bản nào để đo us ? Quy đổi giữa các đơn vị ?? Đơn vị đo cơ bản để đo us là : Pa, N/m 2 , daN/mm 2 Quy đổi : 1Pa=1 N/m 2 =10 -6 N/mm 2 =10 -9 daN/mm 2 ( lấy daN=10N ) 26. Các giả thuyết bài toán sức bền vật liệu và căn cứ xác định giá trị đó. Giả thuyết 1: Vật liệu có tính lien tục, đồng chất và đẳng hướng. Giả thuyết 2: Vật liệu đàn hồi tuyệt đối và tuân theo định luật Hooke Giả thuyết 3: Biến dạng của vật lieu là bé. Ngoài ra còn có them hai giả thiết khác: + Giả thuyết về mặt cắt ngang: trước và sau biến dạng các mặt cắt ngang luôn luôn phẳng và vuông góc với trục thanh. + Giả thuyết về các thớ dọc: trong quá trình biến dạng các thớ dọc không ép và đẩy nhau. 27. Tìm hiểu chung về vật liệu, các đặc trưng về mặt cơ học và các thong số biểu thị đặc trưng đó: a)Về vật liệu: * Đặc trưng tính bền: - Giới hạn tỉ lệ σtl = Ptl /F0 - Giới hạn chảy: σch= Pch /F0 - Giới hạn bền : σb= Pbền /F0 * Đặc trưng tính dẻo: -Độ biến dạng dài tỷ đối tính theo phần trăm ε = [ (l1-l0)/l ] * 100% -Độ thắt tỷ đối tính theo phần trăm: Si = [ ( F0-F1)/ F¬0 ] * 100% Với l1: Chiều dài mẫu sau khi đứt F1: diện tích mặt cắt ngang mẫu sau chỗ đứt - Mô-đun đàn hồi: E = σ/ε b) Đặc trưng cơ học E: Module đàn hồi khi kéo (nén) của vật liệu: là hằng số vật lý đặc trưng cho khả năng chống lại sự biến dạng khi chịu lực kéo (nén) của từng loại vât liệu trong phạm vi biến dạng đàn hồi [MPa], [MN/m],KN/cm2???? G: hệ số Poat xông: đặc trưng cho tính đàn hồi vật liệu. E, G được xác định bằng thực nghiệm γ : khối lượng riêng: đặc tính về mật độ vật chất của chất đó, đại lượng được đo bằng thương số giữa khối lượng m của 1 vật làm bằng chất ấy về thể tích V của vật [kg/m3]: γ 28. Khi giải bài toán modun uốn ta thường dùng kết quả : phản lực LK => chất lượng kết cấu của dầm ; Trị số biến dạng => đảm bảo dầm LK bình thường; Ứng suất => đảm bảo độ bền 29. Khi giải bài toán modun hệ thanh ta thường dung các kết quả : biến dạng => tính sức bền; Tần số của dao động riêng =>để tránh hiện tượng cộng hưởng 30. Khi giải bài toán hệ thanh trong Rdm , muốn đặt MCN ta thực hiện : -Nhóm các thanh có cùng MCN , thanh có cùng MCN thì nhóm cùng 1 màu màu được lấy thích hợp trong bảng màu có thể chọn 1 trong 2 nét vẽ ( liền hoặc gạch gạch ) - Sau đó chọn phương thức gán màu và nét vẽ cho thanh -Đặt MCN gán MCN cho màu trong mục Définin 31. Phần mềm Rdm khái niệm : là 1 chương trình ứng dụng dùng để tính toán 1 cấu trúc bằng phương pháp hữu hạn ; - Các công việc phần mềm làm đc : + giải bài toán uốn phẳng , dầm phẳng làm cùng 1 vật liệu qua modun uốn phẳng FLEXION + Cho phép giải các bài toán hệ thanh qua modun hệ thanh OSSATURES + Cho phép giải các bài toán dạng tấm , vỏ khối qua modun phần tử hữu hạn ELEMENT FINI + Cho phép vẽ vòng tròng MO ứng suất tại 1 điểm khi biết trị số biến dạng qua modun thực nghiệm ROSTE 32.Cách xác định trọng tâm MCN : gọi S là MCN phẳng nằm trong mp P và Oxy là hệ tọa độ phẳng trong P A là diện tích bề mặt S : A = tích phân của dxdy trên mặt S Gọi G là trọng tâm của S , các tọa độ của G đc xác định : xG.A =My => xG = My/A yG.A=Mx => yG=Mx/A Với My, Mx lần lượt là momen tĩnh của S đối với trục y và trục x , Mx =tích phân ydxdy trên mặt S , My= tích phân xdxdy trên mặt S 33. Trong modun uốn xác định trọng tâm để xác định momen chống uốn Wx =Jx/y y là khoảng cách từ trọng tâm đến điểm đang xét 34. Tại sao phải thiết kế hình học kết cấu trước , các giả thiết để thiết kế hình học kết cấu , hình học kết cấu là nói đến kích thước và hình dạng của kết cấu . Vì thế ta phải phân tích thiết kế kích thước của kết cấu , thì khi đó mới xác định được ứng suất trên từng điểm của tiết diện đó, dễ dàng nhập các dữ liệu của các giả thiết 35. Cơ sở dữ liệu cho modun hệ thanh : Xác định hệ thanh thuộc loại nào; Nhập tọa độ nút; Xây dựng thanh cấu tạo từ 2 nút; Đặt LK; Gán màu cho thanh và gán MCN cho màu; Đặt vật liệu , gán màu cho thanh và gán vật liệu cho màu; Đặt tải. 36. Xây dựng kết cấu hình học của modun uốn -Nhập số lượng nút và tọa độ các nút -Xác định trục dầm thông qua tọa độ nút + Hệ tọa độ : -Gốc O gốc hệ nằm ở nút trái của dầm -Trục x:trục dầm hướng từ trái qua phải -Trục y : vuông góc x trong mp màn hình hướng từ dưới lên -Trục z : theo quy tắc bàn tay phải +Nút : Hoành độ nút : là đầu mút của dầm , là vị trí của LK có LK , là vị trí có lực tập trung hoặc một vị trí giới hạn của lực phân bố , +là vị trí MCN thay đổi đột ngột +Nhập số lượng nút và hoành độ các nút -Gán MCN cho đoạn dầm + Đặt MCN theo tham số . Chọn logo , giá trị kích thước xác định MCN +Đặt MCN theo thư viện : thư viện chỉ chứa các MCN là thép định hình theo tiêu chuẩn của thép NF +Đặt MCN bất kì yêu cầu nhập các đặc trưng hình học của MCN 37. Trạng thái ứng suất tại 1 điểm có thể hoàn toàn xd bằng 6 tp ứng suất sau đây và tập hợp của chúng là véc tơ ứng suất { xít ma} { xít ma}= {XMx,XMy,XMz,Tô xy, Tô yz, Tô zx } 38. pp phần tử hh là 1 ppsố đặc biệt có hiệu quả để tìm dạng gần đúng của 1 hàm chưa bit trong miền xd của nó 39.cách xd phản lực: Gải phóng các LK, thay = phản lực tương ứng, các PL đc xd từ đk CB tĩnh học giữa tải trọng và PL - BT phẳng có 3 phương trình CB độc lập : -BT ko gian có 6 pt CB ĐL 40. Để cố định 1 thanh trong mp cần tối thiểu 3 LK đơn để chống lại 3 ch động tự do số LK =3 tĩnh định, số LK > 3 siêu tĩnh 41. Trục thanh khi chịu kéo (nén), sẽ giản dài (hoặc co ngắn ), trục thanh khi chịu uốn sẽ bị cong, thanh chịu xoắn thì trục thanh vẫn thẳng đứng nhưng đường sinh trên bề mặt trở thành đường xoắn trụ 42. Căn cứ để xđ tải trọng xđ lên kết cấu: - vào dạng tác động : có lực tập trung và phân bố dạng phân bố gồm phân bố tuyến tính và phân bố đều - vào vị trí tác động : có tác động tại 1 điểm hoặc 1 nút và giữa 2 nút - vào phương tác động : có lực và mômen 43. Tại sao phải xđ đặc trưng hình học của MCN : để từ đó tính đc các KQ của BT sức bền 44. căn cư để chọn LV cho Kết cấu: môi trường làm việc của chi tiết ( đK làm việc), hình dạng hình học của chi tiết, Tải tác động lên chi tiết 45. Để chia kết cấu thành phần tử thì hình học kết cấu trong moodun phần tử hữu hạn cần đk gì ? Đường bao ngoài của hh kết cẩu phải : + khép kín; + vẽ = nét liền; + đc cấu tạo từ đoạn thẳng , cung và vòng tròn 46. các tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng các phần tử : Tiêu chuẩn xoắn, Tiêu chuẩn nút giữa, Tiêu chuẩn Jacobi 47. Trong mô dun phần tử hữu hạn có thể giải bài toán nào : - Bài toán đàn hồi nhiệt gồm : + nhiệt đàn hồi: trong đó gồm ứng suất phẳng, BD phẳng, Đx trục + thuần nhiệt : trong đó gồm, BT phẳng, BT Đx trục - BT uốn tấm phẳng : - BT tính MCN, VL , giá trị nội lực tác dụng lên MCN đấy 48. Khi giải BT đàn hồi nhiệt trong Rdm, muốn đặt VL, ta thực hiện ntn?? có 2 cách : C1: vào menu Matheriau ở thanh thực đơn rồi thực hiện chọn màu gán cho từng nhóm VL, tiếp theo chọn Definir, nhấp chuột trái vào từng nhóm VL và nhập các hệ số đặc trưng cho VL ; C2: nhấp chuột vào biểu tượng ở thanh công cụ bên trái màn hình làm việc và làm tương tự như trên 49. Các nhiệm vụ chủ yếu khi thực hiện TKTMT là gì ? + Tạo ra kết cấu cơ khí ảo trên máy tính. + Chọn vật liệu cho từng chi tiết của kết cấu ấy, tra được các đặc trưng cơ học của vật liệu: E, G, γ, α,… + Phân tích, xác định liên kết giữa các chi tiết với nhau (liên kết trong) và liên kết của kết cấu ấy với bên ngoài (liên kết ngoài). + Tính toán được tải tác động lên các chi tiết. Thực hiện tính toán chứng tỏ rằng nó đủ bền, vững, tức là: σ ≤ [σ] ; u ≤ [u] . tục, đồng chất và đẳng hướng. Giả thuyết 2: Vật liệu đàn hồi tuyệt đối và tuân theo định luật Hooke Giả thuyết 3: Biến dạng của vật lieu là bé. Ngoài ra còn có them hai giả thiết khác: + Giả thuyết