-tu bien trong ket cau thep application with abaqus

CREEP IN STEEL STRUCTURES GVGD: PGS.TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG

MÔ HÌNH TỪ BIẾN TRONG ỐNG

Giới thiệu:Từ biến là sự giãn nở (kéo giãn) thường xuyên của một thành phần chịu tác động của một tĩnh tải được duy trì trong một thời gian. Hầu hết các kim loại và hợp kim của chúng từ biến chỉ duy nhất tại nhiệt độ bị nâng lên, nhưng một số vật liệu chẳng hạn như nhựa dẻo nhiệt và cao su bị xảy ra tại nhiệt độ trong phòng.Mô hình này trình bày tại vị trí giao nhau của một đường ống với một mạch áp suất có dạng hình trụ. Hệ thống làm việc tại nhiệt độ được nâng lên và có kèm theo áp suất bên trong. Sự tính toán được chia ra làm 2 giai đoạn:Giai đoạn đầu (First Step): phân tích tĩnh được thực hiện, trong suốt tác động của áp suất bên trong.Giai đoạn sau(Second Step): Thực hiện phân tích chuyển tiếp để khảo sát ứng xử từ biến của chỗ giao giữa mạch áp suất và đường ống.Xây dựng mô hình từ biến với phần mềm ABAQUSB1. Định nghĩa hình học của mô hìnhTẠO PART

1. Từ Module Browser, chọn Part click chuột phải, xuất hiện cửa sổ Creat Part.

Figure.1

Đặt tên Part: VitrigiaoduongongApproximate size:2Giữ nguyên các thiết lập có sẵn của các thông số còn lại.Click Continue

2. Hiệu chỉnh lưới, Mở hộp thoại Sketcher Options, click vào biểu tượng , xuất hiện hộp thoại. Tại General > Grid, check bỏ Auto tại Grid spacing: nhập (0.02). Tại Dimensions > Decimal places: nhập (3). Apply > OK

3. Creat circle, tạo đường tròn (Center and Perimeter) bằng công cụ với bán kính là 0.24 m và 0.14 m, lấy định vị tâm tại trục của hệ tọa độ O(0,0). Cách thực hiện:Click chọn biệu tượng > click chọn O(0,0) > Nhập 0.24 m > Enter

Tương tự vẽ đường tròn 0.14 m.

4. Create Dimension: Click chọn biểu tượng , click chọn đường tròn cần đo.Xuất hiện hộp thoại, nhập 0.228 cho đường tròn ngoài

Ch ng:xx Mô ph ng& phân tích T BI N b ng ABAQUSươ ỏ Ừ Ế ằ


Tương tự hiệu chỉnh kích thước đường tròn trong , nhập 0.139 mKết quả như hình bên dưới:

Figure.25. Click Done. 6. Xuất hiện hộp thoại Edit Base Extrusion > Nhập 0.458 m > OK

Figure.3

7. Tiết diện cắt ngang ống phải được phác họa trên một khu vực phẳng và sau đó Extrude . Các bước thực hiện:

- Tools N Datum , xuất hiện hộp thoại Create Datum , chọn offset từ mặt phẳng chính (Offset from pricipal plane)

- Chọn mặt phẳng XZ Plane

- Nhập khoảng cách Offset > Nhập 0.528 > Enter

Figure.4



- Chuyển sang chế độ tạo trục chính Axis. Figure.6 > Principle axis

- Chọn trục chính X-Axis (Figure.7)

Figure.5

Figure.6

Figure.7- Từ thanh thực đơn , chọn Shape > Solid >

Extrude. Chọn mặt phẳng và đường trục vừa tạo. Figure.8

- Vẽ đường tròn có bán kính 0.08 m bằng lệnh

, hiệu chỉnh kích thước bán kính thành 0.084 m . Click Done

Figure.8



- Xuất hiện hộp thoại Edit Extrusion . Chiều sâu Extrude, nhập 0.35 m. Extrude direction chình chiều Extrude quay xuống dưới. Click Done Figure.9

- Từ thanh thực đơn , chọn Shape > Cut > Extrude. Chọn mặt phẳng cuối của đường ống nhỏ là mặt phẳng cần dựng. Sau đó chọn tiếp vào trục đã dựng. Vẽ đường tròn có bán kính 0.04 m, sau đó hiệu chỉnh thành 0.05m. Click Done . Figure.10

- Xuất hiện hộp thoại Edit Cut Extrusion. End Condition Type: Blind ; Depth: nhập 0.528Click OK.

- Từ thực đơn, chọn Shape| Blend| Round/Fillet. Lựa chọn đường quanh chỗ giao, bán kính fillet là 0.04m. Click Done, Figure.11

Figure.9

Figure.10

Figure.11



- Từ thực đơn, chọn Shape | Cut| Extrude. Chọn mặt phẳng cuối đường ống là m.p cần vẽ. Chọn đường trục đã dựng, Figure.12

- Sử dụng Create Lines: Connected vẽ đưởng bao như hình vẽ. Click Done

- Xuất hiện hộp thoại Edit Cut Extrusion. End Condition Type: Through All. Click OK.

- Lưu lại mô hình File| Save

Figure.12

8. ĐỊNH NGHĨA ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU:- Từ Module, chọn Property. Từ thực đơn chọn Material > Create. Đặt tên vật liệu là

Vl_tu_bien.- Từ Mechanical > Elasticity > Elastic . Check chọn “ Use temperature –dependent data”.

Nhập các giá trị vào bảng:

- Từ Mechanical > Expansion > check chọn “ Use temperature –dependent data”. Nhập các giá trị vào bảng:

- Từ Mechanical > Plasticity > Creep. Nhập giá trị vào bảng:



- Click OK9. ĐỊNH NGHĨA ĐẶC TRƯNG TIẾT DIỆN- Từ thực đơn chọn, Section > Create . Giữ nguyên các thiết lập mặc định, đặt tên :

SolidSection. Click Continue.

- Xuất hiện hộp thoại Edit Section, giữ nguyên các thiết lập, vật liệu “Vl_tu_bien”, và bề dày mặt phẳng ứng suất/biến dạng là “1”. Click OK

10. GÁN TIẾT DIỆN- Từ thực đơn chọn Assign > Section. Xuất hiện dòng lệnh

- Chọn tất cá các đố tượng trong mô hình. Figure.13

Figure.13- Click Done- Xuất hiện hộp thoại Edit Section Assignment. Click OK (Figure.14)

Figure.14



11. TẠO ASSEMBLY

Để tạo PART- Từ Module > Assembly , để bước vào module Assembly.- Từ thực đơn, chọn Instance > Create. Xuất hiện hộp thoại Create Instance . Click OK

12. TẢI TRỌNG- Từ Module , chọn Step.

- Từ menu chính, chọn Step > Create hoặc click vào biểu tượng , đặt tên là Pressure . Giữ nguyên các giá trị mặc định. Click Continue.

- Từ menu chính, chọn Step > Create hoặc click vào biểu tượng , đặt tên là Creep . Procedure type: General. Chọn Visco từ danh sách. Click Continue.



12.1.Thiết lập 1 bộ ( define a set)- Từ menu thanh công cụ, Tools>Set>Create, xuất hiện hộp thoại Create Set, đặt tên: Out

- Click Continue.- Chọn điểm chỉ định như hình vẽ

- Click Done.12.2.Xác định đầu ra yêu cầu thành file dữ liệu đầu ra (Output)- Chọn Output>Field Output Requests>Manager, xuất hiện hộp thoại. Chọn

Propagated ở cột Creep như hình dưới, click Edit…



- Sresses: Giữ nguyên các thông số thiết lập.- Strains: check bỏ PE (Plastic strain componets),

PEEQ (Equivalent plastic train), PEMAG (Plastic strain magnitude)

! Chỉ xét yếu tố liên quan tới từ biến _ Creep.- Check bỏ Forces/ Reations và Contact- Displacement/Velocity/Acceleration: Giữ nguyên

các thông số thiết lập. Kết quả được cho bên dưới hình vẽ:

- Click OK. - Click Dismiss để đóng Field Output Requests Manager.- Hiệu chỉnh quá trình đầu ra, chọn Output>History Output Requests> Manager. Xuất

hiện hộp thoại, chọn Create tại cột Pressure. Click Edit

- Xuất hiện hộp thoại như hình bên: tại Domain chọn Set > Out.

- Chọn U tại Displacement/Velocity/Acceleration. Check bỏ Energy.

- Click OK.

- Click Dismiss để đóng cửa sổ lệnh.



12.3. Đặt điều kiện biên và tải trọng tác dụng

12.3.1 Áp đặt điều kiện biên- Từ Module > Load.- Từ menu chính chọn BCs > Create , xuất hiện

hộp thoại Create Boundary Condition > Name: X-SYMM> Step: Initial > Mechanical: Symmetry/...

- Click Continue.- Click chọn vào khu vực như hình bên dưới, sử

dụng phím Shift + Click để chọn nhiều mặt liên tiếp. Click Done. Figure.15

- Xuất hiện hộp thoại Edit Boundary Condition:- Chọn XSYMM (U1=UR2=UR3=0)

- Click OK.



- Từ menu chính chọn BCs > Create , xuất hiện hộp thoại Create Boundary Condition > Name: Z-SYMM> Step: Initial > Mechanical: Symmetry/...

- Click Continue.- Click chọn vào khu vực như hình bên dưới. Click Done. Figure.16- Xuất hiện hộp thoại Edit Boundary Condition:- Chọn ZSYMM (U3=UR1=UR2=0)

- Click OK.

- Từ menu chính chọn BCs > Create , xuất hiện hộp thoại Create Boundary Condition > Name: ENDCAP> Step: Initial > Mechanical: Displacement/ Rotation.

- Click Continue.- Click chọn vào khu vực như hình bên dưới. Click Done. Figure.17- Xuất hiện hộp thoại Edit Boundary Condition.- Click chọn U2.- Click OK.



12.3.2 Áp đặt điều kiện tải trọng áp suất (Pressure Load)

- Từ menu, Chọn Load > Create hoặc Click vào biểu tượng . Xuất hiện hộp thoại như hình bên dưới. Đặt tên: Internal Pressure > Step: Pressure > Mechanical: Pressure > Continue > Chọn bề mặt cần tác dụng > Done

- Xuất hiện hộp thoại Edit Load, nhập cường độ áp lực Magnitude: 1.4e7- Click OK



- Kết quả sau khi gán áp lực bên trong thành ống như hình bên dưới:

- Từ menu, Chọn Load > Create hoặc Click vào biểu tượng . Xuất hiện hộp thoại như hình bên dưới. Đặt tên: Vessel End Cap > Step: Pressure > Mechanical: Pressure > Continue > Chọn bề mặt cần tác dụng > Done



-- Xuất hiện hộp thoại Edit Load, nhập cường độ áp lực Magnitude: -8.281e6- Click OK

- Kết quả sau khi gán tãi trọng áp lực bề mặt:

12.3.3 Áp đặt điều kiện nhiệt độ bên trong ( Initial Temperature)- Từ Predefine > Create > Xuất hiện hộp thoại Create Predefine Field > Name:

InitialTemp >Step: Initial> Other: Temperature> Click Continue



- Chọn tất cả mô hình > Click Done > nhập Magntude: 5400C

- Click OK.

13. PHÂN CHIA MẠNG LƯỚI ( MESHING)

13.1.Phân chia mô hình đường ống- Từ Module > Mesh.- Tools > Partition > Create Partition > Cell > Define Cutting Plane (Mặt phẳng

phân tách). Click OK- Chọn Point & Normal

- Click Create Partition- Ta thấy ½ của ống hóa thành màu xanh.



- Tiếp tục chuyển sang chế độ chọn Face > Sketch > Chọn mặt cần Sketch như hình bên dưới:

- Click Done > chọn hướng cạnh xuất hiện theo phương đứng để Sketch.

- Tạo 2 đường Contruction lines theo phương ngang và phương đứng. Sau đó sử

dụng Create Line Connected để vẽ như hình bên dưới. Click Done



- Tiếp tục chế độ chọn Face > Sketch > Chọn mặt cần Sketch như hình bên dưới:

- Click Done > chọn hướng cạnh xuất hiện theo phương đứng để Sketch.



- Tạo 2 đường Contruction lines theo phương ngang và phương đứng. Sau đó sử

dụng Create Line Connected để vẽ như hình bên dưới. Click Done

- Kết quả thu được sau khi Sketch (1) và ( 2)

- Tiếp tục chế độ chọn Face > Use curved path normal to 2 edges > Chọn mặt như hình bên dưới:



- Click Pick > chọn các cạnh và các điểm như hình bên dưới

- Click Create Partition

- Từ menu chính chọn Tools > Partition > Xuất hiện hộp thoại Create Partition > Cell > Use n –sided patch > Chọn phần nửa trên của ống là khu vực để phân chia > Xuất hiện dòng lệnh chọn Select Corner Points

- Chọn Number of corner points : 4

- Chọn các điểm như hình dưới. Click Create Partition.

- Từ menu chính chọn Tools > Partition > Xuất hiện hộp thoại Create Partition > Cell > Use n –sided patch > Chọn phần còn lại của ống là khu vực để phân chia > Xuất hiện dòng lệnh chọn Select Corner Points

- Chọn Number of corner points : 4



- Chọn các điểm như hình dưới. Click Create Partition.

14. BỐ TRÍ MẠNG LƯỚI HẠT GIỐNG

- Nhấn biểu tượng Seed Part trên vùng công cụ , xuất hiện cửa sổ Global Seeds > Nhập Apprxiamate global size: 0.027 > Apply > Xuất hiện như hình vẽ > Click OK.

15. PHÂN CHIA MẠNG LƯỚI

- Từ menu, chọn Mesh > Element Type > Dùng cửa sổ chọn tất cà các đối tượng trong mô hình > Click Done > Xuất hiện hộp thoại như hình bên dưới > Click OK.

- Click Done.

- Nhấn vào biểu tượng > Xuất hiện dòng lệnh “OK to mesh the part” > Yes!



16. CÔNG TÁC PHÂN TÍCH- Từ Module > Job.- Từ menu Job > Manger > Xuất hiện hộp thoại Job Manager > Create > Xuất

hiện hộp thoại Create Job> Name: PipeCreep

- Click Continue

- Xuất hiện hộp thoại Edit Job > Description: “Creep of the Pipe intersection”



- Nhấn OK

17. KẾT LUẬN:


-tu bien trong ket cau thep application with abaqus

Documents