Phần 1: Bắt đầu với Phân tích Kết cấu

Nội dung

1. Phân tích cấu trúc là gì?

2. Sơ đồ quy trình phân tích kết cấu

3. Khám phá quy trình làm việc với công cụ Phân tích cấu trúc đơn giản

1. Phân tích kết cấu là gì?

Phân tích kết cấu là một phương pháp được sử dụng để dự đoán sự biến dạng của một cấu trúc và vị trí xuất hiện ứng suất dưới tác dụng của tải trọng.
​

• Nó sẽ bị hỏng chứ?
• Nó có bị uốn cong quá nhiều không?

Những yếu tố này có thể được đánh giá trên máy tính trước khi tiến hành chế tạo nguyên mẫu vật lý.

Phân tích cấu trúc cho phép chúng ta giải quyết những câu hỏi này không chỉ thông qua trực giác và kinh nghiệm, mà còn bằng cách hình dung dữ liệu số và các chỉ số vật lý.

2. Sơ đồ quy trình phân tích kết cấu

Phân tích cấu trúc thường tuân theo các bước sau:

Trong khi phần mềm CAE đầy đủ chức năng đòi hỏi kiến thức chuyên môn để thiết lập các thông số phù hợp ở mỗi bước, phân tích cấu trúc đơn giản cho phép bạn thực hiện quy trình này một cách dễ dàng hơn.

3. Khám phá quy trình làm việc với công cụ Phân tích cấu trúc đơn giản

Bây giờ, chúng ta hãy sử dụng ​ứng dụng web Phân tích Cấu trúc Đơn giản​ để thực hiện quy trình này.

Bước 1: Kiểm tra mô hình phân tích.

• Công cụ này sử dụng một mô hình được định sẵn.
• Chọn mô hình bên trái nhất, "Phân tích uốn của dầm консоль". (①)

→ Bạn có thể bắt đầu ngay lập tức mà không cần tạo hình học.

Bước 2: Nhập các thuộc tính vật liệu.

• Chọn "Nhập trực tiếp các thuộc tính vật lý" để nhập trực tiếp các giá trị. (②)
• Nhập mô đun đàn hồi là 8600 MPa và tỉ số Poisson là 0,34. (③)

Không cần thiết lập thông số phức tạp; bạn có thể thực hiện phân tích cấu trúc đơn giản bằng cách nhập các giá trị thuộc tính vật liệu cơ bản.

Bước 3: Nhập các điều kiện tải.

• Chọn "Chỉ định giá trị tải cho mỗi hướng". (④)
• Đặt tải trọng cho mỗi hướng. Trong trường hợp này, chúng ta sẽ đặt như sau: Hướng X: 0[N] Hướng Y: 0[N] Hướng Z: -100[N]. (⑤)
• Nhấp vào "Áp dụng cho mô hình BƯỚC 1" để xem trực quan các thiết lập phân tích. (⑥)

• Các mũi tên màu đỏ chỉ hướng của tải trọng, và các dấu màu xanh chỉ các điểm cố định. Trong phân tích kết cấu đơn giản này, các điểm cố định đã được xác định trước, nhưng trên thực tế, bạn sẽ tự thiết lập các điều kiện cố định.
• Bạn có thể xoay và phóng to bằng cách kéo chuột hoặc dùng con lăn chuột. Nhấp vào "Đóng" khi bạn hoàn thành.

Bước 4: Tiến hành phân tích

 

• Nhập thông tin ở BƯỚC 4 và nhấp vào nút "Bắt đầu phân tích".
• Quá trình tính toán sẽ hoàn tất trong chưa đầy một phút.

→ Phân tích cấu trúc đơn giản này không yêu cầu phần mềm CAE chuyên dụng hoặc máy tính hiệu năng cao.

Bước 5: Kiểm tra kết quả

• Nhấp vào "Độ dịch chuyển" ở đầu màn hình. (⑦)
• Sự dịch chuyển (biến dạng) được trực quan hóa bằng thang màu.
• Trong bài toán này, ta thấy rằng phần chịu tải có độ dịch chuyển và biến dạng lớn nhất.

• Tiếp theo, nhấp vào "Căng thẳng Mises". (⑧).
• Sự phân bố ứng suất được thể hiện bằng màu sắc. Ứng suất cho biết lượng tải trọng tác dụng lên vật liệu, và ứng suất càng cao thì nguy cơ hư hỏng càng tăng.
• Phân tích này cho thấy ứng suất cao đang xảy ra ở phần cố định.

Bạn có thể nhìn thoáng qua và nhận thấy những điều như: "Phần này trông yếu", "Có nhiều khoảng trống ở đây", và "Nó sẽ biến dạng đến mức nào?"

Bước 6: Thử so sánh trong các điều kiện khác nhau.

 

Bây giờ, hãy thử thay đổi các điều kiện phân tích để xem điều gì sẽ xảy ra.

• Điều gì xảy ra khi tải trọng tăng lên?
• Ứng suất thay đổi như thế nào khi các đặc tính vật liệu bị biến đổi?

→ Phân tích cấu trúc hiệu quả nhất khi được sử dụng để so sánh.

Bằng cách thay đổi các điều kiện và so sánh kết quả, bạn sẽ có được định hướng rõ ràng hơn cho thiết kế của mình.

Thử nghiệm phân tích cấu trúc