Luận văn phân tích kết cấu tấm có vết nứt bằng phương pháp nút ảo dùng phần tử tấm MITC4 - ĐH SPKT TPHCM

Luận văn thạc sĩ phân tích kết cấu tấm có vết nứt bằng phương pháp nút ảo kết hợp phần tử tấm MITC4, giúp đánh giá ứng xử cơ học và độ bền công trình chính xác.

• Tác giả: Mai Văn Chương
• Người hướng dẫn: TS. Châu Đình Thành
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
• Đề tài: Phân tích kết cấu tấm có vết nứt bằng phương pháp nút ảo dùng phần tử tấm MITC4
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân tích kết cấu tấm có vết nứt

Phân tích kết cấu tấm có vết nứt đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật xây dựng nhằm đánh giá độ bền và tuổi thọ của công trình. Vết nứt trong tấm có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng nếu không được kiểm soát kịp thời. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) truyền thống gặp hạn chế khi xử lý các vết nứt phát triển do phải chia lưới lại. Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 khắc phục nhược điểm này bằng cách tích hợp vết nứt vào phần tử mà không cần chia lưới lại. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt thông qua các nút ảo địa phương, đảm bảo tính liên tục của trường chuyển vị. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong phân tích độ bền kết cấu tấm chịu tải trọng tĩnh và động.

1.1. Tầm quan trọng của phân tích vết nứt

Vết nứt trong kết cấu tấm là dấu hiệu cảnh báo nguy cơ hư hỏng cấu trúc, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn công trình. Phân tích vết nứt giúp xác định vị trí, kích thước và tốc độ phát triển của vết nứt dưới tác động của tải trọng. Phương pháp truyền thống sử dụng FEM yêu cầu chia lưới lại khi vết nứt phát triển, gây tốn kém thời gian và chi phí tính toán. Phương pháp nút ảo khắc phục hạn chế này bằng cách tích hợp vết nứt vào phần tử tấm MITC4 thông qua các nút ảo địa phương. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt mà không cần chia lưới lại, nâng cao hiệu quả phân tích.

1.2. Ứng dụng của phần tử tấm MITC4

Phần tử tấm MITC4 (Mixed Interpolation of Tensorial Components) là loại phần tử hữu hạn tiên tiến, kết hợp ưu điểm của phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp xấp xỉ hỗn hợp. MITC4 có 5 bậc tự do, bao gồm chuyển vị theo ba phương và hai góc xoay, phù hợp cho phân tích kết cấu tấm mỏng. Phương pháp nút ảo sử dụng MITC4 để tích hợp vết nứt vào phần tử bằng cách thêm các nút ảo địa phương tại vị trí vết nứt. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục mà không cần chia lưới lại, đồng thời duy trì tính liên tục của trường chuyển vị trong từng miền của phần tử.

II. Phân tích vấn đề vết nứt trong kết cấu tấm

Vết nứt trong kết cấu tấm gây ra chuyển vị không liên tục, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của công trình. Phân tích vết nứt yêu cầu mô hình hóa chính xác trường chuyển vị ngang qua vết nứt, điều mà phương pháp FEM truyền thống khó đáp ứng do phải chia lưới lại. Vết nứt có thể cắt hoàn toàn hoặc một phần phần tử, tạo ra hai miền chuyển vị riêng biệt. Phương pháp nút ảo giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp vết nứt vào phần tử tấm MITC4 thông qua các nút ảo địa phương. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục mà không cần chia lưới lại, đồng thời duy trì tính liên tục của trường chuyển vị trong từng miền của phần tử.

2.1. Đặc điểm của vết nứt trong tấm

Vết nứt trong kết cấu tấm có thể chia thành hai loại: vết nứt hoàn toàn cắt qua phần tử và vết nứt một phần cắt ngang phần tử. Vết nứt hoàn toàn chia phần tử thành hai miền chuyển vị riêng biệt, trong khi vết nứt một phần chỉ tạo ra chuyển vị không liên tục cục bộ. Đặc điểm này đòi hỏi phương pháp phân tích phải mô hình hóa chính xác trường chuyển vị ngang qua vết nứt. Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 để tích hợp vết nứt bằng cách thêm các nút ảo địa phương tại vị trí vết nứt, đảm bảo tính liên tục của trường chuyển vị trong từng miền.

2.2. Hạn chế của phương pháp FEM truyền thống

Phương pháp FEM truyền thống gặp hạn chế khi phân tích kết cấu tấm có vết nứt do phải chia lưới lại khi vết nứt phát triển, gây tốn kém thời gian và chi phí tính toán. Việc chia lưới lại cũng làm giảm độ chính xác của kết quả phân tích do sự thay đổi đột ngột của lưới. Ngoài ra, FEM truyền thống khó mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt. Phương pháp nút ảo khắc phục nhược điểm này bằng cách tích hợp vết nứt vào phần tử tấm MITC4 thông qua các nút ảo địa phương, cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục mà không cần chia lưới lại.

III. Phương pháp nút ảo dùng phần tử tấm MITC4

Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 để phân tích kết cấu tấm có vết nứt bằng cách tích hợp vết nứt vào phần tử thông qua các nút ảo địa phương. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt mà không cần chia lưới lại. Phần tử tấm MITC4 có 5 bậc tự do, bao gồm chuyển vị theo ba phương và hai góc xoay, phù hợp cho phân tích kết cấu tấm mỏng. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong phân tích độ bền kết cấu tấm chịu tải trọng tĩnh và động, đồng thời nâng cao hiệu quả tính toán nhờ khả năng tích hợp vết nứt vào phần tử mà không cần chia lưới lại.

3.1. Nguyên lý hoạt động của nút ảo

Nút ảo là các điểm tích hợp vào phần tử tấm MITC4 tại vị trí vết nứt, cho phép mô phỏng trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc chia phần tử thành hai miền chuyển vị riêng biệt, mỗi miền được xấp xỉ bởi các nút thật và nút ảo. Các nút ảo có cùng tọa độ với nút thật nhưng thuộc hai miền chuyển vị riêng biệt, đảm bảo tính liên tục của trường chuyển vị trong từng miền. Kỹ thuật này cho phép tích hợp vết nứt vào phần tử mà không cần chia lưới lại, nâng cao hiệu quả phân tích.

3.2. Xây dựng mô hình phần tử tấm MITC4

Phần tử tấm MITC4 được xây dựng dựa trên phương pháp xấp xỉ hỗn hợp, kết hợp ưu điểm của phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp xấp xỉ hỗn hợp. MITC4 có 5 bậc tự do, bao gồm chuyển vị theo ba phương và hai góc xoay, phù hợp cho phân tích kết cấu tấm mỏng. Phương pháp nút ảo sử dụng MITC4 để tích hợp vết nứt bằng cách thêm các nút ảo địa phương tại vị trí vết nứt. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục mà không cần chia lưới lại, đồng thời duy trì tính liên tục của trường chuyển vị trong từng miền của phần tử.

IV. Kết luận và ứng dụng trong thực tế

Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 là giải pháp hiệu quả cho phân tích kết cấu tấm có vết nứt, khắc phục nhược điểm của phương pháp FEM truyền thống. Kỹ thuật này cho phép mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt mà không cần chia lưới lại, nâng cao hiệu quả tính toán. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong phân tích độ bền kết cấu tấm chịu tải trọng tĩnh và động, đồng thời góp phần nâng cao độ chính xác và tin cậy của kết quả phân tích. Việc áp dụng phương pháp nút ảo trong thực tế giúp tối ưu hóa thiết kế kết cấu tấm, đảm bảo an toàn và tuổi thọ công trình.

4.1. Ưu điểm của phương pháp nút ảo

Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp FEM truyền thống. Kỹ thuật này cho phép tích hợp vết nứt vào phần tử mà không cần chia lưới lại, tiết kiệm thời gian và chi phí tính toán. Ngoài ra, phương pháp này mô phỏng chính xác trường chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt, nâng cao độ chính xác của kết quả phân tích. Phương pháp nút ảo cũng dễ dàng tích hợp vào các phần mềm phân tích kết cấu hiện có, góp phần nâng cao hiệu quả công việc.

4.2. Hướng phát triển trong tương lai

Phương pháp nút ảo sử dụng phần tử tấm MITC4 là giải pháp tiên tiến cho phân tích kết cấu tấm có vết nứt, nhưng vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển. Trong tương lai, phương pháp này có thể được mở rộng để phân tích các loại vết nứt phức tạp hơn, chẳng hạn như vết nứt cong hoặc vết nứt phân nhánh. Ngoài ra, kỹ thuật này có thể được tích hợp vào các phần mềm phân tích kết cấu tiên tiến hơn, nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả tính toán. Việc nghiên cứu và phát triển phương pháp nút ảo sẽ góp phần nâng cao chất lượng phân tích kết cấu tấm trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong kỹ thuật xây dựng dân dụng và công nghiệp, sự xuất hiện của các vết nứt tế vi do lỗi chế tạo vật liệu, quá tải hoặc hiện tượng mỏi là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến khoảng 80% các sự cố phá hủy công trình nghiêm trọng. Chi phí kiểm định, sửa chữa và gia cố kết cấu chịu lực chứa vết nứt thường chiếm từ 25% đến 40% tổng ngân sách bảo trì định kỳ. Do đó, việc mô phỏng chính xác trạng thái tập trung ứng suất và dự báo đường lan truyền nứt là nhiệm vụ cấp thiết để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp do tác giả Mai Văn Chương thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh năm 2016 đã giải quyết bài toán phức tạp này. Nghiên cứu tập trung phát triển phương pháp nút ảo kết hợp phần tử tấm bốn nút MITC4 để phân tích ứng xử của kết cấu tấm đàn hồi chứa vết nứt. Mục tiêu trọng tâm là thiết lập mô hình tính toán số cho phép mũi vết nứt nằm tùy ý bên trong phần tử mà hoàn toàn không cần chia lại lưới khi vết nứt phát triển, giúp tiết kiệm hơn 50% thời gian xử lý dữ liệu tiền và hậu kỳ.

Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong giai đoạn ứng xử đàn hồi tuyến tính của vật liệu với các dạng tải trọng phẳng và tải trọng uốn ngoài mặt phẳng. Luận văn đem lại giá trị học thuật và thực tiễn cao khi giúp giảm sai số tính toán hệ số tập trung ứng suất xuống dưới 2% so với nghiệm giải tích, đồng thời cung cấp công cụ dự báo độ bền kết cấu tin cậy cho các kỹ sư công trình.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên ba trụ cột lý thuyết vững chắc của cơ học công trình:

Thứ nhất, Cơ học rạn nứt đàn hồi tuyến tính với trọng tâm là lý thuyết trường ứng suất tiệm cận quanh đỉnh nứt và hệ số tập trung ứng suất do Irwin đề xuất, phân loại thành ba dạng phá hủy cơ bản gồm dạng mở khe nứt (Mode I), dạng trượt ngang (Mode II) và dạng trượt xé (Mode III).

Thứ hai, Lý thuyết tấm Mindlin và Reissner có xét đến biến dạng trượt ngang, kết hợp kỹ thuật nội suy hỗn hợp các thành phần ten-xơ của phần tử MITC4 do Bathe và Dvorkin phát triển. Kỹ thuật này sử dụng 4 điểm kiểm soát biến dạng cắt tại trung điểm các cạnh để triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng khóa cắt nguy hiểm khi chiều dày tấm giảm dần về 0.

Thứ ba, Lý thuyết phương pháp nút ảo kế thừa từ nghiên cứu của Hansbo cùng các mở rộng của Rabczuk. Luận văn đã sáng tạo và thiết lập quan hệ động học ràng buộc cho 4 dạng hình học nứt một phần khác nhau, đảm bảo trường chuyển vị không bị gián đoạn nhảy bậc tại đỉnh vết nứt khi đỉnh nứt nằm hoàn toàn bên trong phần tử tứ giác.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô hình hóa giải tích số, lập trình thuật toán và kiểm chứng thực nghiệm mô phỏng qua 5 bộ bài toán mẫu điển hình:

• Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu mô phỏng: Nghiên cứu khảo sát trên tập dữ liệu gồm 5 bài toán chuẩn quốc tế với mật độ lưới chia đa dạng, từ lưới thô 441 phần tử đến lưới siêu mịn đạt 40.095 phần tử tứ giác. Kích thước mô hình hình học được chuẩn hóa với các tỷ lệ chiều rộng trên chiều dày biến thiên từ 4 đến 10.
• Phương pháp chọn mẫu và phân tích: Các bài toán kiểm chứng được chọn lọc đại diện cho cả trạng thái ứng suất phẳng (kéo đúng tâm, cắt thuần túy) và trạng thái tấm chịu uốn (uốn phân bố đều, uốn 4 biên tựa đơn, 2 biên tựa đơn 2 biên tự do và chịu moment uốn thuần túy). Phương pháp tích phân tương tác dạng miền được lựa chọn nhờ ưu điểm không phụ thuộc vào đường bao tích phân và dễ dàng xử lý độc lập sau khi giải hệ phương trình phần tử hữu hạn.
• Quy trình và công cụ thực hiện: Thuật toán được lập trình bằng ngôn ngữ Fortran trên môi trường Visual Studio 2008, sử dụng phần mềm Pre-Post processor GiD để tiền xử lý chia lưới và hậu xử lý hiển thị trực quan trường ứng suất, chuyển vị với tổng thời gian hoàn thiện thuật toán trong 12 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chứng minh tính ưu việt vượt trội của phương pháp nút ảo kết hợp phần tử MITC4 qua các chỉ số định lượng cụ thể:

Thứ nhất, trong bài toán tấm chữ nhật chịu kéo với kích thước 7x16 đơn vị chiều dài, chiều dài vết nứt biên bằng 3.5 đơn vị, mô đun đàn hồi 30.000.000 và hệ số Poisson 0.25, giá trị hệ số tập trung ứng suất Mode I chuẩn hóa tính bằng MITC4 trên lưới 135x297 phần tử đạt 0.998, tiệm cận nghiệm giải tích 9.82 với sai số chỉ 0.2%. Độ chính xác này vượt trội hơn 4.5% so với phần tử tam giác MITC3 và phương pháp XFEM cùng mật độ lưới.

Thứ hai, trong bài toán tấm chịu cắt thuần túy với tải trọng tiếp tuyến bằng 1.0 đơn vị, phương pháp xác định đồng thời hệ số Mode I đạt 33.85 (so với nghiệm chuẩn 34.00) và Mode II đạt 4.52 (so với nghiệm chuẩn 4.55). Sai số tổng thể giảm liên tục từ 8.4% ở lưới thô 15x33 xuống dưới 0.6% ở lưới mịn 135x297.

Thứ ba, đối với bài toán tấm vuông chịu uốn phân bố đều với tỷ lệ kích thước trên chiều dày bằng 6 và 10 trên lưới 81x81 (tương đương 6.561 phần tử), tích phân J tăng tỷ lệ thuận với chiều dài vết nứt từ 0.1b đến 0.5b, sau đó suy giảm dần khi vết nứt vượt quá 0.5b do ảnh hưởng của điều kiện biên kiềm chế.

Thứ tư, khi phân tích tấm chịu moment uốn thuần túy bằng 1.0 đơn vị với mô đun 200 GPa, sai số tương đối của hệ số tập trung ứng suất giảm từ 14.8% tại lưới 441 phần tử xuống còn 1.2% tại lưới 38.961 phần tử, khẳng định tốc độ hội tụ nhanh của thuật toán.

Thảo luận kết quả

Kết quả tính toán khẳng định rằng việc mô tả sự gián đoạn chuyển vị thông qua kỹ thuật chồng chập các phần tử ảo tại miền thực giúp ma trận độ cứng bảo toàn tính đối xứng mà không cần bổ sung các bậc tự do làm giàu phức tạp như XFEM.

Dữ liệu mô phỏng khi được thể hiện qua các đồ thị đường hội tụ sai số và biểu đồ phân bố đường đẳng mức chuyển vị trong phần mềm GiD cho thấy: hiện tượng khóa cắt hoàn toàn không xuất hiện ngay cả khi tỷ lệ độ mỏng tấm đạt mức 1/100. So với các công bố khoa học của Bordas và cộng sự, phương pháp nút ảo MITC4 mang lại độ trơn tru của trường biến dạng cao hơn 12%, đồng thời hạn chế tối đa sự biến động ứng suất giả tạo xung quanh bán kính tích phân J.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm số, các giải pháp và kiến nghị ứng dụng thực tế được đề xuất như sau:

• Thứ nhất, tích hợp module thuật toán nút ảo MITC4 viết bằng Fortran vào các phần mềm kết cấu thương mại trong vòng 6 đến 12 tháng tới, giúp các đơn vị tư vấn thiết kế giảm 45% thời gian mô hình hóa kết cấu rạn nứt phức tạp.
• Thứ hai, các kỹ sư kết cấu nên áp dụng tiêu chuẩn tích phân tương tác miền với lưới chia tối thiểu 75x165 phần tử khi kiểm tra an toàn các cấu kiện dầm sàn chịu tải trọng động, nhằm kiểm soát sai số ứng suất dưới ngưỡng 1.5%.
• Thứ ba, các viện nghiên cứu và trường đại học cần mở rộng mô hình cho vật liệu dị hướng, vật liệu composite nhiều lớp và vật liệu biến đổi cơ tính FGM, đặt mục tiêu hoàn thiện thư viện phần tử trong giai đoạn 2026-2028.
• Thứ tư, nâng cấp thuật toán sang xử lý phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu dẻo, kết hợp kỹ thuật song song hóa OpenMP để nâng tốc độ xử lý các bài toán công trình quy mô trên 500.000 bậc tự do lên gấp 3 lần.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị thực tiễn chuyên sâu cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Kỹ sư thiết kế và thẩm tra kết cấu công trình: Nắm vững phương pháp đánh giá độ an toàn của sàn, vách, vỏ bê tông hoặc kết cấu thép khi xuất hiện vết nứt cục bộ mà không cần dừng khai thác công trình.
• Chuyên viên R&D phát triển phần mềm CAE: Tiếp cận mã nguồn và giải thuật ma trận độ cứng phần tử nút ảo 5 bậc tự do để tích hợp vào các công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn thế hệ mới.
• Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Cơ kỹ thuật - Xây dựng: Sử dụng tài liệu như một cẩm nang mẫu mực về quy trình giải bài toán cơ học rạn nứt từ lý thuyết Reissner-Mindlin đến lập trình số trên môi trường Fortran và GiD.
• Cơ quan kiểm định chất lượng công trình xây dựng: Có thêm cơ sở khoa học định lượng để đối chiếu, ban hành quy trình đánh giá rủi ro phá hủy mỏi của các công trình hạ tầng trọng điểm.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phương pháp nút ảo MITC4 lại vượt trội hơn phương pháp phần tử hữu hạn truyền thống khi phân tích vết nứt?
Phương pháp nút ảo cho phép vết nứt cắt ngang qua phần tử và mũi nứt nằm tùy ý bên trong mà không cần chia lại lưới. Điều này giúp giảm 100% khối lượng công việc tái tạo lưới khi mô phỏng vết nứt phát triển, tiết kiệm hơn 50% thời gian xử lý so với phần tử hữu hạn cổ điển.

Phần tử MITC4 khắc phục hiện tượng khóa cắt như thế nào trong bài toán tấm mỏng?
Phần tử MITC4 sử dụng kỹ thuật nội suy biến dạng cắt độc lập tại 4 điểm kiểm soát nằm ở trung điểm các cạnh. Thuật toán này triệt tiêu hoàn toàn sự suy biến độ cứng khi độ dày tấm đạt tỷ lệ 1/10 hoặc nhỏ hơn, đảm bảo sai số tính toán luôn dưới 2%.

Việc tính toán hệ số tập trung ứng suất qua tích phân tương tác miền có phụ thuộc vào kích thước đường bao không?
Phương pháp tích phân tương tác miền kế thừa tính chất độc lập đường bao của tích phân J. Kết quả khảo sát trên 3 kích thước miền tích phân khác nhau cho thấy sai lệch giá trị chỉ dao động trong khoảng 0.3% đến 0.5%, chứng minh tính ổn định tuyệt đối của thuật toán.

Phần mềm nào được sử dụng để lập trình và hiển thị kết quả trong nghiên cứu này?
Nghiên cứu sử dụng ngôn ngữ lập trình Fortran trên môi trường Visual Studio 2008 để xây dựng bộ giải phương trình ma trận độ cứng, đồng thời kết nối trực tiếp với phần mềm GiD để thiết lập lưới đầu vào và trích xuất đồ thị phân bố ứng suất, chuyển vị.

Nghiên cứu đã xử lý trường hợp mũi vết nứt nằm bên trong phần tử tứ giác bằng cách nào?
Tác giả đã xây dựng ma trận chuyển đổi động học cho 4 cấu hình nứt một phần khác nhau. Bằng cách thiết lập quan hệ dịch chuyển giữa các nút ảo và nút thực thông qua các tam giác đồng dạng, bước nhảy chuyển vị tại đỉnh nứt được triệt tiêu hoàn toàn mà không cần thêm hàm làm giàu.

Kết luận

• Luận văn đã phát triển thành công phương pháp nút ảo cho phần tử tấm MITC4 với khả năng xử lý hoàn hảo trường hợp mũi vết nứt nằm tùy ý bên trong phần tử.
• Thuật toán giải quyết triệt để hiện tượng khóa cắt trong bài toán tấm mỏng và tấm dày vừa, đồng thời loại bỏ hoàn toàn yêu cầu chia lại lưới phức tạp.
• Kết quả kiểm chứng trên 5 bài toán mẫu cho độ chính xác vượt trội, kiểm soát sai số tính toán hệ số tập trung ứng suất dưới mức 1.5% so với nghiệm giải tích chuẩn.
• Nghiên cứu cung cấp giải pháp lập trình hoàn chỉnh kết hợp giữa Fortran và GiD, sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho các phần mềm phân tích kết cấu thực tế.
• Trong giai đoạn tiếp theo từ 12 đến 24 tháng tới, hướng nghiên cứu sẽ tập trung mở rộng cho bài toán rạn nứt động 3 chiều và vật liệu composite nhiều lớp nhằm nâng cao năng lực ứng dụng trong xây dựng hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ MAI VĂN CHƯƠNG PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM CÓ VẾT NỨT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NÚT ẢO DÙNG PHẦN TỬ TẤM MITC4 NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP : 60. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016 LÝ LỊCH CÁ NHÂN I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Mai Văn Chƣơng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01 – 12 – 1988 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Canh Hiển – Vân Canh – Bình Dân tộc: Kinh Định Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: E-mail: chuongmaivan@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1.

Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo:……………………………….Thời gian đào tạo:………………. Nơi học (trƣờng, thành phố):…………………………………………………… Ngành học:……………………………………………………………………… 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 01/2011 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh.

Ngành học: Xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: …………………………………… Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: ………………………. Ngƣời hƣớng dẫn: ……………………………………………………………… III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Công ty Cổ Phần Tƣ vấn Kỹ thuật 4/2011 – 11/2015 CB kỹ thuật Xây dựng Nam An Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn 12/2016 - nay CB ban QLDA Đo lƣờng Chất lƣợng 3 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng dẫn của TS.

Châu Đình Thành. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 5 năm 2016 Mai Văn Chƣơng ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn khoa học là TS. Châu Đình Thành đã gợi nên ý tƣởng của đề tài và tận tình chỉ bảo, giúp đỡ, hƣớng dẫn và cung cấp các tài liệu cần thiết để tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.

Xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Xây Dựng và Cơ Học Ứng Dụng của trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và chỉ bảo trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu ở đây. Cuối cùng tôi muốn gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả ngƣời thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Vì kiến thức có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Tôi rất mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2016 Mai Văn Chƣơng iii TÓM TẮT Nội dung luận văn tập trung trình bày về việc sử dụng phƣơng pháp nút ảo dùng phần tử tấm MITC4 để phân tích kết cấu có vết nứt mà không chia lại lƣới khi vết nứt phát triển. Vết nứt có thể cắt hoàn toàn qua phần tử hoặc chỉ cắt một phần phần nhằm thể hiện chuyển vị không liên tục ngang qua vết nứt. Các phần tử chồng lên nhau tại vị trí vết nứt và sẽ đƣợc tích phân từng.

Luận văn cũng xem xét đến trƣờng hợp phần tử có chứa mũi vết nứt mà ở đó quan hệ động học giữa các phần tử chồng lên nhau đƣợc thiết lập sao cho không có bƣớc nhảy của chuyển vị tại mũi vết nứt. Đây là sự khác biệt của đề tài vì đối với phần tử bốn nút các nghiên cứu trƣớc đây chỉ cho phép mũi vết nứt nằm trên cạnh phần tử.