tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật mô HÌNH hóa và TÍNH TOÁN kết cấu CÁNH TURBINE GIÓ KIỂU TRỤC ĐỨNG THEO lý THUYẾT CHUYỂN vị bậc NHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN tử hữu hạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:
MÔ HÌNH HÓA VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁNH TURBINE
GIÓ KIỂU TRỤC ĐỨNG THEO LÝ THUYẾT CHUYỂN VỊ
BẬC NHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN.
Học Viên: Trần Thị Nam Thu
Lớp: CHK11 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Ngô Như Khoa

THÁI NGUYÊN – 2010
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:
MÔ HÌNH HÓA VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁNH TURBINE GIÓ
KIỂU TRỤC ĐỨNG THEO LÝ THUYẾT CHUYỂN VỊ BẬC NHẤT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN.
Học Viên: Trần Thị Nam Thu
Lớp: CHK11 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Ngô Như Khoa
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN


PGS.TS. Ngô Như Khoa Trần Thị Nam Thu
THÁI NGUYÊN – 2010

Tờn ti: Mô hình hoá và tính toán kết cấu cánh turbine gió kiểu
trục đứng theo lý thuyết chuyển vị bậc nhất bằng phơng pháp phần tử hữu
hạn.
- Mc tiờu: Xõy dng cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn cho kt cu cỏnh turbine
giú kiu trc ng.
- Ni dung chớnh:
- Mụ hỡnh hoỏ kt cu cỏnh turbine giú, xõy dng c mụ hỡnh c
hc tớnh toỏn ng x c hc kt cu.
- Xõy dng mụ hỡnh phn t hu hn tớnh toỏn ng x c hc kt
cu cỏnh turbine.
- Xõy dng chng trỡnh tớnh bng MATLAB, ỏp dng tớnh toỏn c
hc kt cu cỏnh turbine ca trm phong in kiu trc ng cụng sut
10KW, vt liu cỏnh l Composite lp, nn nha ct si thu tinh.
- Kt qu t c:
- Xõy dng c mụ hỡnh c hc kt cu cỏnh turbine giú chu ti
trng giú gõy un.
- Xõy dng mụ hỡnh phn t hu hn da trờn phn t t giỏc 4 nỳt
lm c s cho vic xõy dng thut toỏn v chng trỡnh tớnh toỏn, phõn
tớch ng x c hc kt cu cỏnh turbine giú núi riờng v kt cu v
composite núi chung.
- Xõy dng chng trỡnh tớnh bng MATLAB.
1. Tớnh cp thit ca ti
Vt liu Composite hin ang c ng dng rt rng rói trong cỏc
ngnh cụng nghip tiờn tin trờn th gii: hng khụng, v tr; úng tu; ụ
tụ , c khớ, xõy dng dõn dng v trong i sng do cú nhiu u im ni
tri so vi kim loi: nh, bn riờng, mụ un riờng cao, cỏch nhit,
cỏch õm tt. Trong lnh vc ny cú 2 vn chớnh c t ra l: mụ hỡnh
hoỏ vt liu v kt cu composite lp v tớnh toỏn c hc da trờn nhng
mụ hỡnh c th ó c thit lp.
- Vic nghiờn cu v xõy dng mụ hỡnh úng 1 vai trũ ht sc quan

trng vỡ nhim v trng tõm ca nú l a ra c nhng mụ hỡnh sỏt
-1-
với thực tế. Do đó, việc nghiên cứu xây dựng mô hình được đặt ra là
cần thiết.
- Trong lĩnh vực cơ học vật liệu và kết cấu Composite các phương
pháp có thể được chia thành hai nhóm, nhóm giải tích và nhóm số.
Trong đó, các phương pháp số, đặc biệt là phương pháp phần tử hữu
hạn (PTHH), tỏ ra thích hợp cho các kết cấu có hình dạng, tải trọng tác
dụng và kiểu liên kết phức tạp. Do đó, với mỗi mô hình được xây dựng
thì việc nghiên cứu xây dựng mô hình PTHH và cụ thể hoá bằng
chương trình để kiểm nghiệm độ chính xác của mô hình lại là vấn đề
không thể thiếu.
2. Ý nghĩa của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu xây dựng các mô hình tính
toán cho kết cấu cánh turbine gió kiểu trục đứng. Đây là nhóm kết cấu
phức tạp. Về mặt tính toán cơ học, đây là những vấn đề mới không chỉ
trong nước mà còn cả trên phạm vi thế giới. Vì vậy đề tài đảm bảo được ý
nghĩa về mặt khoa học.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là kết cấu cánh turbine gió kiểu trục
đứng, đây là thành phần đặc biệt quan trọng trong mỗi hệ thống phong
điện. Do vậy, các kết quả của đề tài đạt được khi áp dụng cho các nhà thiết
kế, chế tạo trạm phong điện trong thực tiễn là có ý nghĩa.
Vì những lý do đó, đề tài luận văn về “mô hình hoá và tính toán số kết
cấu cánh turbine gió kiểu trục đứng theo lý thuyết chuyển vị bậc nhất bằng
phương pháp phần tử hữu hạn”, qua đó tiến hành xây dựng mô hình phần
tử hữu hạn tính toán ứng xử cơ học kết cấu cánh turbine và xây dựng
chương trình tính bằng MATLAB.
-2-

CHƯƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÁNH TURBINE GIÓ VÀ VẬT
LIỆU COMPOSITE.
1.1. Giới thiệu
Hiện nay, trong số các nguồn năng lượng mới, năng lượng bằng sức
gió phát triển nhanh nhất trên thế giới. Đức đang dẫn đầu thế giới về công
nghệ phong điện.
Hiện có các loại máy phát phong điện với công suất rất khác nhau, từ
1 kW tới hàng MW. Các trạm phong điện có thể phát điện khi tốc độ gió
từ 3 m/s (11 km/h), và tự ngừng phát điện khi tốc độ gió vượt quá 25 m/s
(90 km/h). Tốc độ gió hiệu quả từ 10 m/s tới 17 m/s, tùy theo từng thiết bị
phong điện.
Turbine được phân ra làm hai loại: Turbine gió trục ngang (HAWT)
và turbine gió trục đứng (VAWT),
1.2. Cánh và kết cấu cánh: Hình dáng hình học và khí động học
cánh turbine.
Hình 1.1. Hình dáng hình học cánh turbine.
Đầu nhọn của biên dạng cánh (điểm B) được gọi là “đuôi cánh”. Đầu
cánh là vị trí của điểm A ở đầu biên dạng cánh, cách xa điểm B nhất.
AB =
l
là dây cung của biên dạng cánh.
-3-
ABM là bề mặt trên ; ANB là bề mặt dưới.
Góc tới i là góc hợp bởi dây cung và phương véc tơ vận tốc
V
của gió.
Góc nâng
o
θ

bằng 0 là góc hợp bởi dây cung với đường trung hòa.
Góc nâng
θ
là góc hợp bởi đường trung hòa và véc tơ vận tốc
V
của
gió.
0
0
i
i
θ θ
θ θ
= +
= −
Trong đó:
o
θ
là âm,
θ
và i là dương
1.3. Vật liệu Composite
Vật liệu composite là loại vậy liệu được tổ hợp từ 2 hay nhiều loại vật
liệu có bản chất khác nhau, vật liệu được tạo thành có đặc tính trội hơn đặc
tính của từng vật liệu thành phần khi xét riêng rẽ.
Vật liệu Composite cốt sợi/nhựa hữu cơ thường có rất nhiều ứng dụng
trong các nghành công nghiệp hiện đại và đời sống. Tùy thuộc vào sự phân
bố của sợi trong nhựa, người ta phân vật liệu Composite thành các loại
như: Composite đồng phương, Composite “Mat” và Composite vải, băng.
Để tính toán cơ học vật liệu Composite nhiều lớp người ta coi vật liệu

là đồng nhất và dị hướng. Để nghiên cứu cơ học của loại vật liệu này ta có
thể đi theo hai hướng, đó là nghiên cứu ứng xử của cả vật liệu bao gồm
nhiều lớp. Các phương pháp tính toán trong lĩnh vực cơ học vật liệu và kết
cấu Composite có thể được chia thành 2 nhóm, đó là nhóm giải tích và
nhóm số:
- Nhóm giải tích: Các thông số của vật liệu và kết cấu có thể được xác
định trực tiếp, nhưng phương pháp này nói chung chỉ giới hạn ở các kết
cấu đơn giản và chịu lực đơn giản.
-4-
- Nhóm các phương pháp số: Phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả, đặc
biệt là phương pháp phần tử hữu hạn, nó rất phù hợp cho các kết cấu có
hình dạng, tải trọng tác dụng và kiểu liên kết phức tạp.
Tuy nhiên độ chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc rất nhiều vào
lý thuyết (mô hình) mà ta sử dụng. Một số lý thuyết tấm áp dụng cho vật
liệu này như lý thuyết tấm nhiều lớp kinh điển, lý thuyết biến dạng cắt bậc
nhất của Mindilin, lý thuyết tấm bậc cao,…
CHƯƠNG II.
XÂY DỰNG CÁC HỆ THỨC CƠ BẢN CHO KẾT CẤU DẠNG
VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE LỚP THEO LÝ THUYẾT
CHUYỂN VỊ BẬC NHẤT CỦA MIDLIN
2.1. Trường chuyển vị
),0,,(),,,(
),0,,(),0,,(),,,(
),0,,(),0,,(},,,{
0
0
0
trswtzrsw
trsztrsvtzrsv
trsztrsutzrsu

s
r
=
+=
+=
θ
θ
(2.1)
2.2. Trường biến dạng
0
0
0
0
0
0
0
s
s s
r
r r
rs rs rs
sz
sz
rz
rz
k
k
z k
ε
ε

ε
ε
ε ε
ε
ε
ε
ε
 
   
 
   
 
   
 
   
= +
 
   
 
   
 
   
   
 
(2.2)
-5-
Trong đó:
0 0
1
0 0

2
0
0 0
0
0
0
0 0
1 2
0
0 0
1
0 0
2
1 1 1
( ) ( )( )
2
s
r
rs
s
s
r
r
rs
s r
sz
rz
r
s
u w

s R
v w
r R
u v
r s
z
k
s
k
z
r
k
v u
z
r s R R s r
w u
s R
w v
r R
ε
ε
ε
θ
θ
θ θ
ε
ε
θ
θ
∂

 
+
 
∂
 
∂
 
+
 
∂
 
 
∂ ∂
 
 
+
 
 
∂ ∂
 
 
∂
 
 
 
∂
 
=
 
 

∂
 
 
∂ 
 
 
 
∂ ∂ ∂ ∂
+ − − −

 
∂ ∂ ∂ ∂

 
 

∂

+ −
∂


∂

+ −
∂

 










tấm và
, ,
s r rs
k k k
tương ứng là các thành phần độ cong.
2.3. Trường ứng suất
Ứng suất tại một điểm trong lớp thứ k của vỏ được xác định như sau:
[ ] [ ] [ ]
k k k
Q
σ ε
=
(2.3)
Hay là:
-6-
11 12
11 11
21 22
22 22
66
12 12
44
13 13

55
23 23
0 0 0
0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
k
k
Q Q
Q Q
Q
Q
Q
σ ε
σ ε
σ ε
σ ε
σ ε
 
   
 
   
 
   
 
   
=
 
   

 
   
 
   
 
   
 
 
(2.4)

)1(
2112
1
11
νν
−
=
E
Q
)
2112
1(
121
2112
νν
ν
−
==
E
QQ

)
2112
1(
2
12
νν
−
=
E
Q
(2.11) (2.5)
66 12
Q G
=
1344
GQ
=
2355
GQ
=

11 11 21 22
12 21
( )
1
E
σ ε ν ε
ν ν
= +
−

;
22 1 21 11 2 22
12 21
1
( )
1
E E
σ ν ε ε
ν ν
= +
−
;
12 21 12 12
G
σ σ ε
= =
;
13 31 13 13
G
σ σ ε
= =
;
23 32 23 23
G
σ σ ε
= =
Với
1 2
,E E
là các mô đun đàn hồi theo các trục 1 và 2 của vật liệu.

12 13 23
, ,G G G
là các mô đun cắt trong các mặt cắt (1-2), (1-3) và (2-3).
-7-
12
ν
là hệ số Poát xông,
21
ν
được tính thông qua công thức
1 21 2 12
E E
ν ν
=
.
2.4. Trường nội lực
Tích phân ứng suất theo chiều dày của vỏ, thu được trường nội lực
như sau:
[ ] [ ]
T
s r sr s r sr s r
F N N N M M M Q Q
=
(2.6)
Các thành phần lực màng và mô men tổng thể được xác định như sau:
[ ]
1
1
2
(1 )

k
k
z
n
s s
k
k
z
z
N dz
R
σ
+
=
= −
∑
∫
;
∑
∫
=
+
−=
n
k
z
z
rr
k
k

dz
R
z
N
1
1
1
)1(
σ
;
∑
∫
=
+
−=
n
k
z
z
rrsr
k
k
dz
R
z
N
1
1
1
)1(

σ

[ ]
1
1
2
(1 )
k
k
z
n
s s
k
k
z
z
M zdz
R
σ
+
=
= −
∑
∫
;
∑
∫
=
+
−=

n
k
z
z
rr
k
k
zdz
R
z
M
1
1
1
)1(
σ
(2.7)
[ ]
1
1
2
(1 )
k
k
z
n
sr sr
k
k
z

z
M zdz
R
σ
+
=
= −
∑
∫
;
∑
∫
=
+
−=
n
k
z
z
rsrs
k
k
zdz
R
z
M
1
1
1
)1(

σ
[ ]
1
1
2
(1 )
k
k
z
n
s sz
k
k
z
z
Q dz
R
σ
+
=
= −
∑
∫
;
∑
∫
=
+
−=
n

k
z
z
rzr
k
k
zdz
R
z
Q
1
1
1
)1(
σ
Đối với vỏ mỏng có thể giả thiết
sr rs
N N=
;
sr rs
M M=
và coi như
1
R
z
,
2
R
z
nhỏ bằng không.

Phương trình quan hệ ứng xử cơ học tổng quát được viết dưới dạng
ma trận như sau:
-8-
11 12 16 11 12 16
12 22 26 12 22 26
16 26 66 16 26 66
11 12 16 11 12 16
12 22 26 12 22 26
16 26 66 11 26 66
44 45
45 55
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
s
r
sr
s
r
sr
s
r
A A A B B B
N
A A A B B B

N
A A A B B B
N
B B B D D D
M
B B B D D D
M
B B B D D DM
A A
Q
A A
Q

 

 
 
 
 

 
=

 
 
 
 
 
 
  

0
0
0
0
0
s
r
rs
s
r
sr
sz
rz
ε
ε
ε
κ
κ
κ
ε
ε
 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 
 
 
 

 
(2. 8)
CHƯƠNG III.
TÍNH TOÁN VỎ COMPOSITE NHIỀU LỚP CHỊU UỐN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
3.1. Mô hình hóa bài toán
Cánh turbine gió có kết cấu dạng vỏ (có hoặc không có gân tăng
cứng). Mô hình hóa phần tử vỏ hai độ cong
h
b
a
R
1
R

2
s
r
z
Trên bề mặt của phần tử vỏ S, hai tọa độ cong trực giao được định
nghĩa như sau:
∫








∂
∂
+








∂
∂
+









∂
∂
=
ξ
ξ
ξξξ
ξ
0
222
)( d
zyx
s
-9-
∫








∂

∂
+








∂
∂
+








∂
∂
=
η
η
ηηη
η
0
222

)( d
zyx
r
(3.1)
Trong đó
[ ]
1,1,
−∈
ηξ
.
3.2 Mô hình hóa phần tử vỏ
Kết cấu vỏ tương tự như kết cấu tấm nhưng có độ cong không đổi
hoặc thay đổi theo các phương x và y. Có thể coi kết cấu tấm phẳng là
trường hợp riêng của kết cấu vỏ khi bán kính cong bằng vô cùng.
w
w
u
v
u
v
z
y
x
+
=
Hình 3.2. Tổ hợp của phần tử vỏ
Như vậy, phương trình sẽ được viết lại như sau:
b b b
m m m
z

[K ] 0 0 {d } {F }
0 [K ] 0 {d } {F }
0 0 0 0
θ
     
   
 
=
   
 
   
 
     
(3.2)
3.3. Ma trận độ cứng phần tử
3.3.1. Ma trận độ cứng của phần tử vỏ
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
1 1
1 1
T T
e
s
K B D B dS B D B J d d
ξ η
− −
= =
 
 
∫ ∫ ∫
(3.3)

Cuối cùng, ta xác định được ma trận độ cứng chung như sau:
-10-
. .
T
global e
K T K T
=
(3.4)
3.3.2. Quy đổi về lực nút
[ ]
{ }
∫∫∫∫
=
e
S
T
P
T
e
S
dS)y,x(pBadS)y,x(w)y,x(p
(3.5)
3.3.3. Hệ phương trình phần tử hữu hạn
11 11 1 1
1 1
2
2 2 2
21 22
1 2
1 2

a
a
a
a a
a a a a a
i N
N
i
i i
iN
i i ii
N N
N N N i N N
k k k k
Q F
k
k
Q Fk k
Q F
k
k k k

Q F
k k k k
 
   
 
   
 
   
 
   
 
=
   
 
   
 
   
 
   
 
   
   
 
(3.6)
CHƯƠNG IV.
XÂY DỰNG HỆ PHƯƠNG TRÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN CHO
KẾT CẤU VỎ SỬ DỤNG PHẦN TỬ TỨ GIÁC BẬC HAI
4.1. Giới thiệu
Các phần tử được áp dụng trong tính toán các kết cấu dạng tấm, vỏ
thường là các phần tử hai chiều dạng tam giác hoặc tứ giác. Trong các

nghiên cứu của nhiều tác giả trước đây, thường sử dụng các phần tử tam
giác hoặc tứ giác bậc nhất (hình 4.1).
Hình 4.1. Các phần tử bậc nhất hai chiều
-11-
Phần tử tam giác
Phần tử tứ giác
4.2. Phần tử tứ giác bậc hai
y
x
1
2
3
4
4.3. Phần tử quy chiếu
Chọn phần tử quy chiếu tứ giác bậc hai như hình 4.3.
0
(-1;-1)
(-1;1)
(1;1)
(-1;-1)
1
2
34
Hình 4.3. Phần tử quy chiếu
Các hàm dạng:
)1)(1(
4
1
1
ηξ

−−=N
;
)1)(1(
4
1
2
ηξ
−+=N
;
)1)(1(
4
1
3
ηξ
++=N
;
)1)(1(
4
1
4
ηξ
+−=N
(4.1)
4.4. Mô hình chia lưới phần tử
Chọn biên dạng NACA 4 số đối xứng (NACA 0009). Phương trình
cho loại profin NACA 4 số đối xứng:
2 3 4
0,2969 0,1260 0,3516 0,2843 0,1015
0,2
tc x x x x x

z
c c c c c
 
       
= − − + −
 
 ÷  ÷  ÷  ÷
       
 
 
(4.2)
-12-
Hình 4.2. Phần tử tứ giác 4 nút
ξ
η
Hình 4.4. Hình dạng profin NACA 0009
z
y
r
x
25 cm
46
41
36
31
26
21
16
11
6

1
12
17
22
27
32
37
42
47
48
43
38
33
28
23
18
13
14
19
24
29
34
39
44
49
50
45
40
35
30

25
20
15
10
9
8
7
2
3
4
5
2
0
0

c
m
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54

53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24

23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Hình 4.5. Vị trí đánh số nút trong hệ tọa độ chung
Như vậy, trình tự các bước có thể được tóm tắt như sau:
Bước 1: Thiết lập sơ đồ phần tử, nút phần tử. Tính toán tọa độ các nút
trong hệ tọa độ tổng thể M(x,y,z)
Bước 2: Tính toán ma trận chuyển đổi hệ tọa độ có sở biến dạng, hệ
tọa độ cơ sở ứng suất và hệ tọa độ cơ sở ma trận độ cứng
Bước 3: Tính toán các hằng số độ cứng vật liệu quy đổi, ma trận độ

cứng màng, uốn xoắn
Bước 4: Tính toán các ma trận độ cứng phần tử, véc tơ lực nút phần
tử và ghép nối phần tử.
Bước 4.1. Tính ma trận độ cứng phần tử chống uốn km
Bước 4.2. Tính ma trận độ cứng phần tử chống uốn kb
Bước 4.3. Tính ma trận độ cứng phần tử chống cắt ks
Bước 5: Chuyển đổi hệ tọa độ để ghép nối các ma trận độ cứng phần
tử và véc tơ lực nút phần tử thành ma trận độ cứng tổng thể và véc tơ lực
nút tổng thể ở hệ trục tọa độ chung
- Xử lý tránh kỳ dị của ma trận
-13-
- Áp đặt điều kiện biên
Bước 6: Giải hệ phương trình phần tử hữu hạn xác định được véc tơ
chuyển vị nút tổng thể
Bước 7: Xây dựng véc tơ chuyển vị nút phần tử và các thành phần
chuyển vị tương ứng.
Bước 8: Tính toán các đại lượng cần thiết khác như các thành phần
ứng suất tại điểm khảo sát.
CHƯƠNG V.
KẾT QUẢ SỐ
Luận văn đưa ra 4 bài toán với mục đích như sau:
- Bài toán 1: Kiểm tra tính hội tụ của thuật toán với vỏ trụ dài.
- Bài toán 2: Kiểm tra tính hội tụ của thuật toán với vỏ bán cầu.
- Bài toán 3, 4: Kiểm chứng kết quả tính toán đối với vỏ trụ tròn
đẳng hướng 1 lớp, 2 lớp (xen lớp không đối xứng) và 3 lớp (xen lớp
đối xứng).
Kết quả: Mô hình PTHH xây dựng cho các kết cấu dạng vỏ (vỏ hở và
vỏ kín) và thuật toán đã xây dựng đảm bảo cho kết quả hội tụ với các lời
giải số. Tuy nhiên, độ mịn của lưới đảm bảo tính hội tụ tùy thuộc vào
dạng, loại kết cấu cụ thể và cần kiểm nghiệm trong quá trình tính toán.

-14-
KẾT LUẬN CHUNG
Luận văn đã đạt được một số kết quả là:
- Xây dựng được mô hình cơ học kết cấu cánh turbine gió chịu tải
trọng gió gây uốn.
- Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn dựa trên phần tử tứ giác 4 nút
làm cơ sở cho việc xây dựng thuật toán và chương trình tính toán, phân
tích ứng xử cơ học kết cấu cánh turbine gió nói riêng và kết cấu vỏ
composite nói chung.
- Xây dựng chương trình tính bằng MATLAB.
+ Một số hạn chế:
- Lý thuyết này đã bỏ qua ảnh hưởng của ứng suất pháp tuyến vuông
góc với mặt phẳng tấm.
- Do mô hình này phải kể đến hệ số hiệu chỉnh cắt mà hệ số này lại
không duy nhất cho mọi loại vật liệu, kết cấu Composite lớp và mọi dạng
hình học cũng như điều kiện biên, cho nên nó cũng có một hạn chế lớn.
Mặt khác do mô hình này không tính đến độ vênh của mặt trung bình hay
độ cong không gian của pháp tuyến với mặt phẳng tấm, cho nên khó cho
được kết quả chính xác khi tính toán với các kết cấu có độ dày lớn.
- Chương trình chưa hoàn chỉnh được phần tính toán, khảo sát đối
cánh Turbine gió.
+ Các vấn đề nghiên cứu tiếp theo
- Tiếp tục phát triển và hoàn thiện chương trình tính toán cho các bài toán
cơ học kết cấu vỏ composite lớp có biên dạng phức tạp, kín như kết cấu cánh
turbine gió về cả bài toán phân tích cơ học, tính và kiểm nghiệm bền, cứng.
- Xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm chứng kết cấu vỏ kín nói
chung và kết cấu cánh turbine nói riêng.
-15-
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Ích Thịnh (1994), Vật liệu Composite cơ học và kết cấu,

NXB Giáo dục.
[2] Ngô Như Khoa (2002), Mô hình hóa và tính toán số vật liệu,
kết cấu Composite lớp, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội.
[3] Asaf Varol, Cumali ’IlkılıcYasin Varol. Increasing the
efficiency of wind turbines. Journal of Wind Engineering and
Industrial Aerodynamics 89 (2001) 809–815.
[4] Robert J. Butler, Aaron R. Byerley, Kenneth VanTreuren,
James W. Baughn, The effect of turbulence intensity and length scale
on low-pressure turbine blade aerodynamics. International Jounal of
Heat and Fluid Flow 22 (2001) 123-133.
[5] Ph. Devinant, T. Laverne, J. Hureau. Experimental study of
wind-turbine airfoil aerodynamics in high turbulence. Journal of
Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 90 (2002) 689–707.
[6] Nguyễn Phùng Quang. Đề tài cấp nhà nước KC.06.20.CN
(2007).
[7] Ali Vardar and Bulent Eker. Principle of rotor design for
horizontal axis wind turbines. Journal of Applied Sciences 6 (7):
1527-1533, 2006.
[8] Bulent Eker, Ali Vardar., Using of composite material in
wind turbine blades. Journal of Applied Sciences 6 (14): 2917-2921,
2006
-16-
[9] Đỗ Tiến Dũng (2007), luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu số
kết cấu tấm bằng vật liệu Composite có gân tăng cứng bằng phương
pháp phần tử hữu hạn”. Trường Đại học KTCN – Đại học Thái
Nguyên.
[10] Chu Đức Quyết (2009), luận văn thạc sỹ “Tính toán thiết kế
mô hình hệ thống cánh Turbine gió kiểu trục đứng trong máy phát
điện công suất 30KW”., Trường Đại học KTCN – Đại học Thái
Nguyên.

[11] Trần Hữu Quốc (2009), luận án tiến sĩ “Mô hình hóa và tính
toán sô kết cấu tấm composite có gân gia cường”. Trường Đại học
bách Khoa Hà Nội.
[12] Trần Ích Thịnh – Trần Đức Trung – Nguyễn Việt Hùng
(2000), Phương pháp phần tử hữu hạn trong kỹ thuật, Hà Nội.
[13] Tarun Kant and Rakesh K. Khare, Ahigher-Order facet
quadrilateral Composite shell element (1997), India.
[14] S. Goswami and M. Mukhopadhyay, Finite Element Analysis
of Laminated Composite Stiffened Shell, West Bengal India.
[15] J.R. Kommineni and T. Kant, Pseudo-Transient Analysis of
Composite Shells Including Geometric and Material Non-Linearities,
India.
[16] R.D.Cook, Four-node flat shell element: Drilling degrees of
freedom, membrane-bending coupling,warped geometry, and
behaviour, Comput. Struct., 50, 549-555(1994).
[17] Jianhui Zhang, Numerical Modeling of Vertical Axis Wind
Turbine (VAWT), (2004), Technical University Of Denmark.
-17-
.
-18-
-19-
-20-