Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu động lực học đường cáp vận chuyển trái thanh long ở vùng tây nam bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TRUNG NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG Ở VÙNG TÂY NAM BỘ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TRUNG NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG Ở VÙNG TÂY NAM BỢ Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 9.52.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS DƯƠNG VĂN TÀI HÀ NỘI - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương Văn Tài Các kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày16 tháng 06 năm 2021 Hướng dẫn khoa học Tác giả luận án PGS.TS Dương Văn Tài Nguyễn Văn Trung ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, quan nhiệt tình giúp đỡ tơi hồn thành luận án khoa học Trước hết xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Dương Văn Tài với ý kiến đóng góp quan trọng dẫn khoa học q giá q trình thực cơng trình nghiên cứu Trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo sau đại học giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận án Trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Lạc Hồng tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Trân trọng cảm ơn Khoa Cơ điện Cơng trình, Bộ mơn Cơng nghệ máy chuyên dùng Trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn nhà khoa học Trường Đại học Lâm nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Học viện Kỹ thuật quân đóng góp ý kiếm quý báu để tơi hồn thành luận án Hà Nội, ngày… tháng……năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Văn Trung iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xiii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu luận án .2 Những đóng góp luận án Ý nghĩa khoa học kết nghiên cứu đề tài luận án Ý nghĩa thực tiễn đề tài luận án Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .4 1.1 Tình hình trồng tiêu thụ long Việt Nam .4 1.1.1 Tình hình trồng long ở Việt Nam 1.1.2 Tình hình tiêu thụ long 1.2 Tổng quan công nghệ thiết bị thu hoạch long Việt Nam 1.2.1 Công nghệ thu hoạch long ở Việt Nam 1.2.2 Thực trạng về thiết bị thu hoạch long ở Việt Nam 1.2.3 Những tồn tại thu hoạch vận chuyển trái long 1.3 Về tình hình nghiên cứu thiết bị thu hoạch long giới Việt Nam 10 1.3.1 Tình hình nghiên cứu thiết bị thu hoạch long thế giới 10 1.3.2 Tình hình nghiên cứu thiết bị thu hái long ở Việt Nam 11 1.4 Tổng quan đường cáp sử dụng nông lâm nghiệp 11 1.4.1 Các kiểu đường cáp sử dụng lâm nghiệp [11] [15] .12 1.4.2 Cấu tạo chung nguyên lý làm việc đường cáp [1] 17 iv 1.4.3 Một số loại đường cáp sử dụng nông nghiệp 20 1.5 Một số cơng trình nghiên cứu đường cáp 22 1.6 Mục tiêu nghiên cứu 27 1.7 Nội dung nghiên cứu 27 1.7.1 Nội dung nghiên cứu lý thuyết 27 1.7.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 28 1.8 Đối tượng nghiên cứu .28 1.8.1 Vườn trồng long 28 1.8.2 Đường cáp vận chuyển trái long [21] 29 1.9 Phương pháp nghiên cứu 31 1.9.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 31 1.9.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 33 Kết luận chương .36 Chương 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN ĐỢNG LỰC HỌC CỦA ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG 37 2.1 Xây dựng mơ hình tính tốn học đường dây cáp 37 2.2 Tính tốn số thơng số học dây cáp tựa gối đỡ có độ cao, chịu tải phân bố đều 39 2.2.1 Tính tốn số thơng số học dây cáp không chịu dãn, tải trọng phân bố đều 39 2.2.2 Tính tốn số thơng số học dây cáp chịu dãn, trọng tải phân bố đều 42 2.2.3 Tính tốn số thơng số học đường cáp khơng dãn, khép kín có nhiều nhịp đỡ có cao độ, chịu tải phân bố đều có cường độ khác nhịp 45 2.3 Tính tốn số thông số học dây cáp không dãn, tựa gối có cao độ lệch nhau, chịu tải phân bố .49 2.3.1 Tính tốn số thơng số học dây cáp không dãn, tựa hai gối có cao độ lệch nhau, chịu tải phân bố đều 49 2.3.2 Tính tốn số thơng số học đường dây cáp khép kín tựa gối có độ cao lệch nhau, chịu tải phân bố đều có cường độ khác nhịp 53 v 2.4 Mơ hình động lực học giỏ đựng trái long trình vận chuyển ruộng thu hái 56 2.4.1 Phương trình vi phân chuyển động giỏ đựng long nhịp cáp di chuyển có gia tốc chịu tác động lực gió theo mặt phẳng ngang 56 2.4.2 Phương trình vi phân chuyển động giỏ đựng long trình cáp chuyển hướng chịu tác động lực gió theo mặt phẳng ngang 63 2.5 Giải hệ phương trình vi phân dao động giỏ đựng trái long .65 2.5.1 Thuật toán giải gần hệ phương trình dao động giỏ đựng long di chuyển đường cáp 65 2.5.2 Thuật toán giải gần hệ phương trình dao động giỏ đựng long chuyển hướng chuyển động 67 2.6 Tính tốn cơng suất tiêu thụ vận hành đường cáp .67 2.6.1 Công suất tiêu thụ cho việc di chuyển giỏ đựng long 67 2.6.2 Công suất tiêu thụ thắng lực cản ma sát 69 2.6.3 Công suất tiêu thụ cho tồn hệ thống cáp khép kín .69 Kết luận chương .70 Chương 3: KHẢO SÁT MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG .71 3.1 Khảo sát phương trình độ võng dây cáp 71 3.1.1 Cho trước , f , q tính L 71 3.1.2 Cho trước f , H, q tính L , 3.1.3 Cho trước L , 72 , q tính f , H 73 3.1.4 Áp dụng thuật tốn chia đơi liên tiếp tìm nghiệm gần độ võng đường cáp W(u)=0 .74 3.2 Khảo sát độ dãn dài nhịp dây chịu tải phân bố 75 3.3 Khảo sát số thông số động lực học đường cáp khép kín có gối đỡ có cao độ 77 3.4 Khảo sát giá trị u phương trình độ võng dây tựa hai gối có độ cao chênh .78 3.5 Khảo sát độ võng đường cáp hai trụ đỡ có độ cao chênh 84 vi 3.6 Khảo sát số thông số động lực học đường cáp kép kín giối đỡ có độ cao chênh .84 3.7 Khảo sát dao động giỏ đựng trái long 86 3.7.1 Khảo sát miền cộng hưởng dao động giỏ đựng trái long .87 3.7.2 Khảo sát biên độ dao động cực đại giỏ đựng long 93 3.7.3 Sự ảnh hưởng lực căng ngang H đến biên độ cực đại dao động giỏ đựng long 94 3.7.4 Sự ảnh hưởng độ dài nhịp cáp đến biên độ cực đại dao động giỏ đựng long 96 3.7.5 Sự ảnh hưởng độ dài đoạn dây treo giỏ đựng long r đến biên độ cực đại dao động giỏ đựng long .97 3.7.6 Khảo sát công thức tính cơng suất hệ thống 98 Kết luận chương .99 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 101 4.1 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 101 4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 101 4.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 101 4.1.3 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm .102 4.2 Chọn phương pháp nghiên cứu 102 4.2.1 Chọn phương pháp thực nghiệm 102 4.2.2 Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu .102 4.2.3 Chọn tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu 103 4.3 Phương pháp xác định đại lượng nghiên cứu thiết bị đo 104 4.3.1 Phương pháp xác định biên độ dao động giỏ đựng trái long 104 4.3.2 Xác định độ võng lớn đường cáp 106 4.3.3 Xác định lực căng ngang đường cáp 106 4.3.4 Xác định vận tốc giỏ đựng trái long chiều dài nhịp .107 4.4 Thiết bị khuếch đại chuyển đổi A/D 107 4.5 Phương pháp xử lý kết thí nghiệm 108 4.5.1 Xác định số lần thí nghiệm 108 vii 4.5.2 Xác định mơ hình tốn học 109 4.5.3 Kiểm tra tính đờng phương sai 109 4.5.4 Kiểm tra giá trị có nghĩa hệ số hồi quy 110 4.5.5 Kiểm tra tính tương thích phương trình hời quy 110 4.5.6 Kiểm tra khả làm việc mô hình hồi quy 111 4.5.7 Chuyển phương trình hồi quy về dạng thực 111 4.6 Tở chức tiến hành thí nghiệm 111 4.6.1 Tổ chức thí nghiệm 111 4.6.2 Kết đo lực căng, độ võng dây cáp biên độ dao động giỏ đựng trái long 113 4.7 So sánh kết nghiên cứu lý thuyết với kết thực nghiệm 114 4.7.1 So sánh ảnh hưởng chiều dài nhịp đến độ võng đường cáp trường hợp không tải 114 4.7.2 So sánh dao động đường cáp 114 4.8 Xác định số thông số hợp lý đường cáp vận chuyển trái long 115 4.8.1 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 115 4.8.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố 124 4.8.3 Xác định giá trị hợp lý tham số ảnh hưởng 134 Kết luận chương 136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137 Kết luận .137 Kiến nghị .138 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .139 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị L m Chiều dài dây cáp γ N/m Trọng lượng riêng cáp q N/m Tải trọng phân bố qk N/m Tải trọng phân bố nhịp thứ k Q N Tổng tải trọng đường cáp P N Tổng trọng lượng dây cáp T N Lực kéo cáp theo phương tiếp tuyến cm Khoảng cách puly cm Khoảng cách puly nhịp thứ k H N Lực căng chiếu theo phương ngang ( gọi tắt lực căng ngang) R N Lực căng chiếu theo phương thẳng đứng Ry N Lực theo phương thẳng đứng puly Rk N Lực theo phương thẳng đứng nhịp thứ k T(x) N Lực căng dây x f cm Độ võng nhịp cáp điểm (hai gối đỡ ngang nhau) fk cm Độ võng cáp nhịp thứ k điểm (hai gối đỡ ngang nhau) fc cm fw cm fz Hz Tần số gió s cm Phân tố độ dài x ( x) N/cm2 Ứng suất kéo điểm x  cm Độ dãn dài điểm x L cm Độ dãn dài cáp chịu dãn L0 cm Chiều dài đoạn dây cáp chưa có tải k Ý nghĩa Khoảng chênh độ cao từ C điểm thấp dây với puli đỡ đầu cao nhịp cáp (hai gối đỡ có độ chênh cao ) Khoảng chênh độ cao điểm thấp C nhịp đường cáp với điểm puli đỡ đầu cáp di chuyển khỏi nhịp [M_i,M_j] = min(Bang_ghi) Diem_thap = zeros() for i=1:5 Diem_thap(i,1)= Bang_ghi(M_j(4+i),4+i); Bang_ghi(M_j(4+i),2); Diem_thap(i,2)= end goc = 1; toi= size(Bang_ghi,1) Tieu_de_cua = { [ ' ' num2str(So_cua(1)) ' Chuyen huong'] [' ' num2str(So_cua(2)) ' Chuyen huong'] [' ' num2str(So_cua(3)) ' Chuyen huong'] [' ' num2str(So_cua(4)) ' Chuyen huong'] [' ' num2str(So_cua(5)) ' Chuyen huong'] [ ' Cong suat min'] }; plot(Bang_ghi(goc:toi,2),Bang_ghi(goc:toi,5),'R',Bang_ghi(goc:toi,2),Bang_ghi(goc:toi,6),'B ', Bang_ghi(goc:toi,2),Bang_ghi(goc:toi,7),'R-.'); hold on plot(Bang_ghi(goc:toi,2),Bang_ghi(goc:toi,8),'k:','linewidth',2); hold on plot(Bang_ghi(goc:toi,2),Bang_ghi(goc:toi,9),'r: +'); hold on plot(Diem_thap(:,1),Diem_thap(:,2), 'k*') ; %text(2300,370,'* - Cong suat min'); xlabel('Luc cang ngang H (N)'); ylabel('Cong suat tieu thu (W)'); legend(Tieu_de_cua); grid on hold off end % end if k_ve =1 %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Cac ham &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& %++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ function Nghiem = Tinh_vong(Nhap0) S0=Nhap0(1) ; h=Nhap0(2); L=Nhap0(3); q0=Nhap0(4); tgA= 2*L/S0; a=sqrt(tgA^2-2*tgA) if L > S0 %=========== tgu0=hamU(a,b); % Tinh luc H : ; b=sqrt(tgA^2-1); tgH = 0.5*q0*S0 /tgu0; Nghiem(1)=tgu0; Nghiem(2)=S0; Nghiem(3)= tgH; % ========== end end %+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++ function Nghiem_Lech = Tinh_vong_lech(Nhap0) Nhap01=Nhap0; S0=Nhap01(1) ; h=Nhap01(2); L = Nhap01(3); q0=Nhap01(4); u0=2*h/S0; u1= u0/2; u2 = sqrt(16*L^2 -S0^2)/S0; L0=0.5*S0*(sqrt(1+u0^2)+log(u0+sqrt(1+u0^2))/u0); LKT = sqrt(S0^2+h^2); if L > LKT %========== if L < L0 a=u1; b=u0 ; end if L > L0 a=u0; b=u2; end if L==L0 tgu0=u0; else tgu0=hamU_lech(a,b); end % Tinh luc H : tgLi = S0*tgu0 /(tgu0 - h/S0); tgH = 0.5*q0*tgLi /tgu0; Nghiem_Lech(1)=tgu0; Nghiem_Lech(2)=tgLi; Nghiem_Lech(3)= tgH; % ============ end end %+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++ function hamf =ham(x) tgf=(2*h/S0 - x)/x ; tg0 = tgf*sqrt(1+(x*tgf)^2)-log(x*tgf+sqrt(1+(x*tgf)^2))/x; hamf =0.5*S0*(sqrt(1+x^2)+log(x+sqrt(1+x^2))/x - tg0)-(1-tgf)*L; end %+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++ function hamf1 =ham1(x) hamf1 =sqrt(1+x^2)+log(x+sqrt(1+x^2))/x-2*L/S0; end %++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++ function hamU1 = hamU_lech(a01,b01) a0=a01; b0=b01; KT = abs(b0-a0); while KT > saiso c=(a0+b0)/2; f1= ham(c); f2= ham(b0); B01=f1*f2; if B01=0 b0=c; end KT = abs(b0-a0); end hamU1=(a0+b0)/2; end %++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++ function U1 = hamU(a01,b01) a0=a01; b0=b01; KT = abs(b0-a0); while KT > saiso c=(a0+b0)/2; f1= ham1(c); f2= ham1(b0); B01=f1*f2; if B01=0 b0=c; end KT = abs(b0-a0); end U1=(a0+b0)/2; end %++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++ end 5) Tính tốn dao đ ộ ng chuyể n hướng function Dao_dong_khi_chuyen_huong_chuan clc; Ten_ghi = 'SoLieu_EXCEL_MATLAB.xlsx'; % Hình th? H=3500; % N Luc cang ngang L=0.30; % m dài dây treo gio S= 0.80; % m khoang cách giua hai gio M =2; % kg khoi luong gio hàng g=9.80; % m/s^2 % gia_toc= 5.*rand; van_toc = 0.40; % m/s R = 0.60; t_start = 0; t_end = 57; %final time in seconds time_span =t_start:0.001:t_end; [t,x]=ode45(@rhs,time_span,[0 0]); [dong,cot]= size(x) %************************************** subplot(1,1,1); cla; toi=round(dong/3) plot(t(:),L*x(:,1),'B-','linewidth',2); hold on xlabel("Thoi gian (s)") ylabel("Bien Dao dong chuyen huong (m)") grid on %************************************** function xdot=rhs(t,x) dxdt_1 = x(2); dxdt_2 =(-g/L)*x(1)+((van_toc^2/(L*R+L^2*x(1)))+ 0.5*x(1)^2); xdot=[dxdt_1; dxdt_2]; end %******************** % The forcing function, edit to change as needed %******************** function fz=forceZ(t) % P_gio = 5.*rand -2; forceZ(t))*(1- a=5.6 ; Fz = 2*sin(a*t); fz= Fz/(M*L); end end 6) Tính biên độ dao động cực đại ngang dọc giỏ function Dao_dong_ngang_doc_chuan clc; % Tinh dao dong Ngang - Doc Bien Max Ten_ghi = 'SoLieu_EXCEL_MATLAB.xlsx'; n=31; % so luong gio mot nhip cáp H=3500; % N Luc cang ngang L=0.2; % m dài dây treo gio S= 0.80; % m khoang cách giua hai gio M =2; % kg khoi luong gio hàng g=9.80; % m/s^2 gia_toc0= 1.*rand Bien_Fz=3.*rand; m=n-1; Dao_dong_Ngang=1; Dao_dong_Doc=1; if Dao_dong_Ngang==1 Dao_dong_Doc=0; end Bien_do_Max=1 ; if Bien_do_Max==1 Dao_dong_Ngang=0; end Gio = round(m/2) Gio2= round(m/3) Gio1= round(m/4) kx=0; Dao_dong_Doc=0; L_day=zeros(); H_ngang = zeros(); for k=1:5 L_day(k) = 0.2+(k-1)*0.05; end for k=1:5 H_ngang(k)= 1900+ (k-1)*400; end Mang_ve=zeros(); %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& for k_H=1:1 b= (H/(M*g))*(L/S) A=zeros(m); K_ve = rem(m,2) ; ve = m; if K_ve == ve = m+1; end for i=1:m A(i,i)= 2*b+1; end for i=1: m-1 A(i,i+1)=-b; A(i+1,i)=-b; end Son=inv(A); K=zeros(4*m); C = zeros(4*m,1); B = zeros(4*m,1); x0=zeros(1,4*m); for i=1:m K(2*i-1,2*i)=1; end for i=1:m B(2*i,1)=1; end x1 = zeros(); Z=zeros(); M_1=zeros(); M1=zeros(); D=zeros(); t_start = 0; t_end = 100; %final time in seconds time_span =t_start:0.001:t_end; [t,x]=ode45(@rhs,time_span,x0); cot = size(x,2) dong = (size(x,1)-1) Goc=1; Toi = dong; so_tinh = Toi-Goc+1; end % for k_H %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& % TTTTTTTTTTTTTT het thay doi H L % ######################################################### % Xet cac bien Max tai cac gio if Bien_do_Max==1 i=1 ; k =0; chua=zeros(); while i < dong-1 i=i+1; a1 = x(i-1,ve); a2=x(i,ve); % a3 =x(i+1,3); %if (a2>0) & (a2>a1) & (a2>a3) if (a2 * a1) < k=k+1; chua(k,1) = a2; end end so_dao_dong = size(chua,1) [M_i,M_j] =max(abs(x)); MaxA = zeros(); for k=1:m MaxA(k,1) = k; MaxA(k,2) = M_i(2*k-1); end plot(MaxA(:,1),100*MaxA(:,2),'+'); xlabel(" Thu tu gio ") ylabel("Bien Max cua Dao dong Ngang (cm)") grid on %************************************** ghi_bang_Bien_do_Max = if ghi_bang_Bien_do_Max==1 Bang_ghi=zeros(); Tieu_de1 ={'Bien Max cua cac gio hang'}; xlswrite(Ten_ghi, Tieu_de1, 4, [ 'B' num2str(1)]); for i=1:m-1 Bang_ghi(1,i) = i; Bang_ghi(2,i) = MaxA(i,2); end xlswrite(Ten_ghi,MaxA, 4, [ 'B' num2str(3)]); end %************************************** end % if Bien_do_Max==1 % ######################################################### % Ve_do_thi_Doc_Ngang = 1; if (Dao_dong_Ngang==1) | (Dao_dong_Doc==1) so_gio(1) = 1; so_gio(2) = 8; so_gio(3) =round(m/2); Thu_tu_gio = { ['Gio ' num2str(so_gio(3))]} if Dao_dong_Ngang==1 cot_x(1)= 2*so_gio(1)-1; 2*so_gio(3)-1; cot_x(2)= 2*so_gio(2)-1; Goc = 1; plot(t(Goc:Toi),x(Goc:Toi,cot_x(3)),'B-','linewidth',2); hold on legend(Thu_tu_gio); xlabel("Thoi gian (s)") ylabel("Bien Dao dong Ngang (m)") grid on end if Dao_dong_Doc==1 Toi= round(dong/3); cot_x(1)= 2*m+2*so_gio(1)-1; cot_x(2)= 2*m+2*so_gio(2)-1; cot_x(3)=2*m+ 2*so_gio(3)-1; plot(t(Goc:Toi),x(Goc:Toi,cot_x(3)),'B-','linewidth',2); legend(Thu_tu_gio); hold off xlabel("Thoi gian (s)") ylabel("Bien Dao dong Doc (radian)") grid on end end %************************************** function xdot=rhs(t,x) for i=1:4*m C(i,1)=x(i); end for i=1:m x1(i,1)=C(2*i-1,1); end for i=1:2*m x2(i,1)= C(2*m+ i,1); end Z=Son*x1; cot_x(3)= D1= (x1-Z); D = (x1-Z).*(x1-Z); Dat = forceZ(t)*B; xdot= K*C+ Dat; for i=1:m xdot(2*i)= xdot(2*i) - 2*L*g*D1(i,1)/(2*L^2-D(i,1)); end for i=1:m Phi(i) = x2(2*i-1,1); end for i=1:m Phi_2(i) = (-2*g*L)/(2*L^2-D(i))*Phi(i)/(1-(Phi(i))^2)+ 0.5*forceX(t)*(2-(Phi(i))^2)/(1-2*(Phi(i))^2); end for i=1:m xdot(2*m+ 2*i-1) = x2(2*i); xdot(2*m+2*i) = Phi_2(i); end end %******************** % The forcing function, edit to change as needed %******************** function fz=forceZ(t) Fz = 3.23*sin(1*t); % tan so phai < 5, tan so = 5.4 => co Phach fz= Fz/M; end function fx=forceX(t) % FTT = 1.*rand; a= ; Fx = 0.4*sin(2*t); Phach gia_toc=sin(t); fx= gia_toc/L end end % tan so phai < 5, tan so = 5.3 => co -Fx/(M*L); 7) Tính biên độ dao độ cực đại theo đại lượng: r,H,L,n function DD_ngang_doc_H_r_L_chuan clc; Ten_ghi = 'SoLieu_EXCEL_MATLAB.xlsx'; Matinh='n' ; % Ma_tinh % r - tinh Bien % H - tinh Bien % L - tinh Bien % n - tinh Bien % H- luc cang ngang, = {r , H Max theo Max theo Max theo Max theo , L , n } => r, H L (khi co dinh Do_vong) L ( L = (n-1)*S ) r - dai day treo gio , L - dai day cáp nhip % n - số lượng giỏ treo nhịp Do_vong= 0.32; % (m) - co dinh Do_vong dung de chuyen dai L sang H n=31; % so luong gio mot nhip cáp H=3500; % N Luc cang ngang r= 0.3; % m dài dây treo gio S= 0.80; % m khoang cách giua hai gio M =2; % kg khoi luong gio hàng g=9.80; % m/s^2 gia_toc0= 1.*rand Bien_Fz=3.*rand; q=M*10; kx=0; r_day=zeros(); H_ngang = zeros(); L_day=zeros(); for k=1:5 r_day(k) = 0.2+(k-1)*0.05; % don vi m end for k=1:5 H_ngang(k)= 3000+ (k-1)*500; % don vi N end for k=1:5 L_day(k)= 20+ (k-1)*2; % don vi m end Mang_ve=zeros(); %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& for k_H=1:5 if Matinh=='r' r = r_day(k_H); end if Matinh=='H' H=H_ngang(k_H); end if Matinh=='L' H= q*L_day(k_H)^2/(8*Do_vong); % Co dinh f n= round(L_day(k_H)/S) +1; end if Matinh=='n' n= round(L_day(k_H)/S) +1; % Co dinh H end Gio = Gio2= Gio1= Gio0= m=n-1; round(m/2) round(m/3) round(m/4) round(m/5) b= (H/(M*g))*(r/S) A=zeros(m); K_ve = rem(m,2) ; ve = m; if K_ve == ve = m+1; end for i=1:m A(i,i)= 2*b+1; end for i=1: m-1 A(i,i+1)=-b; A(i+1,i)=-b; end Son=inv(A); K=zeros(4*m); C = zeros(4*m,1); B = zeros(4*m,1); x0=zeros(1,4*m); for i=1:m K(2*i-1,2*i)=1; end for i=1:m B(2*i,1)=1; end x1 = zeros(); Z=zeros(); M_1=zeros(); M1=zeros(); D=zeros(); t_start = 0; t_end = 100; %final time in seconds time_span =t_start:0.001:t_end; [t,x]=ode45(@rhs,time_span,x0); cot = size(x,2) dong = (size(x,1)-1) Goc=1; Toi = dong; so_tinh = Toi-Goc+1; if Matinh=='H' Mang_ve(k_H,1) = H ; end if Matinh=='r' Mang_ve(k_H,1) = r ; end if Matinh=='L' Mang_ve(k_H,1) = L_day(k_H) ; end if Matinh=='n' Mang_ve(k_H,1) = L_day(k_H) ; end Mang_ve(k_H,2) = max(abs(x(:,2*Gio0-1 ))); Mang_ve(k_H,3) = max(abs(x(:,2*Gio1-1 ))); Mang_ve(k_H,4) = max(abs(x(:,2*Gio2-1 ))); Mang_ve(k_H,5) = max(abs(x(:,2*Gio-1 ))); end % for k_H %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& % TTTTTTTTTTTTTT thay doi H L v?i Max bien Ve_BienD_H_r = 1; if Ve_BienD_H_r ==1 cla; plot(Mang_ve(:,1),Mang_ve(:,2),'k -.',Mang_ve(:,1),Mang_ve(:,3),'B ',Mang_ve(:,1),Mang_ve(:,4),'Red :*',Mang_ve(:,1),Mang_ve(:,5),'Black'); if Matinh=='H' tgTet= ['Luc cang ngang H (N) ', ' n =' , num2str(n),', r(cm) =', num2str(100*r),', S(cm) =', num2str(100*S) ] xlabel( tgTet ) end if Matinh=='r' tgTet= ['Do dai day treo gio (m) ', ' n =' , num2str(n),', H(N) =', num2str(H),', S(cm) =', num2str(100*S) ] xlabel( tgTet ) end if Matinh=='L' tgTet= ['Do dai day cap (m) ', ', f(cm) =', num2str(Do_vong*100),', S(cm) =', num2str(100*S),', r(cm) =', num2str(100*r) ] xlabel(tgTet ) end if Matinh=='n' tgTet= ['Do dai day cap (m) ', ', H(N) =', num2str(H),', S(cm) =', num2str(100*S),', r(cm) =', num2str(100*r) ] xlabel(tgTet ) end ylabel("Bien Max cua Dao dong Ngang (m)"); if (Matinh=='H')| (Matinh=='r') Thu_tu_gio = { ['Gio ' num2str(Gio1-2)] ['Gio ' num2str(Gio1)] ['Gio ' num2str(Gio2)] ['Gio ' num2str(Gio)]}; end if (Matinh=='L') | (Matinh=='n') Thu_tu_gio = ["Vi tri L/10" "Vi tri L/8" "Vi tri L/6" "Vi tri L/2"]; end legend(Thu_tu_gio); grid on ghi_bang_H_L = if ghi_bang_H_L==1 if Matinh=='H' Tieu_de2 = ["H" num2str(Gio0) num2str(Gio1) num2str(Gio2) num2str(Gio)]; Tieu_de1 ={['Quan he H (N) Bien (m) Max cua gio ', ' n =' , num2str(n),', r(cm) =', num2str(100*r),', S(cm) =', num2str(100*S) ] }; seet_ghi=5; end if Matinh=='r' Tieu_de2 = num2str(Gio2) num2str(Gio)]; =' , ["r" num2str(Gio0) num2str(Gio1) Tieu_de1 ={['Quan he r (m) Bien (m) Max cua gio ',' n num2str(n),', H(N) =', num2str(H),', S(cm) =', num2str(100*S) ] }; seet_ghi= 6; end if Matinh=='L' Tieu_de2 = ["L" " L/10" "L/8" "L/6" "L/2"]; Tieu_de1 ={['Quan he L (m) Bien (m) Max cua gio ', ', f(cm) =', num2str(Do_vong*100),', S(cm) =', num2str(100*S),', r(cm) =', num2str(100*r) ] }; seet_ghi= 7; end if Matinh=='n' Tieu_de2 = ["L" " L/10" "L/8" "L/6" "L/2"]; Tieu_de1 ={['Quan he L (m) Bien (m) Max cua gio ', ', H(N) =', num2str(H),', S(cm) =', num2str(100*S),', r(cm) =', num2str(100*r) ] }; seet_ghi= 8; end xlswrite(Ten_ghi, Tieu_de1, seet_ghi, [ 'B' num2str(2)]); xlswrite(Ten_ghi, Tieu_de2 , seet_ghi, [ 'B' num2str(4)]); xlswrite(Ten_ghi,Mang_ve, seet_ghi, [ 'B' num2str(6)]); end end % TTTTTTTTTTTTTT het thay doi H L function xdot=rhs(t,x) for i=1:4*m C(i,1)=x(i); end for i=1:m x1(i,1)=C(2*i-1,1); end for i=1:2*m x2(i,1)= C(2*m+ i,1); end Z=Son*x1; D1= (x1-Z); D = (x1-Z).*(x1-Z); Dat = forceZ(t)*B; xdot= K*C+ Dat; for i=1:m xdot(2*i)= xdot(2*i) - 2*r*g*D1(i,1)/(2*r^2-D(i,1)); end for i=1:m Phi(i) = x2(2*i-1,1); end for i=1:m Phi_2(i) = (-2*g*r)/(2*r^2-D(i))*Phi(i)/(1-(Phi(i))^2)+ 0.5*forceX(t)*(2-(Phi(i))^2)/(1-2*(Phi(i))^2); end for i=1:m xdot(2*m+ 2*i-1) = x2(2*i); xdot(2*m+2*i) = Phi_2(i); end end %******************** % The forcing function, edit to change as needed %******************** function fz=forceZ(t) Fz = 4*sin(1*t); % tan so phai < 5, tan so = 5.4 => co Phach fz= Fz/M; end function fx=forceX(t) a= ; Fx = 0.4*sin(2*t); % tan so phai < 5, tan so = 5.3 => co Phach gia_toc=sin(3*t); fx= gia_toc/r -Fx/(M*r); end end 8) Đồ thị biên độ dao động cực đại phụ thuộc vào H L (thực nghiệm lý thuyết) function Do_thi_Bien_do_DD_phu_thuoc_H_L_LT_TN clc; cla; Ten_ghi = 'SoLieu_EXCEL_MATLAB.xlsx'; num=xlsread(Ten_ghi, 9); n_L=num(2,1) n_H=num(1,2) L= num(2,3:n_L+2); H =num(3:n_H+2,2); [L,H]= meshgrid(L,H); H0=H/1000; A = -9.7 -12.56*H0 + 4.33*L +1.56*H0.^2 -0.17*H0.*L q= 0.02 %kN/m A_LT= 100*num(3:n_H+2,3:n_L+2) surf(L,H,A); mesh(L,H,A_LT); legend({' Hoi quy', ' Ly thuyet'}); hold on ylabel('Luc cang ngang H(N)'); xlabel('Do dai nhip L(m)'); zlabel('Bien Max A(cm)'); title('Do thi: Bien Max A = A(H,L)') end 0.05*L.^2 ; 9) Đồ thị độ võng cực đại phụ thuộc vào H L (thực nghiệm lý thuyết) function Do_thi_Do_vong_phu_thuoc_H_L_LT_TN clc; cla; % DO thi võng the l?c c?ng ngang H ?? dài nh?p L : LT Th?c nghi?m H =[ 3:0.1:5]; L= [20: 0.5:28]; [H,L]= meshgrid(H,L); f =-5.037 -4.667*H + 2.069*L +3.056*H.^2 -1.188*H.*L+ ; q= 0.02 %kN/m f_LT= 100*(q/8)*L.*L./H; mesh(1000*H,L,f); surf(1000*H,L,f_LT); legend({' Hoi quy', ' Ly thuyet'}); hold on xlabel('Luc cang ngang H (N)'); ylabel('Do dai nhip L (m)'); zlabel('Do vong f (cm)'); title('Do thi: end Do võng f = f(H,L)') 0.128*L.^2