Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của máy chữa cháy rừng bằng đất cát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HỒNG MINH HỊA NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA MÁY CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG ĐẤT CÁT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - HỒNG MINH HỊA NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA MÁY CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG ĐẤT CÁT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngành : Kỹ thuật khí Mã số : 9.52.01.03 Người hướng dẫn khoa học 1: PGSTS Dương Văn Tài Người hướng dẫn khoa học 2: TS Trần Văn Tưởng HÀ NỘI, NĂM 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương Văn Tài TS Trần Văn Tưởng Các kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày… tháng……năm 2022 Hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương Văn Tài TS Trần Văn Tưởng Tác giả luận án Hồng Minh Hịa ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, quan nhiệt tình giúp đỡ tơi hoàn thành luận án khoa học Trước hết xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Dương Văn Tài TS Trần Văn Tưởng 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 Đồng Nai 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 hoàn 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 kiến q báu để tơi hồn thành luận án Hà Nội, ngày… tháng……năm 2022 Tác giả luận án Hoàng Minh Hòa iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình cháy rừng giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình cháy rừng giới 1.1.2 Tình hình cháy rừng Việt Nam 1.2 Khái quát công nghệ chữa cháy rừng 1.3 Các cơng trình nghiên cứu thiết bị chữa cháy rừng giới 10 1.4 Các cơng trình nghiên cứu thiết bị chữa cháy rừng Việt Nam .14 1.5 Mục tiêu nghiên cứu luận án 19 1.6 Nội dung nghiên cứu luận án 19 1.6.1 Nghiên cứu lý thuyết 19 1.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm 20 1.7 Đối tượng nghiên cứu 20 1.7.1 Cấu tạo máy phun đất cát chữa cháy rừng 20 1.7.2.Nguyên lý hoạt động 21 1.7.3 Thông số kỹ máy chữa cháy rừng đất cát .22 1.7.4 Một số tồn máy chữa cháy rừng đất cát .23 1.8 Khái quát đất rừng phục vụ cho chữa cháy .23 1.8.1 Đặc điểm đất rừng 23 1.8.2 Phân loại đất rừng: 24 1.8.3 Thành phần đất rừng 25 1.8.4 Một số tính chất lý đất rừng 26 1.9 Nguyên lý trình chữa cháy [5]; [22] 29 1.9.1 Bản chất trình cháy 29 iv 1.9.2 Các điều kiện trình cháy .29 1.9.3 Các chế lý, hoá dập tắt đám cháy rừng 31 1.10 Phương pháp nghiên cứu 35 1.10.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 35 1.10.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 35 Kết luận chương .36 Chương CƠ SỞ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA MÁY CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG ĐẤT CÁT .37 2.1 Đặc điểm yêu cầu hệ thống cắt đất 37 2.1.1 Đặc điểm trình cắt đất 37 2.1.2 Yêu cần kỹ thuật đất sau cắt phục vụ cho chữa cháy 38 2.2 Xây dựng mơ hình tính tốn hệ thống cắt đất, hút đất phun đất vào đám cháy 38 2.2.1 Mơ hình tính tốn hệ thống cắt đất, hút phun đất vào đám cháy .38 2.2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống cắt đất 40 2.3 Cơ sở lý thuyết tính tốn hệ thống cắt đất 41 2.3.1 Nguyên lý cắt đất dạng búa 42 2.3.2 Quan hệ động học qua trình cắt đất 44 2.3.3 Quan hệ động lực học trình cắt đất 45 2.3.4 Lực cắt đất .46 2.3.5 Thiết lập hệ phương trình chuyển động hệ: Đĩa – dao cắt kéo văng đất 48 2.4 Tính tốn rung động hệ thống cắt đất 60 2.4.1 Xây dựng mơ hình tính dao động hệ máy cắt đất dạng búa 60 2.4.2 Thiết lập hệ phương trình dao động 61 2.4.3 Phân tích lực kích động tác dụng lên trục đĩa thép 63 2.5 Cơ sở lý thuyết tính tốn hệ thống hút phun đất vào đám cháy 68 2.5.1 Xác định vận tốc dịng khơng khí đường ống thẳng đứng 68 2.5.2 Xác định vận tốc dịng khơng khí ống dẫn nằm ngang .70 2.5.3 Tính tốn quạt hút phun đất 71 2.5.4 Tính tốn hệ thống hút đất 78 v 2.5.5 Tính tốn hệ thống phun đất .82 Kết luận chương 84 Chương KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG ĐẤT CÁT 85 3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến công suất cắt- kéo văng đất .85 3.1.1 Ảnh hưởng bán kính động học đĩa thép đến công suất cắt -kéo văng đất 86 3.1.2 Ảnh hưởng chiều dài dao cắt đất đến công suất cắt- kéo văng đất .87 3.1.3 Ảnh hưởng mật độ khối lượng dao cắt đến công suất cắt - kéo văng đất 88 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng vận tốc góc đĩa thép lắp dao cắt đến đến công suất cắt - kéo văng đất 89 3.2 Khảo sát rung động hệ thống cắt đất 90 3.2.1 Xác định thông số đầu vào để khảo sát rung động hệ thống 90 3.2.2 Giải mô phương trình vi phân dao động hệ thống cắt đất 91 3.2.3 Giải pháp giảm rung cho hệ thống cắt đất .97 3.3 Khảo sát thông số ảnh hưởng đến vận tốc áp lực quạt hút phun đất 98 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng góc lắp ráp đầu đến vận tốc quạt hút phun đất 98 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng góc lắp ráp đầu đến áp lực phun quạt hút 99 3.4 Xác định số thông số hợp lý máy chữa cháy rừng đất cát 99 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN LÝ THUYẾT VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THƠNG SỐ TỐI ƯU CỦA MÁY CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG ĐẤT CÁT 102 4.1 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 102 4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 102 4.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 103 4.2 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm 103 4.3.4 Phương pháp xác định khối lượng đất phun 108 4.3.5 Thiết bị, dụng cụ đo áp lực khối lượng đất phun vào đám cháy .109 vi 4.3.5.1 Thiết bị khuếch đại .109 4.4 Kết nghiên cứu thực nghiệm kiểm chứng mơ hình tính tốn lý thuyết 110 4.4.1 Chuẩn bị thí nghiệm 110 4.4.2 Tổ chức tiến hành thí nghiệm 110 4.5 Xác định số thông số tối ưu máy chữa cháy rừng đất cát .115 4.5.1.Chọn phương pháp nghiên cứu .115 4.5.2 Phương pháp xử lý kết thí nghiệm 118 4.5.3 Kết thí nghiệm đơn yếu tố .123 4.5.4 Kết thực nghiệm đa yếu tố .133 4.6 Xác định giá trị tối ưu tham số ảnh hưởng .140 4.6.1 Phương pháp tìm giá trị tối ưu thông số đầu vào 140 4.6.2 Kết giải toán tối ưu theo phương pháp hàm tỷ lệ tối ưu tổng quát 142 4.7 Xác định công suất động .143 4.7.1 Xác định công suất động hệ thống cắt đất 143 4.7.2 Tính tốn cơng suất động hệ thống hút phun đất .143 4.8 Thông số kỹ thuật máy chữa cháy rừng đất cát tính tốn tối ưu hoàn thiện 144 Kết luận chương 146 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 147 Kết luận 147 Kiến nghị .148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổng hợp tình hình cháy rừng Việt Nam từ năm 2010 - 2020 Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật máy chữa cháy rừng đất cát .22 Bảng 1.3: Trạng thái độ chặt đất, ứng với độ ẩm 27 Bảng 2.1 Khả chịu tải loại đất khác 52 Bảng 4.1 So sánh lực cắt đất tính tốn theo lý thuyết với kết thực nghiệm 114 Bảng 4.2 Bảng so sánh gia tốc rung động cực đại hệ thống cắt đất mơ hình tính tốn lý thuyết kết thực nghiệm .115 Bảng 4.3: Kết thí nghiệm ảnh hưởng đường kính đĩa thép D đến khối lượng đất phun 124 Bảng 4.4: Kết thí nghiệm ảnh hưởng đường kính đĩa thép D 125 Bảng 4.5: Kết thí nghiệm ảnh hưởng chiều dài dao cắt L đến hối lượng đất phun .126 Bảng 4.6: Kết thí nghiệm Ảnh hưởng chiều dài dao cắt L đến áp lực phun .127 Bảng 4.7: Kết thí nghiệm ảnh hưởng góc lắp ráp đầu β2 đến khối lượng đất phun 128 Bảng 4.8: Kết thí nghiệm ảnh hưởng góc lắp ráp đầu β2 .130 Bảng 4.9: Kết thí nghiệm ảnh hưởng số lượng cánh quạt gió đến khối lượng đất phun 131 Bảng 4.10: Kết thí nghiệm ảnh hưởng số lượng cánh Z quạt gió đến áp lực phun 132 Bảng 4.11 Mức thí nghiệm thơng số đầu vào 134 Bảng 4.12 Ma trận thí nghiệm theo kế hoạch Boks - Benken 135 Bảng 4.13: Kết ảnh hưởng tham số đến hàm .136 khối lượng đất phun 136 Bảng 4.14: Kết ảnh hưởng tham số đến hàm .137 áp lực phun 137 Bảng 4.15: Thông số kỹ thuật máy phun đất cát chữa cháy rừng chế tạo theo kết tính tốn thơng số tối ưu 145 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cháy rừng Tây ngun Hình 1.2: Chữa cháy rừng máy phun đất cát Hình 1.3: Máy thổi gió chữa cháy rừng .12 Hình 1.4: Xe chữa cháy cải tiến từ xe Uoát .17 Hình 1.5: Các thiết bị chữa cháy rừng đề tài điểm cấp nhà nước mã số KC07.13/06-10 thiết kế chế tạo 18 Hình 1.6: Máy chữa cháy rừng đất cát 21 Hình 1.7: Hoạt động máy cắt đất hút phun đất 21 Hình 1.8: Sơ đồ tam giác cháy 32 Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn hệ thống cắt đất, hút đất phun đất 39 Hình 2.2: Mơ hình hệ thống cắt đất 40 Hình 2.3: Cấu tạo hệ thống cắt đất dạng búa 42 Hình 2.4: Nguyên lý cắt đất dạng búa 43 Hình 2.5: Sơ đồ động học hệ thống cắt đất 44 Hình 2.6: Sơ đồ tính mơn men động lượng .45 Hình 2.7: Sơ đồ tính tốn động lực học hệ thống cắt đất dạng búa 45 Hình 2.8 Mơ hình động lực học hệ: Đĩa - dao cắt kéo văng đất 48 Hình 2.9 Hệ tọa độ tính tốn ứng suất lịng đất chịu tải tập trung 53 Hình 2.10 : Mơ hình dao động máy cắt đất dạng búa 61 Hình 2.11 Phân tích xung lực tác dụng lên trục đĩa cắt kéo văng đất 64 Hình 2.12 Dạng xung lực va đập lên trục đĩa .66 Hình 2.13 Đồ thị biểu diễn hàm F(t) 66 Hình 2.14: Lực tác dụng lên hạt đất, cát dòng khí chuyển động 68 Hình 2.15: Chuyển động hạt vật liệu ống nằm ngang .70 Hình 2.16: Các tham số kết cấu quạt gió 72 Hình 2.17: Mơ hình động lực học tính tốn áp lực quạt hút phun đất .73 Hình 2.18: Sơ đồ tính tốn vận tốc khơng khí đầu quạt hút phun đất 75 Hình 3.1: Ảnh hưởng bán kính đĩa thép lắp dao cắt đến công suất cắt- kéo văng đất 87 Hình 3.2: Ảnh hưởng chiều dài dao cắt đến công suất cắt - kéo văng đất .88 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Trần Văn Tưởng, Dương Văn Tài, Hồng Minh Hịa, “Khảo sát động lực học hệ thống cắt đất máy chữa cháy rừng đất cát”, Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn số 31/2018 trang 17-23 Hồng Minh Hịa, Dương Văn Tài, “Dao động máy chữa cháy rừng đất cát”, Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn số 42/2021 trang 48-55 Hồng Minh Hịa, Dương Văn Tài, “Xác định số thông số tối ưu máy chữa cháy rừng đất cát”, Tạp chí Cơng nghiệp nông thôn số 42/2021 trang 56-61 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 01 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THĂM DỊ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN KHỐI LƯỢNG VÀ ÁP LỰC ĐẤT PHUN VÀO ĐÁM CHÁY Số TN 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Đường kính đĩa thép D (cm) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 Chiều dài dao cắt L(cm) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Góc lắp ráp đầu β2 (độ) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Số cánh quạt Z Khối lượng đất phun Kg/phút Áp lực đất phun (N) 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 1,78 1,69 1,82 1,73 1,81 1,71 1,74 1,86 1,72 1,81 1,71 1,83 1,75 1,78 1,79 1,88 1,73 1,81 1,76 1,89 1,71 1,81 1,71 1,88 1,69 1,72 17,8 18,4 17,5 16,1 17,2 16,7 18,1 17,9 17,7 17,7 18,6 18,1 17,8 17,3 18,1 17,8 17.9 17,2 18,4 18,5 17,7 17,1 18,1 17,8 18,4 17,5 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 1,83 1,71 1,81 1,74 1,76 1,82 1,71 1,81 1,73 1,85 1,78 1,79 1,88 1,73 1,81 1,76 1,79 1,81 1,71 1,81 1,76 1,89 1,71 1,81 16,1 17,2 16,7 18,1 17,9 17,7 17,7 18,6 18,1 17,8 17,3 18,1 17,8 17.9 17,2 18,4 18,5 17,7 17,1 18,1 18,4 18,5 17,7 17,1 PHỤ LỤC 02 Q TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐO MƠ MEN VÀ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY ĐÀO ĐẤT PHỤ LỤC 03 QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐO KHỐI LƯỢNG VÀ ÁP LỰC ĐẤT PHUN VÀO ĐÁM CHÁY PHỤ LỤC 04 DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PHỤ LỤC 05 COD CỦA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH CƠNG SUẤT CẮT- KÉO VĂNG ĐẤT function Dao_dong_Bua_va_Cong_suat_cat_dat clc; Ten_ghi = 'So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'; g=9.81 ; % m/s^2 gia toc Trong truong R =0.1 ; % m L0= 0.03; % m ro_b = 0.78 ; % kg/m khoi luong rieng bua m_b = 55 g r0_d = 40 ; % kg/m2 khoi luong rieng dia h = 0.01 ; % m sau nhat cat mG = 0.003 ; % kg khoi luong dat cat - keo - vang 2,7.10^3kg/m^3 Xic_dat = 150000; % N/m2 ung suat gioi han Dat Beta = pi; % rad goc cat Omega = 262 ; % rad/s J1 = r0_d*pi*R^4/2 ; % mo men quan tinh dia Pc = 2*pi*h^2*Xic_dat/2 % luc cat da % L = 0.08 ; % m %$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ cla; T_gian =10 ; t =0:0.001:T_gian; Bang=zeros(); Bang1(1,1)= "Do dai bua - cm" ; Bang1(1,2)= " Cong suat cat_KVang_W"; % Bang2(1,1)= "Khoi luong rieng bua - kg/m" ; Bang2(1,2)= " Cong suat cat_KVang_W"; %========================================== for j = 1: % ro_b =ro_b0 + (j-1)*0.2*ro_b0; L = L0+ (j-1)*0.01 b=R+L ;%m [t,z]=ode45(@rhs1,t,[0 0 ]); % BD_Max= max(z(:,3)*10^3*R2) bay = size(z(:,1)); N_c = zeros(); tg1 = Pc*b*Omega ; tg2 = mG*b^3*Omega^2/(Beta*b-h) for k =1:bay g1 = z(k,2); g2 =z(k,4); tgt1 =2*(R^2*L +L^3/3)*Omega; tgt2 = (L^3/3)*(g1+g2); tgt3 = (R*L^2/2) *((2*Omega + g1)*cos(z(k,1)) +(2*Omega + g2)*cos(z(k,3))); TS = ro_b*(tgt1 + tgt2 + tgt3) + J1*Omega - Pc*h/Omega; tgb1 = 2*(L*R^2 + L^3/3) + R*L^2*(cos(z(k,1)) + cos(z(k,3))); MS = J1 + mG*b^2 + ro_b*tgb1; tg = tg1+ tg2*(TS/MS); N_c(k) = tg; end Cong_suat_cat_W_Max= max(N_c); Bang(j,1) = L*100 ; %Bang(j,1) = ro_b ; Bang(j,2)=Cong_suat_cat_W_Max; end % xlswrite(['So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'], Bang1,2,['A' num2str(2)]); % xlswrite(['So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'],Bang,2,['A' num2str(3)]); %========================================== % axis off plot(Bang(:,1),Bang(:,2),'R-'); %,'linewidth',1); % axis([9 10 -0.5 0.5]); axis on hold on xlabel("Do dai bua (cm)"); % xlabel("Khoi luong rieng bua (kg/m)" ylabel("Cong suat cat keo vang (W) "); grid on %********************************************* function xdot=rhs1(t,z) G1= z(2); G2 = z(4); dxdt_1 = z(2); dxdt_3 = z(4); tgT1 =2*(R^2*L +L^3/3)*Omega; tgT2 = (L^3/3)*(G1+G2); tgT3 = (R*L^2/2) *((2*Omega + G1)*cos(z(1)) +(2*Omega + G2)*cos(z(3))); A_TS = ro_b*(tgT1 + tgT2 + tgT3) + J1*Omega - Pc*h/Omega; tgM1 = 2*(L*R^2 + L^3/3) + R*L^2*(cos(z(1)) + cos(z(3))); A_MS = J1 + mG*b^2 + ro_b*tgM1; tgVP = (R/L)*3*Omega^2*b^3*mG/(Beta*b-h); tgVP = tgVP*t; tgVP2t= 1.5*(R/L)*Omega^2*sin(z(1))+ 1.5*(g/L)*sin(Omega*t + z(1)); tgVP4t= 1.5*(R/L)*Omega^2*sin(z(3))+ 1.5*(g/L)*sin(Omega*t + pi+ z(3)); tgVP2p = sin(z(1))*( (Omega +0.5*G1)*A_MS -A_TS)/A_MS^2; tgVP4p = sin(z(3))*( (Omega +0.5*G2)*A_MS -A_TS)/A_MS^2; VP2 = tgVP *tgVP2p -tgVP2t ; VP4 = tgVP *tgVP4p -tgVP4t ; %+++++++++++++++++++++++++++++++++++ dxdt_2 = VP2; dxdt_4 = VP4 xdot=[dxdt_1 ; dxdt_2 ; dxdt_3 ; dxdt_4 ]; enD %************************************** end PHỤ LỤC 06 COD CỦA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH DAO ĐỘNG CỦA MÁY CẮT ĐẤT function Dao_dong_may_cat_dat clc; Ten_ghi = 'So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'; g=9.81 ; % m/s^2 gia toc Trong truong R =0.1 ; % m L= 0.07; % m ro_b = 0.78 ; % kg/m khoi luong rieng bua m_b = 55 g m_b = 0.055 ; % kg khoi luong bua r0_d = 40 ; % kg/m2 khoi luong rieng dia %r0_d = 80; h = 0.01 ; % m sau nhat cat mG = 0.003 ; % kg khoi luong dat cat - keo - vang 2,7.10^3kg/m^3 Xic_dat = 150000; % N/m2 ung suat gioi han Dat Beta = pi/2; % rad goc cat Omega = 262 ; % rad/s J1 = r0_d*pi*R^4/2 ; % mo men quan tinh dia Pc = 2*pi*h^2*Xic_dat/2 % luc cat dat b=R+L;%m %&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& L1= 0.13 ; % m a=0.10 ; % m L3=0.17; %m L2= 0.27 ; %m C10=200000 ; % N/m C2= 50000 ;% N/m m =9.5 ; % kg khoi luong máy Te_ta = pi/4; % Goc nghieng T0 = Beta/Omega ; % thoi gian xung luc T = pi/Omega ; % Chu ky xung luc s0 = T0/2 ; S = T/2; N = 5; a0 = T0 /T; ak=zeros(); for k=1:N ak(k) = 2*T/(T0*k^2*pi^2)*(1-cos(k*pi*T0/T)); end %$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ cla; T_gian =10 ; t =0:0.001:T_gian; [t,z]=ode45(@Dao_dong_bua,t,[0 0 ]); bay = size(z(:,1)) CS_c = zeros(); N_TB=zeros(); tg1 = Pc ; tg2 = mG*b^2*Omega/(pi*b-h); for k =1:bay g1 = z(k,2); g2 =z(k,4); tgt1 =2*(R^2*L +L^3/3)*Omega; tgt2 = (L^3/3)*(g1+g2); tgt3 = (R*L^2/2) *((2*Omega + g1)*cos(z(k,1)) +(2*Omega + g2)*cos(z(k,3))); TS = ro_b*(tgt1 + tgt2 + tgt3) + J1*Omega - Pc*h/Omega; tgb1 = 2*(L*R^2 + L^3/3) + R*L^2*(cos(z(k,1)) + cos(z(k,3))); MS = J1 + mG*b^2 + ro_b*tgb1; tgD = tg1+ tg2*(TS/MS); tg = tgD*b*Omega; CS_c(k) = tg; XL_TB(k) = tgD; end Cong_suat_cat= max(CS_c); Xung_luc_TB = max(XL_TB) P_q = m_b *Omega^2*(R + 0.5*L); P_T = sqrt(P_q^2 + Xung_luc_TB^2); Bang=zeros(); T_gian1= 10; Bang1(1,1) = " C1- kN/m "; Bang1(1,2) = " Bien_do_Dia - (mm) " ; Bang1(1,3)= " Luc cam tay - (kG)"; for j = 1: 14 C1= C10+(j-1)*50000; t =0:0.001:T_gian1; [t,x]=ode45(@Dao_dong_May,t,[0 L2 ]); Bien_do_Max = max(x(:,1)*L2); % tinh theo m Luc_lo_xo = Bien_do_Max *C1; Bien_do_dia = Bien_do_Max*(L1+L2)/L2; Luc_Tay_cam = Luc_lo_xo*L3/L2; Bang(j,1) = C1/1000; Bang(j,2)= Bien_do_dia* 1000; Bang(j,3) = Luc_Tay_cam /10; end xlswrite(['So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'],Bang1,1,['A' num2str(2)]); xlswrite(['So_lieu_khao_sat_Hoa.xlsx'],Bang,1,['A' num2str(3)]); plot(Bang(:,1),Bang(:,3),'R-'); %,'linewidth',1); xlabel("Do cung C1 (kN/m)"); ylabel("Luc tay cam tren (kG) "); % plot(t(:),x(:,1)*(L2+L1)*1000,'R-'); %,'linewidth',1); % axis([9 10 -1 15]); % axis on % hold on % xlabel("Thoi gian (s)") % ylabel("Bien cua truc dia theo phuong dung - (mm) ") grid on %********************************************* function Sidot=Dao_dong_bua(t,z) G1= z(2); G2 = z(4); dSidt_1 = z(2); dSidt_3 = z(4); tgT1 =2*(R^2*L +L^3/3)*Omega; tgT2 = (L^3/3)*(G1+G2); tgT3 = (R*L^2/2) *((2*Omega + G1)*cos(z(1)) +(2*Omega + G2)*cos(z(3))); A_TS = ro_b*(tgT1 + tgT2 + tgT3) + J1*Omega - Pc*h/Omega; tgM1 = 2*(L*R^2 + L^3/3) + R*L^2*(cos(z(1)) + cos(z(3))); A_MS = J1 + mG*b^2 + ro_b*tgM1; tgVP = (R/L)*3*Omega^2*b^3*mG/(pi*b-h); tgVP = tgVP*t; tgVP2t= 1.5*(R/L)*Omega^2*sin(z(1))+ 1.5*(g/L)*sin(Omega*t + z(1)); tgVP4t= 1.5*(R/L)*Omega^2*sin(z(3))+ 1.5*(g/L)*sin(Omega*t + pi+ z(3)); tgVP2p = sin(z(1))*( (Omega +0.5*G1)*A_MS -A_TS)/A_MS^2; tgVP4p = sin(z(3))*( (Omega +0.5*G2)*A_MS -A_TS)/A_MS^2; VP2 = tgVP *tgVP2p -tgVP2t ; VP4 = tgVP *tgVP4p -tgVP4t ; %+++++++++++++++++++++++++++++++++++ dSidt_2 = VP2; dSidt_4 = VP4 ; Sidot=[dSidt_1 ; dSidt_2 ; dSidt_3 ; dSidt_4 ]; end %************************************** function xdot=Dao_dong_May(t,x) phi = x(1); phi1 =x(2) ; y = x(3) ; y1 =x(4); tg11 = m*y^2 ; tg12 =m*y*phi; tg22 = m*(phi^2+1); Del = m^2*y^2; tgP1 = a0/2; for k=1:N tgP1 = tgP1 + ak(k)*cos(k*pi*t/S); end tgP1 = 2*P_T*tgP1; tgP22 = tgP1*(phi*cos(Te_ta)+sin(Te_ta)) - 2*m*phi*phi1*y1 m*y*phi1^2-C1*(y-a)*phi^2 -C2*(y-L2)+m*g*phi; tgP11 = tgP1*(y+L1)*cos(Te_ta)-2*m*y*y1*phi1 -C1*(y-a)^2*phi+m*g*y; Del_1= tgP11*tg22-tgP22*tg12; Del_2 = tg11*tgP22-tg12*tgP11; %+++++++++++++++++++++++++++++++++++ if Del~=0 dxdt_1 = x(2); dxdt_3 = x(4); dxdt_2 = Del_1/Del; dxdt_4 = Del_2/Del ; xdot=[dxdt_1 ; dxdt_2 ; dxdt_3 ; dxdt_4 ]; end end end