Microsoft Word Bia ISO doc BỘCÔNGTHƯƠNG VIỆNNGHIÊNCỨUCƠKHÍ BÁOCÁOTỔNGKẾT ĐỀTÀINGHIÊNCỨUKHOAHỌCCÔNGNGHỆCẤ PBỘNĂM2008 Tênđềtài “NGHIÊNCỨUKHAITHÁCCÁCPHẦNMỀMCHUYÊNDỤNG,ỨN GDỤNGVÀOTÍNHTOÁNTHIẾTKẾCẦUTRỤCCHÂ[.]
Tìnhhìnhnghiêncứusửdụngcácphầnmềmthiếtkếtrongvàngoàinước
Trongl ĩnhvựct h i ếtk ếcơk h í , hiệntạimộts ốc ơq u a n thiếtk ết r o n g v à ngoàin ướcđangsửdụngcácphươngáncổđiểnnhưchếtạomẫuthực(thugọnmôhình)rồithửn ghiệmmẫutrêncácđiềukiệnthựctếnhưthửcácloạiứngsuấtkéo,nén,thửsứcbềnmỏi,th ửápsuất,nhiệtđộ… điềunàykhiếnchochiphíthiếtk ếnóichungvàchiphísảnxuấtcao.Ngoàiranếucáckếtquảk iểmnghiệmkhôngphùhợpthìphảitiếnhànhthayđổithiếtkếkiểmnghiệmlạidẫnđếnchip hícao.T r o n g điềukiệnkiểmnghiệm thửtảithựctế,cáckếtquảthayđổi ítnhiềuthìcũngphảit h a y đ ổ ithiếtkế,chếtạolạimẫuv à lạitiếpt ụcq u y trìnht í n h toánki ểmnghiệm.
Dođó,hiệnnayởcácnướccónềncôngnghiệppháttriểnvềCơkhíđãđưar a phương ánsửdụngmôhìnhpháttriểnảo,đólàviệcsửdụngcácphầnmềmtínht o á n thiếtkếkiểmngh iệmbằngphươngphápphầntửhữuhạn.
Trướckiakhicôngcụmáytính,tinhọcchưapháttriểnthôngthườnghọvẫná p dụngc ácphươngpháptínhtoáncổđiển,đưavềbàitoáncơbảnđểtínhtoán.Vớinhữnglýthuyế ttínhtoánđódùngphươngpháptínhtoáncổđiểncómộtsốhạnchếvềmôhìnhtính,điềuk iệnbiênbịđơngiảnđivàkhôngthểtínhtổhợptảit r ọngchotoànbộkếtcấucôngtrình.Dođ óchưatốiưuvềmặtkếtcấukhảnăngtiếtkiệmvậtliệuchưacao…
Ngàynayvớisựphát triểncủacôngcụtinhọc,ứngdụngcácphầnmềmc h u y ê n dụngcáccôngtychuyênvềthiếtbịcơkhíthuỷcôngđãđạtđượcnhữngth à n h tựutolớn,tínhtoánbằngcácphầnmềmchuyêndụngchokếtquảtínhtoánt ổnghợpđảmbảochínhx ác,tốiưuhóakếtcấu,giảmgiáthànhvàthờigianchếtạothiếtbị.
Hiệnnaytrênthếgiớicónhiềuphầnmềmchuyêndụng,việcsửdụngkhait h á c ởtr ongnướccònnhiềuhạnchế.Mộtsốnơitrongnướcđãmuacácphầnmềmt r ê n nhưngviệck haitháccònhạnchếhoặckhôngmuađồngbộphầnmềmhỗtrợ.Việcmuađồngbộphần mềmrấttốnkémvềngoại tệvìngoàiviệcmua phầnmềmc ò n phảithuêchuyêngiacủahãngđàotạo.Việccửcánbộđểtiếpthuphầnmềm cũngrấtkhókhănvìngườigiỏivềchuyênmôncơkhílạicótrìnhđộvềmáytínhchưatương xứngvớiyêucầucủaphầnmềm,ngườigiỏivềmáytínhlạicótrìnhđ ộ vềcơkhíchếtạocò nhạnchế.
TrongnướcmộtsốnơinhưcôngtycơkhíQuangTrungNinhbình,côngtycôngng hiệpTàuThuỷViệtnam,CôngtyCổphầncơkhíHồngNam ,cónghiêncứuvềphầnmềmS AP,inventor.Nhưngviệckhaitháccònnhiềuhạnchế,chưan g h i ê n cứuthấuđáo,chủ yếuviệcthiếtkếcầutrụclàdựavàotínhtoánbằngtay,việcứngdụngcònnhiềuhạnchế.
Hiệntạit r o n g nướcchưacónơin à o n g h i ê n cứuthấuđáo,đầyđ ủ v ềc á c phầnmề mSAP,Inventor,COSMOS,MSC.VisualNastranvàđượckiểmnghiệmvàotín htoánthiếtkếCầutrụcchândêtrongcáccôngtrìnhthủyđiện.
Trênthếgiớitạinhiềunướcsửdụngnguồnnănglượngthủyđiệnvànhữngnướccóth ủyđiệnpháttriểnhọđãxâydựngđượclýthuyếttínhtoánthiếtkếthiếtb ịcơkhíthủycôngvà đãứngdụngđượcvàonhiềucôngtrìnhthủyđiệntrênthếgiớin h ưc ô n g tyU S ArmyC o r p s o f E n g i n e e r i n g s c ủaMỹ,ViệnZaporozhgidrostalcủaUKRAINA,Việnth iếtkếthủycôngConsortiumcủaNga,n h à m á y c h ếtạothiếtb ịthủyđiệnĐôngP h o n g c ủaT r u n g Quốc… Đốivớicácc ô n g tytrênhọcónhiềukinhnghiệmtrongviệcthiếtkếchếtạothiếtbịcơkhí t h ủycôngvàhọđãcungcấpcácthiếtbịcơkhíthủycôngchocácnướcđangpháttriểntrong cácChâulụctrongđócóViệtNam.Tạicáccôngtychuyênvềthiếtbịcơkhíthủycôngđóh ọđãkhaitháctốiđaứngdụngcácphầnmềmchuyêndụngt í n h toánbằngphươngphápphầ ntửhữuhạnvàocôngviệctínhtoánkiểm nghiệmthiếtkế.
Đốitượng,phạmvivànộidungnghiêncứu
a Đốitượng:CầutrụcchândêCửa nhậnnước2x50+2x10+5tấn CôngtrìnhthủyđiệnBảnchát,cầutrụcchândêCửalấynước2x63/2x10tấnCôngtrìnhthủ yđiệnA.Vương. b Phạmvi:Tínhtoánhệkhungcủacầutrục,môphỏngđộnghọccầutrục,t í n h toá nmộtsốchitiếtmáyđiểnhìnhcủacầutrục. c Nộidungnghiêncứu:
- Nghiêncứul à m c h ủphầnmềmmôp h ỏngđộnglựch ọcMSC.VisualNastr an.
- Kiểmn g h i ệmcáck ếtq u ảt í n h t o á n cầut r ụct h e o cáctàiliệucủanướcngoài
Tổngquanvềcácphầnmềmtínhtoánthiếtkế,kiểmnghiệm
NhữngcôngnghệmớitrongCAD
CácphầnmềmCAD2DnhưAutoCADbuộcngườidùngphảinhậpchínhxáck íchthướcvàcácquanhệhìnhhọcgiữacácđốitượngvàobảnvẽ.Điềuđókhôngthểthự chiệnđượckhichưacóthiếtkếhoànchỉnh.Vìvậy,chứcnăngvẽd ù tốtđếnđâucũngkhôn gthểgiúpCADtrởthànhcôngcụtrợgiúpthiếtkếthựcsự.Muốncómôitrườngthiếtkếphả icóCAD3Dvớichứcnăngmôhìnhhóavà
Hình 1.1 Sơ đồ thiết kế theo quy trình thuận phântíchmạnhmẽvớicáccôngnghệthiếtkếmới.Cáccôngnghệnàyđảmbảochongườik ỹsưthiếtkếtheo“quytrìnhthuận”nhưtheotronghình1.1.
Cácphần mềmCADhiệnđạiđềusửdụngcôngcụmôhìnhhóa3Dtrongđócótíchhợpcáccôngnghệsa u: a Thiếtkếtheothamsố(ParametricDesign)
Vớicôngnghệnàythayvìphảivẽchínhxácngaytừđầu,chúngtabắtđầubằngvẽp hácthảo,sauđómớichínhxáchóabằngviệcgánkíchthướcvàcácliênkếthìnhhọcchođốit ượng.Chúngtacóthểgánmốiquanhệgiữacáckíchthước( v í dụsựphụthuộccủađườngk ínhlỗvàochiềudàimoayơ)đểmỗikhithayđổichiềudàimoayơthìđườngkínhtựđộngtha yđổitheo.Côngnghệthamsốcócácưuđiểm:
- Làmchothiếtkếđượcmềmdẻo.linhhoạt.Cácsảnphẩmthiếtkếcóthểsửađổimột cáchdễdàng,trongbấtcứ giaiđoạn.
- Dễkếthừacáckếtquảthiếtkếđãc ó , nhờc ô n g n g h ện à y m à ngườidùn gcóthểtạocácthưviệnthiếtkếvàsửdụngm ộtcáchhiệuquả. b Thiết kế hướng đối tượng(FeatureBasedDesign)
CôngnghệnàyđánhdấumộtbướctiếnlớntrongcôngnghệCAD.Thayvìl à m việc vớicácđốitượngđơngiảnnhưđườngthẳngcungtròn,kíchthước,rờirạc,ngườidùngl àmviệctrựctiếpvớicácbềmặt(trụ,ren,rãnhthen…)vớicácc h i tiếtlắprápvàcụmchit iết.Nhờvậycóthểtạocácmốighép,cáckhớp,cặptruyềnđộngnhưtrongthếgiớithựcnhư hình1.2. c Thiếtkếthíchnghi(AdaptiveDesign)
Côngnghệthiếtkếthíchnghilàcôngnghệmới,nóchophéptạoracácmôh ì n h “thô ngminh”tựthayđổikíchthướcđểlắpvừavớichitiếtđốiứng.
Nhưtronghình1.3:càng1(chitiếtthíchnghi)khônglắpvừavớivành2(chi tiếtcốđịnh)dokíchthướccủachúngkhácnhau.Saukhilắpđượcmặtbêntrái, càng1tựđộng thayđổikíchthướcđểlắpvừamặtbênphảicủavành2.Côngnghệthíchnghigiúpchoviệcthi ếtkếđượcmềmdẻovànăngsuấthơn.
Tổngquancácphầnmềmthiếtkếcơkhí
Trênthếgiớicónhiều phầnmềm thiếtkếcơkhíchuyêndụngtínhtoánbằngphươngphápphầntửhữuhạn:Theođánhgiácủatạ pchíNIKKEIDESIGN,Japanc á c phầnmềmCAD/CAE/CAM/CG/
LMS DADS LMS OPTIMUS LMS SYSNOISE LMS Virtual Lab MSC Dynamic Designer Motion MSC Dytran
Navis Works MSC Nastran MSC Patran MSC visual NASTRAN
Cácphầnmềmtính toánthiếtkếtrên thếgiớicórấtnhiều,trongbảng1.6đềt à i đưaramộtsốsosánhcủacácphầnmềmphùhợ pvớiđiềukiệnthiếtkếcủaViệtNam.
TT Phầnmềm Mứcđộtha ot ác s ửdụn g
Mức độ liên kết với cácphầnmề mthôngd ụng
1 AutodeskInve ntor dễsửdụng Liên kết được vớinhiềup hầnmềmkh ác
Thừah ưởngc á c chứcnăngcủaAut ocad,c ó điểmnổ ibậtlàcôngnghệt hiếtkếthích nghi,tứctựchocác môhìnhthayđổi
Tínhtoánđượ ccácbàitoántĩ nh.Kếtquảđư aracácchỉt h ị màu…
Cần cấu hình máytínhm ạnh,chạyc hậm.
Chuyêntính toánc á c h ệkhung dầm (thanhg i à n ) , vỏ.
Biểuđồmome n,b i ểuđồlực cắt,bảngsốliệ uvềchuyểnvị.
3 Pro/Engineer Khó sửdụng cầncấu hìnhmáytí nh,c h ạyk háchậm Đâylàphầnmềmc huyêndụngdùngt r o n g thiếtk ếk h u ô n mẫubởikhả Đưara cácsốliệu bảng màu không tính năng trong môhình3D truyềnnhiệt
Phần mềmchuyênđ ể t hiếtkếcácvậtthể3 D,đặcbiệthữudụn gchocá c ngànht hayđổimẫum ã n h a n h Dođóluô nđượckiếnn g h ị dùngthêmmáy3
Liênkết đượcvới mộts ốphầ nmềmkhác Đâylàphầnmềm mởc h u y ê n thiết kế3Dđặcbiệtdùn gchocôngnghệk huônmẫu Ítsửdụngđểtí nhtoán,chủyế udùngthiếtkế vậtthể3D.
6 COSMOS Thânthiện, dễsửdụng Kết nốiđượcn hiềuphầnm ềm
Làphầnmềmcókh ảnăngphầntíchtu yếntĩnh,phituyến ,p h â n tíchtruyề nnhiệt,phântích dòngchảy…
Bảngs ốliệuk èmtheomàus ắcthểhiệnmức đ ộ ant o à n , rấtdễđ ọ ckết quảđ ố ivớin gườidùng.
7 MSCVisualN astran dễsửdụng Cần cấu hình máytính
Làphầnmềmchuy ên môphỏngđộnglự chọc,k h ảnăngph ânt í c h tĩnhđộn g,p h i tuyến,tầns ố…
Bảngs ốliệuv ềmàus ắc,đồt hịthểhiệnt h e o kếtquảt ù y dạngbàitoán
8 ANSYS Dễ sử dụng,thânth iện
Kết nối được vớinhiềup hầnmềm, cầncấu hìnhmáytí
Làphầnmềmcókh ảnăngphântíchtĩ nhđộnghọckết cấu, phântíchđ ành ồi đếnđàndẻo,phânt íchtuyếnt í n h , phituyến… Đưaracộtsốli ệumàusắcthể hiệnm ứcđộa ntoàn,dễđ ọ c kếtqủachong ườidùng
Quatổnghợpcácphầnmềmchuyêndụngchúngtathấycó04phầnmềmởn h ó m c a o cấp“TứĐạiC A D ” đól à : C A T I A , Unigraphics,I-DEAS,Pro-
CAEcaocấpnhấtmàcáctậpđoànthiếtk ếchếtạolớndùng.Phầnnhiềucáchãnglớnchỉdùn gPro-EđểtínhCAE.CADcủaPro-EthìthuaxaUGvàCATIA.CAMthìPro-
EmạnhhơnCATIAvàUG.TuynhiêntrongcácphiênbảnmớinhấtcủaUGvàCATIA thìcókèmthêmnhữngtínhnăngmớimạnhnhấtcủaNASTRANv à ANSYSnêncóthể nóivềCAEhiệntạicả3ngangnhau.Pro-
ElàphầnmềmCADđầutiênđưaralýluậnParametricvàphươngphápdựnghìnhdựatrênc ơsở‘‘khắchình”nênrấtmạnhvềSolid,cònCATIAvàUGlà2phầnmềmthuộcvềtrườ ngphái“Dánhình”nênrấtmạnhvềSurfaceđểdựngmặtcongtựdotrongthiếtkế,d e s i g n , d o đ ót r o n g lĩnhvựcthiếtk ếx e hơiv à m á y b a y C A T I A v à Unigraphicsđ ư ợ cd ù n g n h i ềuhơnP r o -
E,S oli dW or ks, SolidEdgev ớitrườngp h á i “Khắch ì n h ” , tứcdựngh ì n h theonguyê ntắctạomộtkhốiSolid,rồitheođókhắc,cắt,dánbossv.v giốngn h ưđiêukhắctrêngỗ.
C U B E ) v ớit r ườngphái“Dánhình”,từchuyênmôngọilàthủphápLampShad e.Tứclàgiốngnhưc ông việcdánlồngđèn,tạohìnhtừnhữngmặtcongphứctạptrênc ơsởnhữngđ ư ờ ngcongbiên3chiều.SauđómớidùngtừmặtphứchợpSurfaceđểtạok hốiSo li d ĐâylàlýdovìsaotrongngànhcôngnghiệpxehơingườitadùngnhiềuC ATIAvàUG.
3) LatticerDesigner,ThinkDesignvớitrườngphái“Nắnhình”(giốngnhưc ôngviệccủanhữngngườilàmđồgốm,vớicácthaotáclàmviệcnắn,kéogiãn,tạohìnhv ớiđấtsétvậy).ĐâylàkỹthuậtdựnghìnhCAD3Ddùngtrongngànhmỹthuậtc ô n g ng hiệpl à mộtk ỹthuậtdựngh ì n h s ẽrấtmạnht r o n g tươngl a i N g o à i 4 phầnmềmtrênt hìcócácphầnmềmh ạngt r u n g đ ể thiếtkếl à S o l i d
Works,SolidEdge,Mechanicaldesktop,CADCEUSThinkDesignlà5phầnmềmhạ ngtrungnổitiếng.Nếuđichuyênsâuvềcáclĩnhvựcchếtạokhuônđúckimloạihoặcn hựathìcácphầnmềmchuyêndụnglàmkhuônlàSpace-
E,Cimatron,M a s t e r C A M l à 3 phầnmềmc hu yê n dụngnhất.Tr o n g đóSpace-
Ec ủaJ a p a n l à phầnmềmtươngđốidễhọcnhất.Độchínhxáccao,đượcdùngrấtnhiề utrongl ĩnhvựcgiacôngkhuônsắtvàkhuôngỗ.Cimatronmộtphầnmềmnổitiếngcủa
D o tháicũngđượcdùngrấtnhiều,cácthưviệnkhuôntrongCimatronrấttiệnlợic h o việ cthiếtkếkhuôn,tínhnăngkhôngthua“MoldToolingDesign”củaCATIAhay“MoldWiz ard”củaUG.MasterCAMthìCAMrấttiệnlợi,dễhọcnhưngđộc h í n h xáckhôngcao, khôngtiệnlợichothiếtkếkhuônvìkhôngcócácphầnhỗtrợthiếtkếkhuôntựđộngnhư CATIA,khôngchúýkỹphầntolerancetrongquátrình chuyểnđổidữliệutừCADsan gCAMthìrấtnguyhiểmtrongquátrìnhgiacôngNC Baphầnmềm trênchỉmạnhvềCAMdùngđểgiacôngchứkhôngđượcdùngđểthiếtkế.Ngoàira,nếukhô ngcókhảnăngtiếpcậncácphầnmềmlớnởt r ê n thìcó thểhọcAutoCAD,đâylàphầnmềmrẻtiền,đượcnhiềungườisửdụng.Nhưngc á c t í n h nă ngv ềthiếtk ết h ì k h ô n g bằngc á c phầnmềmc a o cấp.T h e o n h ó m đềtàithìởmứcđộth iếtkếvàlàmviệcởViệtnamthìchưacầnđến“TứĐạiC A D ” , nhấtlàđốivớicáccôngtythi ếtkếtrongnước.ỞViệtnamCATIAđượcdùngt r o n g H O N D A v à T o y o t a , F o r d U G đ ư ợ cd ù n g t r o n g I S U Z U , N I S S A N , CITIZENMachinarycáchãngx ưởngdínhlíuđếnGMC.I-
Trongphạmv i nghiêncứuc ủađ ề t à i 0 4 phầnmềmđ ư ợ clựachọnl à S A P 2 0
COSMOS,CácphầnmềmtínhtoánthiếtkếchitiếtmáyInventorvàCOMOSgiúpthiếtkết heotiêuchuẩnquycách,tốiưuhóakếtcấu.S A P 2 0 0 0 m a n g đếnbảngs ốliệuv ềbiểuđ ồ momen,l ựccắt,biếndạngchuyểnv ị… c ủah ệk h u n g cầut r ụcg i ú p t ốiưuh ó a t í n h t o á n hệk h u n g M SC v isualNa st ra n mangđếnkỹthuậtmôphỏng cơkhí,kếthợpCAD,sựchuyển động,FEMvàkỹthuậtđiềukhiểntrongmộthệthốngduynhấtgiúpkiểmtra,cảitiếntạocác môhìnhphứctạp,kiểmtralắpráp…
Tiêuchuẩn,Quyphạmquyđịnhtrongthiếtkếcầutrục
Tiêuchuẩn,Quyphạm
FEM1.001-1998phiênbản3.tiêuchuẩnthiếtkếthiếtbịcầutrụcgồmcó9quyển:Quyển1- Đốitượngvàphạmviápdụngtiêuchuẩn.
Quyển6-Tínhổnđịnh(antoànchốnglật)vàđộantoànchốngdichuyểndogió.Quyển7- Cácquytắcantoàn.
2005xuấtbảnlần2,Thiếtbịnângthiếtkế,chếtạovàkiểmt r a kỹthuậtdoBankỹthuậtTC VN/TC8(Đóngtàuvàcôngtrìnhbiển)banhành.T i ê u chuẩnnàythaythếcho:
TCVN5864:1995-Thiếtbịnâng- cápthép,tang,ròngrọc,xíchvàđĩaxích.Ngoàicáctiêuchuẩntrêncònsửdụngtiêuchu ẩn:
ISO(InternationalStandardOrganization),DIN(DeutscheIndustrieNormen),BS(BritishStandards),JIS(JapaneseIndustryStandards)
Cáctiêuchuẩntrênđượcápdụngchocácloạicầntrụckiểucần:cầntrụco t o ,cầnt rụcbánhhơi,cầntrụcbánhxích,cầntrụctháp,cầntrụcđườngsắt,cầntrụcchânđế…Cầutrụcvàcổngtrụccácloại.Cácloạimáynâng(xetờichạy,trênr a y , palăngđiện,tờiđiện,palăngtay,tờitay máyxâydựng)
Quyđịnhchung
Cầutrụcchândêtrongcáccôngtrìnhthủyđiệnlàmột hạng mụccủathiếtbịcơkhíthủycông,nênngoàiviệctuânthủtheocáctiêuchuẩnquyphạmt rêncầutrụcchândêcòntuântheocácquyđịnhcủaTCXDVN285:2002.Đâylàquyđịnhc hủyếuvềthiếtkếcáccôngtrìnhthủylợi,thủyđiện.Khitínhtoánổnđịnh,độbền,ứngs uất,biếndạngchungcủacáccôngtrìnhthủycôngphảitiếnhànhtheophươngp h á p trạn gt h á i giớihạn.Phươngp h á p trạngt h á i tớihạnđ ól à phươngp h á p màkếtcấukimloại khôngđặttrongtrạngtháilàmviệc,màđặttrongtrạngt h á i giớihạn,tứclàtrongtrạngth áikếtcấumấtkhảnăngchịutải,khôngthểlàmviệcbìnhthườngđượcnữa,hoặccóbiếnd ạngquámức,hoặcphátsinhcácvếtnứt.Cáctrạngtháigiớihạnvềsựlàmviệccủakếtcấu đượcchiathànhhainhóm:Vềkhảnăngchịulực(cườngđộvàổnđịnh)đượcgọilàtrạngt háigiớihạnthứnhất.Vềbiếndạng(hoặcchuyểnv ị)đ ư ợ cg ọil à trạngt h á i giớihạnt h ứ h a i Phươngpháptínhtoántheotrạngtháigiớihạnkhắcphụcđượcnhượcđiểmcơbảncủap hươngpháptínhtheo trạngtháiứngsuấtchophép đólàhệsốa ntoànvềcườngvàổn địnhlàmộthệsốchung,dođókhôngthểđánhgiáđúngkhảnăngchịulựccủakếtcấu.T rongphươngpháptínhtoántheotrạngtháigiớihạnthìvềmặtcườngđộvàbiếndạngngư ờitađưaranhiềuhệsố.Cáchệsốnàychophépđ ánhgiáđúngkhảnăngchịulựccủakếtcấuc ôngtrình.
Tổhợptảitrọng Cơbản đặc biệt không có độngđất Đặcbiệtcó độngđất
Hệsốvượttảixéttớisựthayđổicủacácloạitảitrọngtrongquátrìnhlàmviệc.Tín htoántheotrạngtháigiớihạnthứnhấtđượcthựchiệnvớitảitrọngtínht o á n Tảitrọngtí nhtoánbằngtảitrọngdanhnghĩatiêuchuẩnnhânvớihệsốvượttải.Tảitrọngtiêuchuẩnlàg iátrịcáctảitrọngdùngđểthiếtkếchotừngloạikếtcấucótrịsốgầnvớigiátrịlớnnhấtkhis ửdụngbìnhthườngkếtcấuđượcnêut r o n g tiêuchuẩnkhảosátthiếtkếquyđịnhriêngbiệt chomỗiloạicôngtrình.
Hệsốsailệchvềvậtliệunvld ù n gđểxácđịnhsứckhángtínhtoáncủavậtliệuđượcn êutrongtiêuchuẩnthiếtkếquyđịnhriêngbiệtchomỗiloạicôngtrìnht h ủycông,tùytheokế tcấucủachúng.
Tínhtoántheotrạngtháigiớihạnthứhaichokếtcấucôngtrình,đượcthựchiệnvớih ệsốlệchtảivàhệsốvềvậtliệunvlđềuđượclấybằng1,trừcáctrườnghợpquyđịnhcụthểtrong tiêuchuẩnkhảosátthiếtkếchuyênngành.Ởtrạngtháin à y cầnđảmbảokếtcấucôngtrìn hkhôngbịbiếndạng(chuyểnvị)quálớnđảmbảođiềukiệnl à m việcb ì n h thườngcủakế tcấu.N ó i c á c h k h á c l à biếnd ạng(chuyểnvị)củakếtcấudotảitrọngtiêuchuẩngâyph ảinhỏhơnhoặcbằnggiátrịbiếndạng(chuyểnvị)giớihạnchophép.
(Cácq u y đ ị nhc h ủyếuv ềt h i ếtkế),t i ê u chuẩnn à y tươngđ ư ơ ngt i ê u chuẩnT C
X D V N 285:2002.ĐứcđưaratiêuchuẩnDIN19704,tiêuchuẩnthiếtkếvàtínhtoánthiếtbị cơkhíthủycông(CriteriaforDesignandCaculationHydraulicsteelstructures)cũ ngsửdụngphươngpháptínhtoánkếtcấuthéptheotrạngtháigiớihạn.Cáctảitrọngvàtác độnglêncôngtrìnhcơkhíthủycôngđượcxácđịnhtheoc á c tiêuchuẩnTCXDVN285:200 2;14TCN56:88,cáctiêuchuẩncủaLiênxôcũ,NgaCHu33-01-2003;CHu2-
06.06.85;CHu7-81vàhộiđồngđậplớnquốctế- Ủybanvềlĩnhvựcđộngđấtchothiếtkếđập(IcoLDCommitteeonSeismicA s p e c t s ofDamDesign).
Cácnộidungtínhtoán,cácgiảđịnhtrườnghợptínhtoán,sơđồtínhtoánc h o cô ngtrìnhphảiphùhợpvớikhảnăngcóthểxảyra,tuânthủđầyđủcáctiêuchuẩnkhảosátthi ếtkếhiệnhành và cuốicùng tìmralờigiảibấtlợinhất.Khi tínhtoáncáckếtcấucôngtrìnhxéttớinộilựcphátsinhchungdobiếndạnggâyra.Sựbiếndạn gnàyphảinằmtronggiớihạnchophép,khônggâybấtlợichokhaithácv à độbền,biếndạ ngcủacôngtrình,kếtcấucủatừngbộphậnhoặcgiữacácbộphậnvớinhau.
Kếtluận
Quanghiêncứutìmhiểuvềtìnhhìnhnghiên cứusửdụngcácphầnmềmtrênt hếgiới,tổngquanvềcácphầnmềm,cáctiêuchuẩnquyphạm,cácquyđịnhc h u n g vềthiết kếcầutrụcnhómđềtàilựachọn04phầnmềmSAP2000,MSCvisualnastran,Inventor vàCosmos.Bộphầnmềmnàylàbộcôngcụđầyđủh o à n thiệnphụcvụchoviệctínhtoánt hiếtkếcầutrụcchândê,phùhợpvớiđiềukiệnkhaithácsửdụngtạiViệtNam.
Hình 2.1 Các bước tính toán bằng SAP
SAP2000
SơlượcvềphầnmềmSAP2000
Cácphầnmềmphầntửhữuhạnđềucómộtnghithứclàmviệcgiốngnhau,chỉc ó c á c h thứcgiaotiếpl à k h á c nhau,trìnhtựgiảimộtbàitoánđượcchia thànhcácbước(hình2.1):
- Xácđịnhc á c yêucầut í n h to án,kếtquảcầntìm.
Bước2:Rờirạchó akếtc ấu,chọ nloạiphầntửmẫuthíchhợp.
- Đánhs ốcácđiểmn ú t phần tử.trọ ng.
Dễdàngsửdụng,giaotiếpđồhọatrựctiếptrêncáccửasổmànhình.Hỗtrợcáccô ngcụmạnhnhưCADđểnhanhchóngxâydựngmôhình.Hỗtrợtiêuchuẩnthiếtk ếcủaHoaKỳvàcácnướckhác.
Cungcấpnhiềutínhnăngmạnhđểmôtảlớpcácbàitoánphổbiếntrongthựctếkỹt huậtbaogồm:cầu,đậpchắn,bồnchứa,cáctòanhà…
Cácgiaotiếpđồh ọadựatrêncáccửasổ,chophépnhanhchóngtạoracácmôhìnhtừcácmẫ uthưviệnsẵncó.Tấtcảviệcchỉnhsửa,thayđổi… phântíchnộilựccũnggiốngnhưbiểudiễnvàthiếtkếđềuđượcthựchiệnmộtcáchgiốngn hau.Ngườidùnghoànt o à n cóthểthaotáctrựctiếptrêncáchình ảnhđồhọahaichiề u,bachiều(2D,3 D )
Phầntửmẫugồmcó:thanhdàn,dầm,tấmvỏmàng,phầntử2chiều- ứngsuấtphẳng,biếndạngphẳng,đ ố ixứngt r ục,phầnt ửkhối,c h o tớiphầnt ửp h i tuyến.
Cácliênkếtbaogồm:Liênkếtcứng,liênkếtđànhồi,liênkếtcụcbộkhửbớtcácthà nhphầnphảnlực. Đahệtọađộ:cóthểdùngnhiềuhệtọađộđểmôhìnhhóatừngphầncủa kết cấu.
Tảitrọngbaogồmcáclựctậptrungtạinút,áplựclênphầntử,ảnhhưởngcủanhiệt độ,tảitrọngphổgiatốc,tảitrọngđiềuhòavàtảitrọngdiđộng… chúngc ó thểđặttạinút,hoặcphânbốđều,hìnhthang,tậptrungvàáplựclênphầntử.
+Tínhđápứngđộnglựchọc(Responseanalysis)vớitảitrọngngoàithay đổitheothờigian,hayphổgiatốc(thườngdùngchotảitrọnglàđộngđất).
Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của SAP
Kếtcấuhệthanh
TrongSAP2000phầntửthanh dàn làmộttrườnghợpđặc biệtphần tửthanhdầm(frameelement),khikếtcấulàm việcdướisựtácdụngcủatảitrọng ngoàithìtrongthanhc h ỉc ó d u y nhấtmộtt h à n h phầnn ộilựcd u y nhấtlựcd ọc.Phầnt ửt h a n h dàncócácđiểmđặcbiệtsau:
Mộtphầntửcó2nút. Đốivớihệkếtcấudànkhônggian,mỗinútcó3thànhphầnchuyểnvị(bậct ựdo)bao gồmcácthànhphầnchuyểnvịthẳngđứngUx,Uy,Uz.Trườnghợphệphẳngthìchỉcó2th ànhphầnchuyểnvịthẳng,chúngphụthuộcvàomặtphẳngl à m việccủakếtcấu.Vídụm ặtphẳnglàmviệclàOXYthìchỉcó2thànhphầnchuyểnvịUx,Uychomỗinút.Cácthàn hphầnchuyểnvịxoaykhôngtồntạidog i ảthiếtbanđầu,cácmắtdànliênkếtcácthanhl ànhữngkhớplýtưởng.Dođótrướckhithựchiệnquátrìnhgiảicầnchọnsốbậctựdocủanútt híchhợp.
Tronggiảithuậtlậpmatrậnđộcứngcủaphầntửthanhsửdụngcôngthứcc h u n g tí nhmatrậnđộcứngtổngquátchothanhchịulựcphứctạp,dovậytồntạit h à n h phầnđộcứn guốnvàxoắntrongmatrậnphầntử.Trongthựchành,đốivớih ệdànchochỉxétđếnđộcứ ngdọctrục(kéo,nén)củaphầntử,chonêntrongsốcácđặctrưnghìnhhọccủamặtcắtngan gchỉcầnkhaibáoduynhấtgiátrịdiệnt í c h tiếtdiện(crosssectionarea),cácgiátrịđặctrưn gkhácđượcgánbằngkhông. Cáctảitrọngtậptrung(duynhấtcácthànhphầnlực,khôngcóthànhphầnmôme n)vàkhốilượngthugọn(lumpingmass)chỉđượcđặttạinút. b KếtcấuHệkhung:
Mỗinútcó6bậctựdogồm3thànhphầnchuyểnvịthẳngvà3thànhphầnchuyểnv ị x o a y Nộilựct r o n g phầnt ửg ồmc ó 6 t h à n h phần:lựcdọc,momentxoắn,2momentuố nvà2lựccắt.
Dọctheochiềudàicủaphầntử,momentquántínhcủatiếtdiệncóthểthay đổitheoluậttuyếntính,parabol,haybậcba.
Tạicácnútở2đầuphầntửcóthểđặtcácliênkếtcụcbộđểgiảiphóngmộtthành phần nộilựcnàođó,hoặccũngcóthểxemxétđoạnliênkếtđầuphầntửcóđ ộ cứngvôcùng.
Tảitrọngđặtlênphầntửthanh cóthểlàtảitrọngtậptrung, phânbốhaytrọngl ượngbảnt h â n Cườngđ ộ tảitrọngcủac á c đ iểmd ọct h e o c h i ềud à i củaphầntửcũngcó thểthayđổibấtkỳ.
Dotínhchấtlàmviệctrongkhônggian,trongtrườnghợptổngquáttấtcảc á c t h à n h phầnđộcứngkéonén, uốn,cắt,xoắnđềuthamgialàmviệc.Vìvậycầnthiếtphảikhaibáotấtcảcácđặctrưnghìnhh ọctươngứngvớicácthànhphầnđộcứng.TrongSAPvậtliệulàmộttínhchấtcủađặctrưnghì nhhọc.
Trongcáctrườnghợpđặcbiệtnhưkếtcấuhệdàn,hệkhungphẳngtùytheokếtcấucụt hểmàcóthểbỏbớtđimộtvàithànhphầnđộcứngnàođóbằngcáchk h a i báochúngcógiátr ịbằngzero.
TrongSAPcó3cáchkhaibáođặctrưnghìnhhọcchotiếtdiện:khaibáotấtcảcácđặct rưnghìnhhọccủatiếtdiện;chỉđịnhtiếtdiệnmẫutừcácthưviện;chỉđ ị nhloạitiếtdiệncóhì nhdạngchuẩn,chươngtrìnhsẽtựđộngtínhcácđặctrưngh ì n h học.SAPcungcấpmộtth ưviệnthépđịnhhìnhtheocáctiêuchuẩntheocácfileAA6061-
BritishtiêuchuẩnthéphìnhChinese.pro:tiêuchuẩnthép hìnhcủaTrungquốcCISC.pro:tiêuchuẩnthéphìnhcủaCANADAEURO.pro:tiêuchuẩnthéphìnhChâuÂu.
MSC.VisualNastran
Khảnăngkếthợpvàkhảnăngsửdụng
MSC.visualNastran(MSC)kếthợphoàntoàngiaodiệntổnghợpvớiphiênbảnm ớinhấtcủaAutodeskInventorvàMechanicalDesktop.Ngườisửdụngcóthểt ốiưunh ữngt h a n h c ô n g cụv à l ệnhcủaMSCđ ể thựchiệnc h ứcnăngn h ưt r o n g hệthốngCAD CôngcụAutomaticConstraintMapping(ACM)chuyểnđổinhữngchitiết,bảnvẽlắpvàt hôngtinràngbuộclắpráptrongCAD.
A D v à o t r o n g M S C v i s u a l N a s t r a n C A D A s s o c i a t i v i t y sẽg h i nhận mốiquanhệgiữanhữngđốitượngtrongmôhìnhvànhữngđốitượngtrongM SC v i su a l Na st ra n củac h ú n g ( n h ữngk h ối,điểml i ê n kết,l i ê n kết)v à g h i lạinhữngb ổsungbấtkỳ,tácđộngxoá,thayđổi…đãthựchiệntrênmôhìnhM S C v i su a l N a s t r a n
I S ( S A T ) , P a r a s o l i d (x_t),S T E P ( A P 2 0 3 ) , I G E S , S T L H ì n h d á n g chuyểntừCADsangMSChoànchỉnhsauđóphủlướitínhứngsuấtgiữacácchi tiết.Nhưvậycó2khảnăngkếthợptrongMSC,cáchthứnhấtlàsửdụngcácmôh ì n h 3Dch uẩn,cáchnàycóthểtiếnhànhchobấtcứphầnmềmthiếtkế3Dnào,t u y nhiênlạicóđặcđ iểmkhókhănkhitiếnhànhlắprápcáckhớpvàcáchthứhaiđól à d ù n g l i ê n kếttrựct u y ế nđ ố ivớic á c phầnmềmS o l i d w o k s , P r o -
E , S o l i d Edge,MechanicalDesktop.MộtkhảnăngtolớnkháccủaMSCmàcácphầnmề mmôphỏng kháckhông cóđólà khảnăngkếthợpvớiSimulinkmộtphầnmềmphổbiếncủaMathWorks nhàsángtạoraMATLAP.Cho phépmôphỏnghệthốnglớngồmcảthuỷlực,điệntửvàđiềukhiển.
* Ứngsuất,sứccăng,độvõng,độdaođộng,đànhồi,truyềnnhiệt.
* Tayđòn,dâythừng,lòxo,bánhrăng,dâyđai…
Cácthànhphầncơbảncủamộtứngdụng
Mọiứngdụngđềuđượcxâydựngtừ3thànhphầncơbảnlà:cáckhốivậtt h ể(bod y),khớp(constraint)vàmặtliênkết(coord),chúngliênkếtvớinhautạothànhmộthệt hốnghoànchỉnh,sơđồliênkếtgiữachúngđượcmôtảbằngsơđồsau(hình2.3,hình2.4).
* Body :làcácmôhình 3Dđược vẽngay trongchươngtrìnhhoặctrongcácphầnmềmCADkhác,đượcđónggóidướidạngfilech uẩnvàđượcxuấtraphầnmềmMSC.
* Constraint:làhệthốngcáckhớpliênkếtvàcáccơcấutácđộng.Ngoàic á c khớ pnhưkhớpcứng,xoay,trượt,cầu,xoaytrượt…
Constraint(hình2.6)cònb a o gồm:đ ộ ngcơ,cơcấut á c độngL i n e a r Actuator,t h a n h n ối,dâynối,lòxothẳng,xoắn…
* Coord: l à c á c mặtphẳngđ ị nhvịk h i tiếnh à n h n ốic á c b o d y bằngc á c const raint,vịtrívàhướngcủacáccoordquyếtđịnhvịtrívàhướngcủaliênkết(hình2.7). Vìvậycầnđịnhvịthậtchínhxáccáccoordđểcóthểmôphỏngchínhxác.
InventorvàCosmos
PhầnmềmInventor
- Thiếtkếhoàntoàntheothamsố(Parametric)vàh]ớngđốitợng(FeatureBased). Quátrìnhthiếtkếđượcthựchiệntheoquytrìnhthuận:Phácthảo->Môh ì n h -
- Làmộtt r o n g s ốítphầnmềmcók h ảnăngtạomôh ì n h trìnhdiễnđ ộ ng
- Làphầnmềmduynhấtcócôngnghệthiếtkếthíchnghi(AdaptiveDesign),c h o phé pmộtchitiếttựđộngthayđổikíchthước(thíchnghi)đểlắpvừachitiếtcùngcặp.
- Đượcxếp hàngđầuvềtínhdễsửdụng trong cácphầnmềm CADnổitiếnghiệnn a y Hầuhếtt h a o t á c đ ư ợ ct h ựchiệnbằngk é o thả,s ửd ụngg i a o diệnW i n d o w s chuẩn,hệthốngtrợgiúpvàhướngdẫnsửdụnghoànhảo.
Bảng2.1sauđâysosánhtínhnăngcủacácphầnmềmCADhàngđầutrênthếgiới doTechniCom,mộthãngchuyêntưvấnCAD/CAMthựchiện.
Trao đổi dữ liệu với DWG (cho
Môi trường làm việc tập thể ? ?
Môh ì n h thiếtk ết h e o c ô n g n g h ệt híchnghi
CôngcụDesignAcceleratorlàmộtmôđuntínhtoánthiếtkếchitiếtmáyhiệnđại củaAutodeskInventor 10 Thông sốdướiđây thểhiệnkhảnăngtính toáncủamôđunnày.
Tínhtoánkiểmtramốighépbulông- đaiốc(boltedconnection)Tínhtoánbộtruyềnbánhrăngtrụ(spurgears)
Tínhtoánbộtruyềnbánhrăngcôn(Bevelgears)Tínhtoán bộtruyềntrụcvít- bánhvít(Wormgears)Tínhtoánbộtruyềnđai(V-belts)
Tínhổnđịnhcủachitiếtchịukéo,nén(column)T í n h toán bộtruyềnđairăng(SynchronuosBelts)
Tínhtoánthiếtkếbộtruyềnxích(Chains)Tín hvàchọnthenbằng(key)
Tínhchọnthenhoarăngthânkhai(involutesplines)Tínhchọnthen hoarăngchữnhật(straight- sidedsplines)Tínhtoánmốilắpbạc,trục(Fressfit)
Tínhtoántaitreomóc(clevispin)Tínhto ánchốttrụ(pin)
Tínhchọnlòxocácloại(spring)Tínhtoá nthiếtkếtrục(shaft)
Tínhbềnmốighépren(Powerscrew)Tínhtoá nmốihàngiápmối(Weltjoint)Tínhtoánmốih ànchồng(Solderjoint)
TínhcáctrườnghợpcơcấuPhanh(brake)Tínhtoá ntấmbảnmặt(plate)
PhầnmềmCosmosDesignStar
TrongbộphậnmềmCOSMOSthìCosmosDesign Starlàmộtphươngántrợ giúpthiếtkếmớigiúpcáckỹsưcóthểtính toánkiểmnghiệmlạimẫuthiếtkế.Phầnmềmnhanhchóngchứngminhhiệuquảvànhan hhơncácphươngántínht o á n truyềnthốngthôngthường.DovậyCOSMOStrởthàn hbộphầnmềmtínht o á n kiểmnghiệmphổbiếntrênthếgiới.
Nhờhỗtrợkhảnăngtínhtoánkếtcấu,CosmosDesignSTARchophépmởr ộngk hảnăngtínhtoánthiếtkếchuyênnghiệpbaogồmmôphỏngchuyểnđộng,môphỏngchuy ểnđộngrơi,tínhkiểmnghiệmsứcbềnchohệkếtcấu,tínhbàitoánp h i tuyến,tínhnhiệt,tínhd òngchấtlỏngvàcácmôhìnhtruyềndẫnđiệntừ. a Khảnăngtươngtác:
Cosmostươngthíchvớitấtcảcácchươngtrìnhtrợgiúpthiếtkếbachiều.N ó h o àn to àn tươngt h í c h vớichươngt r ì n h Autodesk Inventor,solidworks,c h o p h é p tậ ndụngcáchệmẫuđồngnhất(khôngcóvếtcắt,vếthàn)màkhôngcầnnhậplạidữliệuv ớimỗithayđổicủachitiết.
Engineer,cácmẫufilecủaCATIA,vídụnhưcácfile*.IGESchocảhailoạifilethiếtkếchit iếtvàfilethiếtkếlắpráp.Cosmosxâydựngtrênnềntảnghạtnhânlànghiêncứu loạimẫuđ ặ c( p a r a s o l i d ) c ũngh ỗt r ợh a i chuẩnA C I S v à S T E A P 2 0 3 M ẫuk i ểmnghiệmcót h ểd ễd à n g t í c h hợpv à o Comosđ ể t í n h t o á n v à đ ánhg i á từbấtk ỳchươngt r ì n h n à o dướiđ ây:n h ưA u t o d e s k Inventor,SolidE d g e , S o l i d w o r k s , C A T I A , Pro/Engineer. b Khảnăngtínhtoán:
Bàitoánđiệntừ Hỗtrợ Hỗtrợ Hỗtrợ c Khảnăngtínhtoántrợgiúpthiếtkếmạnhmẽ:
Hỗt r ợt í n h t o á n (AnalysysAdvisor):hướngdẫnngườithiếtk ếcũngn h ưngườim ớibắtđầuquatừngbướccụthểvớinhữngvấnđềtínhtoán.Giúpđỡgiảiquyếtnhữngthắcm ắcliênquantớiphươngphápsửdụng,làmsaođểtạoralướiphầntửhữuhạn,làmsaođểthể hiệnkếtquảtínhtoán.
Thưviệntínhtoán(AnalysysLibrary):Tạoranhữngmẫucóđặctínhtoánthườ ngsửdụngnhưcáclực,cácphầnbổtrợ,cácđiều kiện biên Người thiếtkếcót h ểdễdàngsửdụngcácthaotáckéothảcácmẫuthuộcthưviệnđểcóthểtạora cáclựcđặt,cácphầnbổtrợlênmộtmẫubấtkỳ.
Liênkếtcứng(PinConnector):Môphỏnghiệuứngliênkếthaithànhphầnbằngm ộtliênkếtcóbiếndạng.Khôngcầnphảimôtảcácliênkếtcóbiếndạngt r o n g khimôphỏ ng.Ngoàiracácliênkếtcóbiếndạngcóthểmôtảđượccáctảitrọngkéonénđặttrước.
Liênkếtbằngthen,chốttruyền(BoltedConnections):Môphỏngmốighépthe nhaytrụctruyềngiữahaithànhphầnđượcliênkếtvớinhau.Cóthểmôphỏngđ ư ợ cmomen xoắnphụthuộcvàođiềukiệnliênkết.
Mặtphẳngảo(VirtualWall):Địnhnghĩaliênkếtgiữamộtmẫuvớimộtmặtphẳngảo. Chốtđịnhvị(HingeRestrain):Môtảđịnhvịbằngchốtchocáctrườnghợpbềmặtd ạngtrụnhưcáclỗhaycáctrục.
Nghiêncứukiểmnghiệm(AnalysisResearch):Ngườidùngcóthểtìmkiếmcáctưl iệuvềcácloạivậtliệutrêntrangmatweb.comvàtruyxuấttàinguyêncủacácsảnphẩmC OMOSkhác,hỗtrợcácchuyênđề,tàiliệu,hỗtrợbảnquyền.
Kiểmtravađập(DropTest):Khảnăngkiểmtravađậpgiúpkiểmnghiệmsảnph ẩmthiếtkếnhưlàmộtvậtthểđangchuyểnđộngrơi.Nógiúpngườithiếtkếk i ểmtramẫurơit hựctếtừđộcaokhácnhau.
Mốitươngquangiữakếtquảkiểmtravới kếtquảtínhtoáncủaCOMOS:Sosánhcáckếtquảtínhtoánnhưứngsuấtbền,ứngsuấtmỏi vàcácchuyểnvịvớicáckếtquảđotừcáckiểmnghiệmvậtlý.
Tảitrọngđịnhhướng:Địnhnghĩatảitrọngđịnhhướngphátsinhtừcácmặtt r ụtiếpx úcvớinhau.Cáctảitrọngđịnhhướngnàytựđộngthểhiệnnhưcáctảit r ọngkhôngđồngđ ềutrênbềmặtliênkết.
Nghiêncứutheothamsố(ParametricStudies):Tổnghợptấtcảcáclực,vậtliệu,cá ckíchthướchìnhhọcnhưcácthôngsốtínhtoán.Sửdụngbảngthôngsốthiếtkếcoinhư biếnsốtrongsuốtquátrìnhtínhtoánmẫumộtcáchphongphúđểd ựtínhcácsựkiệnsẽphát sinh.Ngoàira,kếtquảtổnghợpcácbiếnsốchomỗimẫutínhtoánđềuđượctrìnhbày.
Môphỏngchuyểnđộng(MotionSimulation):Phântíchbằngtínhnăngcủaphầnmề mCOMOSmotionchophépngườithiếtkếsắpxếpcácđộngcơ,cơcấutruyềnđộng,xácđ ịnhmứctiêuthụcôngsuất,liênkếtcáclớp,pháttriểncáckếtcấucam,điềutiếttruyềnđộn g,quảnlýcácbạc,dầmvàđưaraquyếtđịnhchocácl i ê n kếtgiữacácphần. d Khảnăngtạolướiảo:
Lướihỗnhợp(MixedMeshing):Tínhtoánkiểmnghiệmcáchệlắprápcácđốitượ ngdàyhaymỏng mộtcáchhiệuquảbằngcáchsửdụnghệlướiđặcchocácvậtthểdàyvàsửdụngmẫudạngvỏđố ivớicácvậtthểmỏng.
Hệlắprápghéplỏng(AssemblieswithClearances):Hầuhếtcácmẫuhệđềucókhoản ghởnhỏgiữacácphầnđểlàmdungsaikhisảnxuất.Ngườithiếtkếcót h ểliênkếtcácphầ nmàthậmchícácthànhphầnkhôngnhấtthiếtphảitiếpxúc(chạm)vàonhau.
Hỗtrợđahệ(Multi- bodySupport):Chophéptínhtoáncácphầncủahệđavậtthể.Ngườithiếtkếcóthểdùn gchungcácloạilưới(lướiđặcvàvỏ)vàđịnhn g h ĩađiềukiệntiếpxúcgiữacácthànhphần tronghệvớicácphầncònlại.
Liênkếtgiữacácb ềmặtl i ê n tục( E n h a n c e d N o P e n e t r a t i o n S u r f a c e - t o - surrface Contact):điềukiệntiếpxúcmặtcóthểđịnhnghĩagiữacácmặtcảcáct h à n h phầntronghệ(đốivớicácmẫutĩnhvàcácmẫutínhtoánnhiệt).Cảithiệnđộc h í n h xáclàmộ ttínhnăngcựckỳquantrọngtrongtínhtoántiếpxúcchohệvậtmẫucócácthuộctínhvậtli ệukhácbiệt. e Tínhtoánnângcao(AdvancedAnalysis):
Tínht o á n sứcmỏi( F a t i g u e A n a l y s i s ) : Thựchiệntínhsứcbềnmỏiđ ể d ựđ oá ncácdạnghỏngcủacấutrúcdướitácđộngcủacáctảitrọngtuầnhoàn.
Historydata):Cácbiếnsốđadạnggiúplưulạicácdữkiệntảitrọngtínhtoán.Cácdữliệutí nhtoánthậmchícóthểnhậpv à o từmộttậptinvănbản.
Phươngp h á p p h i tuyếnt ựđ ộ ng(Nonlinear-
Automatic)g i à n h c h o c á c tảit r ọngvàđịnhvị.Tựđộngtạocácbiếnđiềukiệnthờigia nchobấtkỳquyđịnhđ ị nhvịhaytảitrọngnào.
Vậtliệuđ ành ồih a y chấtdẻop h i tuyến( N o n l i e a r -
Cácvídụkinhđiển(ValidationExamples):Đưaracácvấnđềxácnhậnlạiconsốt ínhtoánhữutuyếnhayphituyếnđểgiảithíchsựchínhxáccủakếtquảkhiso sánhvớikếtquảt hựcnghiệmvậtlý.
Cácbiểuđồkếtquả(CustomizeDefaultPlots):Chophépbạnchỉrabiểuđồs ẽđượct ựđộngtạorasaukhitínhtoán.Vídụngườidùngcóthểchỉratấtcảcácbiểuđồhìnhdạngđượ ctạoratheomộtkiểutínhtoántầnsố. f Khảnăngmởrộng(EnhancedUsability)
CreateMaterialLibraries):thêm,chỉnhsửacácthuộctínhvậtliệunhưsứcbềnmỏi,nhiệ t,phituyếnhayhữutuyến,sửd ụngtínhnăngmởrộngcủatrìnhsoạnthảotínhnăngvậtliệu.
Tínhtoánvỏmỏng(ShellAnalysisforAssemblies):Tínhtoántấmkimloạih a y cá cthànhmỏngsửdụngcáccấutrúcvỏ.Cácđiềukiệnuốn,táchhoặctiếpxúcc ó thểđịnhnghĩa dễdàngliênkếtgiữacácmặtvỏcủahệlắpráp.
CácmenuTảitrọng/ địnhvị:Khiđịnhnghĩatảitrọnghoặcđịnhvịtrênmẫu,m e n u ngữcảnhluôntồntạitrongkh uvựcđồhọagiúpngườisửdụngdễdàngđặtcáctảitrọnghoặcđịnhvịtrêncácbềmặt,cáccạnh hoặccácđỉnhđượclựachọn.
Hỗtrợcácbảnvẽmởrộng:Tạorabảnvẽtrênmáytính(hệthốngthiếtkế)vớicácbiểu đồkếtquảđadạng.Thêmvàođó,ngườisửdụngcóthểẩncácphầnđ ãchọncủahệđểmôtảl ạimộtcáchtrongsánghơn,rõrànghơntrênbiểuđồkếtquảtínhtoán.
Chỉracáctảitrọngvàđịnhvịdễdànghơn:Chophépngườisửdụngchọnmộtcạnh hoặcchỉramộtbềmặtđịnhhướngchotảitrọngvàđịnhvị. Ứngsuấtnhiệtthayđổitheoứngdụng:Môphỏngứngsuấtnhiệttừcácmôt ảnhiệtđộ. Quảnlýtậptin(AnalysisFileManagement):Cungcấpnhiềutùychọnchoc á c p hươngthứctínhtoán.Chọnvàlưugiữkếtquảtínhtoántrongthưmụcmẫucủahệthốngh ỗtrợthiếtkế,làthưmụcconcủathưmụcchứacácmẫukếtquảthườngdùng.Sửdụngđiề ukiệnkhởitạovàcáckếtquảtrạngtháinhiệtổnđịnht r o n g tínhtoánnhiệtởthờigianngắ n:sửdụnghồsơchứathôngsốnhiệtđộđượct í n h toántừcáctínhtoánnhiệtnhưđiềukiệ nkhởitạocủaMẫunhiệttrongthờig i a n điểm(khoảngthờigianngắn).
Truyềnnhiệtquabềmặt(SurfacetoSurfaceRadiation):Môphỏngcácbứcxạtha yđổigiữacácphần,cosmostựđộngtínhtoántỉlệcủabiểuđồđểtínhtoánc h í n h xácsựtrao đổinhiệt.
Truyềntảitrọngliêntục(SeamlessLoadTransfer) từCosmosmotion:đọccá ctảitrọngmàkhôngcầnbấtcứtậptinngoàinào,vìvậyquátrìnhdiễnraliêntục.Ngoàir acóthểđặttảitrọngchotoànbộvòngchuyểntải.
Thayđổimặtcắtvàcácbiểuđồkếtquả(ImprovedSectionandIsoPlots):c h o ph épngườithiếtkếchọnbấtkỳmặtphẳngCADnàonhưmộtmặtcắt.Ngoàir a ngườidùngcót hểdichuyển,xoaymặtphẳngcắt mộtcáchlinhđộngvàsựnhìnt h a y đổihiệuứngtrênbiểuđồmẫukếtquả.
Biểudiễnsựtruyềnnhiệt(ImprovedAnimationofTransientThermalR e s u l t s ) : Chophépchỉracáchbắtđầuvàkếtthúccủachuyểnđộng.Ngoàirasốc á c khunghình đoạnmôphỏngchuyểnđộngđượctănglênđến100.
Biểuthịgiátrịchuẩn:Mộtmũitênchophépchỉrõgiátrịchuẩnxuấthiệnt r ê n biểu đồ.Bêncạnhđóbiểuđồtiêuchuẩnchophépngườisửdụnghiểnthịsốphầntrămcủatừngđ ơnvịcógiátrịlớnhơnhoặcbằnggiátrịcủabiểuđồchuẩn.
Danhsáchhệsốảnhhưởngcủakhốilượngđếntínhtoántheotầnsố:Ngườis ửdụngcó thểthốngkêdanhsáchhệsốảnhhưởngcủakhốilượngtheocácchiềux , y,ztrongtínhtoánth eotầnsố.
Kếtluận
Trongchươngnày,nhómđềtàiđãnghiêncứulàm chủđượcphầnmềmtínhtoánkếtcấuthépSAP,nghiêncứuchuyênsâuvềtínhtoánkhung giàn,nắmvữngcáctiêuchuẩntrìnhtựtínhtoánkếtcấuthép.
- Đềt à i đ ãn ắmv ữngn g u y ê n l ý , l ý t h u y ếtx â y dựngmôh ì n h trênM S C vi sualnastran,sửdụngphầnmềmlàmcơsởchoviệcmôphỏngcầutrục.
Giớithiệusơlượcvềcầutrụcchândê
Cầutrục chân dê gồmcócácbộphậnchínhsau:Cụmdichuyểncầutrục,hệk h u n g cầutrục,thiếtbịquấnrảic ápđiện,lancancầuthangsànthaotác,cabinđiềukhiểnvàcụmxetời.Dầmchínhhệ khungcókếtcấudạnghộpliênkếthàn,x u n g quanhcụmxetời(xecon)vàhệkhungcósànt haotácđểthuận tiệnchoviệcsửachữabảodưỡng. a Ýnghĩacôngdụng:
Cầutrụcchândêcửanhậnnước2x50+2x10+5tấnđượcdùngđểnânghạcửa vansửachữasựcố,cửavansửachữa,lướichắnrácvàgầuvớtráccủacửanhậnnướccôngt rìnhthủyđiệnBảnchát,ngoàiranócònđượcdùngđểsửachữa,lắprápchocácthiếtbịthuộcc ửanhậnnước. b Điềukiệnvậnhành:
Cabinđiềukhiểntựđộngtrêndầmcầutrục,gồmbộthiếtbịđ ồ ngbộđiềukhiểnđ iện,mộtbảngđiềukhiểnsựcốxáchtaykiểugiắccắmvàtấtcảcácvậtliệuđấunốid âybêntrong.
Một(01) -Bộthiếtbịchiếusá n g đầyđ ủ c h o cầutr ụcv à k h u vựchoạt độngcủacầutrục.
Bộthang, lốiđi,vàcáclancantayvịncầnthiếtđểtiếpcậnbuồngđiềukhiểncầ utrụcantoàn,phụcvụkiểmtra,bảodưỡng.
Lôcácbộphận,chitiếtcầnthiếtnhưnéo(baogồmcảnéochox y lanhthửtảicầutrụ c),bulông,đaiốc,khung,ống,tayvịnlancan,dầumỡ,cácthiếtbịtạmthờivàvĩnh cửuphụcvụcôngtáccănchỉnhvàđịnhvị.
Kếtcấukimloạicủacầutrụclàkếtcấuhàntổhợp,tiếtdiệncácdầmchịulựchìnhhộp.Bêntrênkhungcầutrụccóxeconvớicơcấunângchínhcótảitrọngnâng2x50tấn,cơcấunâ ngphụ2x10tấnvàcơcấudichuyểnxecon.Cơcấunâng chínhgồm2tangcuốncápđườngkính1170mmvớiđườngrãnhhìnhxoắnốc,2hệthốngt reotải50tấnvàcơcấutruyềnđộngbaogồmđộngcơ,phanh,hộpgiảmtốc,cặpbánhrănghở Dẫnđộngchocơcấunângchínhlàkiểudẫnđộngchungbằng1độngcơ.Cơcấunângph ụbaogồm2tangcuốncápđườngkính820mmvới2đườngrãnhxoắnốc,2hệthốngtreo tải10tấnvàcơcấutruyềnđộng.Dẫnđ ộ ngchocơcấunângphụlàkiểudẫnđộngchungb ằng1độngcơ.Cáccơcấun â n g đượctrangb ịcác thiếtbịhạnchếtảitrọngnâng(vớich ếđộvượttảichophéplớnnhấtlà 110%sovớitảitrọngnâng danhnghĩa).Cơcấudichuyểnxeconkiểudẫnđộngriêngvới4bánh xechủđộngvà4bánhxebị động,đườngkính550m m Xeconcóhệthốngnhàchebảovệcáccơcấu,bộmáy.
Cơcấudichuyểncầutrụcbaogồm2cụmchủđộngvà2cụmbịđộng.Haic ụmchủđộ ngđượclắptrên4bánhxedẫnđộng710mm.Haicụmbịđộngđượclắptrên4bánhxebịđộn g710mm. Đốivớicảcơcấudichuyểncầutrụcvàxeconđềusửdụngphanhguốcđiệnc ó cầnđẩyt huỷlựcđảmbảosựtrơntrutrongquátrìnhlàmviệc.
Trêncầut r ụccũngn h ưx e c o n c ó lắpđặtc á c c ữhạnv ịhànhtrìnhn â n g , h à n h trì nhdichuyểnvàcáccửalênxuốngsànthaotáccóđặtcáccầudaobántựđộngđảmbảoant oàn.Trêntrụctangcuốncápcólắpthiếtbịđiềukhiểnđóngmởc á c hoạtđộngkhinângcủac ửavansửa chữacốlênđộcao150mmđểvanbypasshoạtđộng,vàcácthiếtbịhạnchếvịtríthấphơnvàcao hơnhệthốngtreo.
Phíatrênmáichecủaxeconcóthiếtbịđotốcđộtứcthờigióvàpháttínhiệukhivậ ntốcgiólớnhơntốcđộgióchophép. Đểhạnc h ếs ựt r ô i củacầut r ụcd o g i ó k h i k h ô n g l à m v i ệc,tại2 c ụmd i chuyể nbịđộngđượclắp02thiếtbịkẹpray.Thiếtbịnàyđượchoạtđộngliênđộngvớitoànbộmọihoạ tđộngcủacầutrục. e Đặctínhkỹthuậtcầutrục:
Nguồnđiện,tầnsố(Hz),điệnáp Xoay chiều,
0 Tính ổn định cầu trục
Tổngquanvềtrìnhtựtínhtoánthiếtkếcầutrục
Thiếtkế:bộchạy,t a n g cấpđiện,cầut h a n g , sàn,cabin
+Tínhtoánkiểmtrabằnginventor,cosmoscácchitiếtđiểnhìnhnhưổđỡ,t a n g , bá nhrăng,trụcthen.
+Xácđịnhcáccụmkhungthépđỡtời,mặtbằngkhung xecon, baoche,thiếtbịđ ogió =>đưarakhẩuđộxecon=>khoảngcách2cầucủahệkhung.
+ Tính toánbằngSAP2000, tínhkiểmtraổnđịnhơle,độbền,biếndạng(độv õ n g ) , daođộng rútrahệsốbềnổnđịnh.
+T í n h t o á n k h u n g b a o c h e ( c h ịuđ ư ợ ctảit r ọngd o palăngsửac h ữa,g i ó bã o )tínhtoánbằngSAP
+X â y d ựngmôh ì n h t r ê n S A P , t í n h kiểmtraổ nđ ị nh,đ ộ bền,biếndạng(phươ ngthẳngđứng,phươngngang)=>rútrahệsốbềnổnđịnh.
+TínhtoánbằngCosmos,inventorcáccụmchitiếtnhưhộpbộchạy,bánhxe,bán hrăng,trục,thenchốt
Lựachọnvàkiểmchứngkếtquả
Cáccơsởsosánh
Nhưchúngtađãbiếtviệctínhtoánthiếtkếvàchếtạocácthiếtbịcơkhít h ủycôn gởViệtNamvàtrênthếgiớiđãcótừlâu.TuynhiênởViệtNamviệcứngdụngchuyên sâucácphầnmềmchuyêndụngvàotínhtoánthiếtkếcầutrụcc h â n dêchưađượcápdụ ng.Nhómđềtàiquanghiêncứutìmhiểuđãtổnghợpđượcquátrìnhtínhtoánthiếtkếc ầutrụcbằngphầnmềm. Đểlàmrõcáckếtquảtínhtoánbằngcácphầnmềmchuyêndụngtrongđềtài,ứng dụngvàotínhtoáncầutrụcchândêtrongcôngtrìnhthủyđiện.Sosánhkếtq u ảcủaph ầnmềmt í n h vớic á c phươngp h á p t í n h k h á c , t r o n g mộts ốc ô n g t r ì n h đãthựchiện như:
Sosánhcáckếtquả
- Giớihạnchảych5MPa,Giớihạnbềnb55MPa
- Hệs ốa n t o à n k h i t í n h ứngsuấtt ổngthểcủa móclàm1,53
Vật liệuchếtạobánhrăng chủđộng/bịđộng:thép45/thép50cógiớihạn ứngsuấttươngứng:giớihạnbềntươngứng:bY0/560MPa; giớihạnchảytươngứng:ch45/334MPaTínhbằnggiảitích TínhbằngInventor
Bánh răng chủ động: hệ số dự trữ khi tính toán về uốn tại tiết diện nguy hiểm = []/= 137/118
Bánh răng bị động: hệ số dự trữ khi tính toán về uốn: = []/= 132/77 hệ số dự trữ khi tính theo ứng suất tiếp: tx= [bear]/bear = 600/70
Dựavàokếtquảtínhtoán02chitiếtđiểnhình,kếtluậnviệctínhbằngphần mềmlàchínhxác,tincậy. b Sosánhcáckếtquảkhitínhtoánbằngphầnmềmkhác.
Tínhtoánhệkhungcầutrục2x63/2x10tấnthủyđiệnA.vương:Trongtínhtoá ntacoicáccụmlàcốđịnhkiểmngàm:
Momenkhánguốncủamặtcắtđốivớitrụcztạicácđiểmi1,i2i n;Sy(i1,i2 .in)- Momen tĩnhphầnmặtcắt nằmxahơntọađộcácđiểmi1,i2 .in;sovớitrụcY;
EIy;EIz–ĐộcứnguốncủamặtcắtngangtươngứngvớitrụcY-YvàZ-Z;GIкр– Độcứngxoắncủamặtcắtngang. d d d d H H
TT Mặtcắt Đặctính Đặctínhhìnhhọc Độcứng
TT Mặtcắt Đặctính Đặctínhhìnhhọc Độcứng
I kp =2 77464 см 4 GI kp = 22475 тсм 2
I kp =3 45358 см 4 GI kp = 27974 тсм 2
4 kíchthước,см tiếtdiện(ph ầntử29á32)
2 t=0 8 b=6 9 kíchthước,см tiếtdiện(ph ầntử33á36) d d d d H H
TT Mặtcắt Đặctính Đặctínhhìnhhọc Độcứng
Mặtcắtdầmchính( phầntử63) d d H Đặc tính Đặc tính hình học
TT Mặt cắt Độ cứng 514080 52608 23421 16542
10 см 2 см F= 244.8 4 см 4 см 4 см 3 см 3 см 3 см 3 см 3 см 3 см 3
EF= тс тсм 2 тсм 2 тсм 2
Hình3 8 S ơđ ồ tínhnộil ựckếtcấuthép trênphầnmềmSAP
Sốph ầntử Sốcụm Loạimặtc ắt Nộilực Điểm mặtcắt Ứngsuất,Мпа”
Mkp=-0.884 My1.287 Qz.624 Mz8.656 Qy=-19.788
Mkp=-9.875 My=-125.576 Qz=-15.054 Mz5.886 Qy=-25.39
Mkp=1.258 My79.462 Qz".171 Mz=-65.825 Qy=-1.095
Sốph ầntử Sốcụm Loạimặtc ắt Nộilực Điểm mặtcắt Ứngsuất,МPа”
Mkp=-0.872 My=1 31 2 11 Qz=1 5 7 7 5 Mz=1 0 8 6 5 8 Qy=-19.782
Mkp=-9.823 My=-125.571 Qz=-15.055 Mz=1 1 2 3 4 2 Qy=-25.31
Mkp=1.225 My=1 97 7 45 Qz=2 2 1 8 Mz=-65.81 Qy=-1.152
Từcáckếtquảtínhtoántrêntathấycósựkhácbiệtnhỏgiữa2phầnmềmtí n h Hệsốantoàn bềnổnđịnhđềunhỏhơn1.PhươngpháptínhtoánbằngphầnmềmSAPlàchínhxác,tincậy. 3.4 Kếtluận
Nhómtácgiảđãsửdụngbộphầnmềmtínhtoánthiếtkếcầutrụcchândêcửanhậnn ướcthủyđiệnbảnchátvàđãdùngbộphầnmềmnàykiểmnghiệmlạithiếtkếCầutrụcchân dê2x63/2x10tấnthủyđiệnA.VươngdocôngtyZaprozhe-
U c r a i n a tínhtoánvàquakiểmtramộtsốcôngtrìnhđãthựchiện,nhómtácgiảnhậnt hấybộphầnmềmcóđộtincậycao,chínhxác,phươngpháptínhtoánthiếtk ếcầutrụccủan hómnghiêncứulàhợplý.Vớiviệcthiếtkếbằngphầnmềmnàyđ ãgiúpchocáckỹsưcủaVi ệnrútngắnđượcthờigianthiếtkế(06kỹsưthiếtkếcần04thángđểhoànthiện01cầutrụcchân dê,khidùngcácphầnmềmthìchỉcần01kỹsưlàmtrong01tháng),cáckếtcấuthiếtkếlà tốiưu.Nhómđềtàiđãsửdụngcácphầnmềmnghiêncứuđểtínhtoánthiếtkếbộcầutrụ cchândêcửalấynướctảitrọng2x50+2x10+5tấnthủyđiệnbảnchát.
Từc á c nhậnx é t t r ê n n h ó m n g h i ê n cứukiếnn g h ịd ù n g c á c phầnmề mchuyêndụngđểtínhtoánthiếtkếcầutrụcchândêchocôngtrìnhthủyđiện.
Saumộtthờigiannghiêncứu,tìmhiểuvàlàmviệcvớitinhthầnkhoahọc,n g h i ê m tú cn h ó m đ ề t à i đ ãkhaithácmộtc á c h hiệuq u ảcácphầnmềmc hu yê n dụngMSC. VisualNastran,S a p 2 0 0 0 , COSMOS,I n v e n t o r Đól à việcứngd ụngthànhcôngv àothiếtkếcầutrụcchândêchocáccôngtrìnhthủyđiệnnhưBảnChát,Srêpok3,Buô nTuaSrah… Đềtàiđãthựchiệnđầyđủcácyêucầumụctiêuđặtrađólà:
+Làmchủphầnmềmtínhtoánkếtcấuthép(baogồmnghiêncứunắmvữngc á c tínhn ăngưuviệt củacácphần mềm,nghiêncứuchuyênsâuvềtínhtoánthiếtkếkếtcấuthép)…
Cácphươngpháptínhtoántruyềnthốngtrướcđâykhitínhtoánthườngđưamộts ốgi ảthiếtv ềmôh ì n h đơngiảnhơnđ ể thựchiện.T u y n hi ên nếukếtcấuphứctạphơnhoặckhá cnhiềusovớimôhìnhthìsaisốcủalờigiảisẽrấtlớn.Vớic á c phầnmềmnghiêncứutrong đềtàichúngtađãtínhđượccácmôhìnhphứctạp,đặcbiệtc á c k ếtq u ảtínht o á n c h o p h é p t a n h ì n thấys ựp h â n bốn ộilực,chuyểnvịtrongtoànbộkếtcấu,cùngvớikhả năngdễthayđổicácthôngsốkhithiếtkếcủacácphầnmềmđãgiúpchocáckỹsưlựachọ nđượccáckếtcấuphùhợpantoànđemlạihiểuquảkinhtếcao.
Quasosánhkếtquảtínhtoánbằngcácphầnmềmvàkếtquảtínhtoánbằngcácphươn gphápkhác,chothấygiátrịtínhtoáncóđộtincậycao,đápứngđượccác yêu cầuđềrađốivớimộtkếtcấuphức tạptrong tínhtoán và chếtạocủanướcta.Việclàmc h ủc á c phầnmềmc h u y ê n dụngkhẳngđịnhsựvươnl ê n l à m c h ủk h o a họctiêntiếncủanhómđềtài.Ứngdụngcácphầnmềmvàoquátrìnhtínht o á n thiếtkếgiúptađẩynhanhtiếnđộchocáccôngtrình.Nhấtlànướctađang đẩymạnhxâydựngcáccôngtrìnhthủyđiệnphụcvụvàảnhhưởnglớnđếnsựp h á t triển củađấtnước.
Vớisựthànhcôngcủađềtài,nhómđềtàimongmuốntiếptụccôngviệctốiưuhóaviệ csửdụngphầnmềm,chuẩnhóacáctàiliệuquyphạm,tiêuchuẩnchoviệcthiếtkếcáchạng mụccầutrụcchândêtrongcáccôngtrìnhthủyđiện,khuyếnc á o cácnhà sản xuấtcầutrụcsửdụng04phần mềmcủađềtàiđểtínhtoánthiếtkếđ emlạisựtốiưucủakếtcấuvàhiệuquảkếtcấu.Quakiến thứcthuđượctrongqu á trìnhnghiêncứuđềtài,chúngtôimuốndùngcáckếtquảnghiên cứuđểthẩmtracáckếtquảtínhtoáncáccôngtrìnhliênquan.
[1].СТП031000-525-85.Меха”ническоеоборудова”ниеиспециа”льные ста”льныеконструкциигидротехническихигидроэнергетическихсооружени й.Мета”ллическиеконструкциикозловыхкра”нов.Ука”за”нияпора”счету.
8 1 Ча”стьIIН о р м ы п р о е к т и р о в а” н и я Г л а” в а” 2 3 С т а” л ь н ы е кон струкции.
[3] Спра”вочник по строительной меха”нике кора”бля Т.3 дина”мика” иустойчивость корпусныхконструкций.–Л.:Судостроение,1982.
[4].ISO4301/1.Кра”ныиподъемныеустройства”.Кла”ссифика”ция.
[5].Подред.М.М.Гохберга”.Спра”вочникпокра”на”м.Т.2.Ма”шиностроение. Л.,1988
8 5 М е х а” н и ч е с к о е оборудова”ниегидротехническихс о о р у ж е н и й Меха” низмыподъема”.Ука”за”нияпора”счету.
[7] А.П.Ша”ба”шов, А.Г.Лысяков Мостовые кра”ны общего на”зна”чения. Ма”шиностроение.М.,1980
[8].CMAASpecification #70, Revised1994 Specifications for toprunning bridgeandgantrytypemultiplegirderelectricoverheadtravelingcranes
[12].H a m T h u a n – ĐaM y H y d r o p o w e r p r o j e c t f o r H a m T h u a n shemea s b u i l drawingforsteelp enstockandliner;2001;HITACHIZOSENCOPORATION.
[16].Thiếtkếchitiếtmáy-NguyễnTrọngHiệp-ĐàoVănLẫm-NXBGiáodục,1 9 9 7 [17].TậphợptiêuchuẩnthiếtkếthiếtbịnângTCVN4244-
Computer&Structures,INC,2000[20].Quyphạmthiếtkếnghiệmthuthiế tbịcơkhíthủycông
Bộcôngth−ơng việnnghiêncứucơkhí Địachỉ:Số4-đ−ờngPhạmVănĐồng-CầuGiấy-HàNội
Tel:38374069-Fax:37649095- Email:Narime-tttdh@hn.vnn.vn
Ng−êilËp :NguyÔn§¨ngHiÕuN g −êi kiÓmtra :NguyÔnL©mTuÊnAnhV iệnduyệt :
MỤCLỤC Trang THUYẾTMINHTÍNHTOÁNCẦUTRỤCCHÂNDÊ 1.Đặctí nhkỹthuậtcầutrụcchândê 1
2 Tínhtoáncơcấunângchính 2 2.1 Cácthôngsốđầuvào 2 2.2 Tínhchọndâycáp 3 2.3 Tínhtang quấncáp 3 2.4 Tínhtoánchọnđộngcơđiện 4 2.5 Tínhtoántruyềnđộngcơkhí 4 2.6 Tínhchọnphanh 5 2.7 Tínhsứcbềncụmmócnâng50T 6
3 Tínhtoáncơcấunângphụ 7 3.1 Cácthôngsốđầuvào 8 3.2 Tínhchọndâycáp 8 3.3 Tínhcụmtangquấncáp 8 3.4 Tínhtoánchọnđộngcơđiện 9 3.5 Tínhchọntruyềnđộngcơkhí 9 3.6 Tínhchọnphanh 10 3.7 Tínhsứcbềncụmmócnângphụ10 tấn 11
4 Tínhtoáncơcấudichuyểncầutrục 134.1 Cácthôngsốđầuvào 134.2 Xácđịnhcác thôngsốlựccản 134.3 Lựachọnđộngcơđiện,phanh,hộpgiảmtốc 144.4 Tính,lựachọn cặpbánhrăngngoàihộp 144.5 Kiểm trađộngcơđiệnvềmomenmởmáy 154.6 Tínhtoánkiểmtrabám chobánhxe 154.7 Tínhchọnkiểmtrabánhxevàray 16 a).Tínháp lựcmaxlênbánhxe 17 b).Tínhkiểmtrabánhxevàray 184.8 Tínhtoántrụcbánhxe 184.9 Tínhchọnổlăncụmdichuyểncầutrục 19
5 Tínhtoáncơcấudichuyểnxecon 20 5.1 Cácthôngsốđầuvào 20 5.2 Xácđịnhcác thôngsốlựccản 20 5.3 Lựachọnđộngcơđiện 21 5.4 Tính,lựachọn cặpbánhrăngngoàihộp 21 5.5 Tínhtoánkiểmtrabánhxevàray 22 a).Tínháp lựcmaxlênbánhxe 22 b).Tínhkiểmtrabánhxevàray 22 5.6 Tínhtoántrụcbánh xe 23 5.7 Tínhchọnổlăncụmdichuyểnxecon 23
6 Tínhổnđịnhlậtcho cầutrụcchândê 24 6.1 Kiểm traổnđịnhcủacầutrụcởtrạngtháigióbão 24 6.2 Kiểm traổnđịnhcủacầutrụckhiđanglàmviệc 26
7 TínhtoánkếtcấuthépHệkhungcầutrục 28 7.1 Chọn cácthôngsốmặtvàvậtliệu 28 7.2 Cácchếđộtảitrọngtácdụnglênkhungthépcầutrục 29 7.3 Kiểmtracáckếtquảtínhtoán 30 TÀILIỆUTHAMKHẢO 31
PHỤLỤC Pl.1.Tínht oá n cặpbánhrăngngoài-Bộchạybằnginventor
Nguồnđiện,tầnsố(Hz),điệnáp Xoaychiều, 50Hz, 380/220V Điềukhiểncầutrục TừCabin
1.ĐộngcơđiệnN H 0kW,p=6,liềnphanh,n0vg/ ph6.KhớpnốirăngT N #000Nmk i ểulắpchânđế,điềukhiểnbiếntần
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú Đườngkínhnhỏnhấtcủatangtheođáyrãnh D m i n d 510 mm
Chọnđknhỏnhấtcủatangtheođáyrãnh D 1170 mm Đườngkínhtangtạitâmcáp D cp 1200 mm
K/cmingiữatrụctangvớitrụcròng rọcổtreomóc h min 650 mm sơbộ
= 2×(Q 1 +Q h )×v Р ст 6120×η о Chọn động cơ roto lồng sóc, liền phanh, điều khiển biến tần có các thông số:
Tỷ số truyền chung cần thiết để đạt vận tốc nâng i m 373.03
Chọn hộp giảm tốc thứ nhất có các thông số chính sau: Kiểu hộp giảm tốc: bánh răng trụ :
CấpcáchđiệnF,cấpbảovệIP55 Điệnápsửdụng400V,50HzPh anhđĩađiệntừliềnđộngcơ,M ph 00Nm
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Sốvòngquaycầnthiếtcủatangđểđảmbảovântốcnâng n t 2.6539 v/ph có 2 đầu trục vào, 1 đầu trục ra
2*m*i *1000 0 Chọn phanh điện thuỷ lực theo DIN 15435, là loại phanh phù hợp với kết cấu, thông dụng
Chọnhôpgiảmtốcthứ2cócácthôngsốchínhnhưsau:Kiểuhộpg iảmtốc:bánhrăngtrụ
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Khốilượngcủa02mócnângchính Qm 1440 kG Đườngkínhtangtạitâmcáp D CP 1200 mm
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Hệsốtincậytheocôngdụnglàmviệc γ n 1.75 Ứngsuấtkéo cho phép theomặtphẳnghướngkínhcủamóc treo [σ bear ] 60.9 Mpa
p o < [σ ] рр Ứng suất kéo của móc treo σ 1 57.3 Mpa TRUE
Chiềudàythành h 70 mm Ứngsuấtkéothựctếtheomặtphẳnghướngkínhcủamóc σ bear 39.1 MPa TRUE
1 ĐộngcơđiệnN H 7kW,p=6,liềnphanh,n5vg/ph
Các thông sốKý hiệuGiá trịĐ.vịGhi chú
Tải trọng danh nghĩa của cơ cấu nâng phụ 1Q2x10000kG Tải trọng danh nghĩa của 1 móc nângQ 1 10000kG
Khối lượng của bộ phận mang vậtQ h 161kG Vận tốc nâng max theo yêu cầuv8m/ph Chiều cao nâng lớn nhấtH76m
Bội suất palăngm2tang kép
3.1 Các thông số đầu vào
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Loạidâycáp,làmbằngthépmạ,lõikimloại,chốngănmòn d 13 mm
Các thông sốKý hiệuGiá trịĐ.vịGhi chú Đường kính nhỏ nhất của tang theo đáy rãnhD min 221mm d
Bước cuốn cápt15mm t = d+ (2-3) Chọn đ k nhỏ nhất của tang theo đáy rãnhD820mm
3.3 Tính cụm tang quấn cáp
Vật liệu chế tạo tang
Giới hạn chảy của vật liệu chế tạo tang Giới hạn bền của vật liệu tang
Giới hạn bền nén của tang σ yp σ u
Phanh đĩa điện từ liền động cơ, M ph 0Nm Đườngkínhtangtạitâmcáp
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Khốilượng02mócnângphụ Qm 322 kG Đườngkínhtangtạitâmcáp D CP 833 mm
Chọn phanh điện thuỷ lực, là loại phanh phù hợp với kết cấu, thông dụng theo DIN 15435
Kiểuhộpgiảmtốc:bánhrăngtrụ có2đầutrụcvào,2đầutrụcraCôngsuấ ttruyềnquahộpgiảmtốc(n00)
Có đường kính bánh phanhD315mm d
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
p o < [σ ] рр Ứng suất kéo của móc treo σ 1 20.06 Mpa TRUE
Chiềudàythành h 20 mm Ứngsuấtkéothựctếtheomặtphẳnghướngkínhcủamóc σ bear 42.58 MPa TRUE
Các thông sốKý hiệuGiá trịĐ.vịGhi chú
Khối lượng cầu trục tính toánG CT 67652kG Khối lượng của xe tờiG XT 55589kG
Khối lượng tổng (cầu trục+xe tời)G TCT 123241kG Khối lượng hàng nângG H 100000kG
Vận tốc yêu cầu lớn nhấtv0.133m/s8 m/ph Đường kính bánh xeD w 710mm
Tổng số bánh xen8 Kiểu dẫn độngdẫn động riêng Điều khiển đồng bộ điện bằng biến tần
Các thông số Đường kính ngõng trục Hệ số ma sát ổ trục
Hệ số ma sát lăn của bánh xe
Hệ số ma sát bánh xe và ray
Lực cản do ma sát
Diện tích chịu gió cần trục F ct 85 m 2
TSTchungcủacơcấudichuyển i c =n/n bx Tstcầnthiếtcủacặpbánhrăngngoàihộp i nh =n 1 /n bx i c i nh
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
1000 i h i 0 Động cơ điều khiển biến tần tỉ lệ 1:2 Vận tốc di chuyển thực tế của cầu trục là Tính toán kiểm tra bền bánh răng
Vật liệu làm các bánh răng, 40XH V 3,99÷7,98 m/ph
Nhiệt luyện : tôi bề mặt đạt độ cứng bề mặt răng 48…52HRC Tính kiểm tra bánh răng theo ISO 6336:1996 trên inventor xem phụ lục Kiểm tra với các thông số chính như sau:
Số vòng quay đầu vào Momen xoắn đầu vào Cấp chính xác của cặp bánh răng Thời gian phục vụ Kết luận bánh răng đảm bảo bền
4.5 Kiểm tra động cơ điện về momen mở máy Momen cản cầu trục chân dê khi nâng tải qui đổi về trục động cơ
Hệ số quá tải cho phép của động cơ
Kết luận động cơ đảm bảo momen mở máy 2.2 TRUE
4.6 Tính toán kiểm tra bám cho bánh xe
Tổng áp lực lên các bánh dẫn khi ko có vật nâng G ’ d 82160.67 kG
W 0 Lực cản di chuyển do ma sát khi không có vật nâng ms 1971.86 kG
Lực cản do dốc khi ko có vật nâng W d 0 369.723 kG
Lực cản di chuyển do gió W g 3400 kG
Tổng lực cản di chuyển tĩnh t 5741.58 kG
Hệ số bám của bánh xe vào ray
Hệ số an toàn bám
Hệ số an toàn bám cho phép Kết luận bánh xe đảm bảo điều kiện bền bám
Cầutrụcđứngyên,xe tời manghàngmax dichuyểnvớitốcđộcao phanhgấp,gióthổitheochiềudichuyển củaxetời
Xetời manghàngmaxlệchvề1bênphía cong xon, cầutrụcdichuyềnvớitốcđộmax phanhgấpgióthổith chiềudichuyểncủacầutrục.
Trường hợp nguyhiểmnhất tínhtoántảitrongmaxlênbánh xe làtrườnghợp II
R BD(GXT) 166331.97 kG : trọng lượng xe tời và hàng nâng tạo ra
Tải trọng tác dụng lên 1 bánh xe do trọng lượng cầu trục kG
Trọng tâm xetờivàhàng nâng cách chân B(D) 1khoảng C 1500 mm
Lựcquántínhcủaxeconkhiphanhgấpcầutrục P QTXT 1160 kG tínhổn định Lựcquán tínhcủakhungcầutrụckhi phanhgấpcầutrục P QTCT 1411 kG
Phảnlựcgốido:trọnglượngcầutrụctạora R BD(GCT) 40163.92 kG
R B(GXT) R D(GXT) Tải trọng tác dụng lên 1 bánh xe do xe tời và hàng nâng 41582.99 kG
Tải trọng gió tác dụng lên 1 bánh xe phía chịu lực bất lợi
Tải trọng khi phanh gấp tác dụng lên 1 bánh xe phía chịu lực bất lợi
Tải trọng tổng cộng tác dụng lên 1 bánh xe
P max =R D(GCT) +R D(GXH) +R D(gio) +R D(ph)
710 100 53916 1.2 0.86 55641.21 Đ.vị mm mm kG Ghi chú
Các thông số Đường kính bánh xe
Chiều rộng hữu ích của ray Áp lực max lên ray
Hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu Hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng
Tải trọng tương đương lên bánh xe
P = .k bx P max Ứng suất tiếp xúc lên bánh xe kG
B R o Chọn vật liệu bánh xe, thép 65 Ứng suất tiếp xúc cho phép Kết luận bánh xe đảm bảo điều kiện tiếp xúc [] tx 850 N/mm 2
Khoảngcáchtừgốiđếnđiểmđặtlựcmomenxoắn L2 165 mm ĐườngkínhtrụctạivịtríđặtlựcP d 180 mm Đườngkínhtrụctạivịtríđặtgốiổ d1 130 mm m 2
Diện tích hứng gió của cầu trục theo phương vuông góc ray
Diện tích hứng gió của hàng nâng Diện tích hứng gió của xe tời
Diện tích hứng gió của cầu trục
Thời gian phục vụ của ổ đã chọn >10000h, kết luận ổ đảm bảo bền ĐườngkínhtrụctạivịtríđặtmomenMk d2 125 mm
Sốvòngquaycủaổ=sốvòngquaybánhxeKiểm trabằngchươngtrìnhtínhcủaSKF n 3.588 vg/ph
Kýhiệucủaổ22226E Đườngkínhtrongcủaổ d 130 mm Đườngkínhngoàicủaổ D 230 mm
Diện tích chịu gió của xe con
Diện tích chịu gió của hàng nâng m 2
Lực cản tổng cộng W 6219.717 kG
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú Đườngkínhngõngtrục d s 90 mm
Lựccảndomasát W ms 2307.950 kG Áplựcgiótheovùngđịahình p 25 kG/m 2
Nhiệt luyện : tôi bề mặt đạt độ cứng bề mặt răng 48…52HRC
Cácthôngsố Kýhiệu Giátrị Đ.vị Ghichú
Tính kiểm tra bánh răng theo ISO 6336:1996 trên inventor xem phụ lục
Kiểm tra với các thông số chính như sau:
Phảnlực(bánhD)do:trọnglượngxecontạora R D(XT) 6948.625 kGR D(XT) =G XT /S
Tổng tải max tácdụnglênbánh xe khi xe con mangtảimax phanhgấp,gióthổitheochiềudichuyểnxeconDotrọng tâm xetờinhỏ(thấp) nên tảitrọngdo gióvàdo phanhgấptácdụnglên bánh xe rấtnhỏ,nên bỏqu
Tổngtảitrọngtácdụnglên1bánhxe(bánhD)là P max 27191.7 kGP max =R D(XT) +R D(H) b)Tínhkiểmtrabánhxevàray
13595.84 10000 kG giờ Sốvòngquaycủaổ=sốvòngquaybánhxeKiểm trabằngchươngtrìnhtínhcủaSKF n 2.548 vg/ph
Kýhiệucủaổ22218E Đườngkínhtrongcủaổ d 90 mm Đườngkínhngoàicủaổ D 160 mm
P = .k bx P max Ứng suất tiếp xúc lên bánh xe Chọn vật liệu bánh xe, thép 65 Ứng suất tiếp xúc cho phép
Kết luận bánh xe đảm bảo điều kiện tiếp xúc tx 759.7 N/mm 2 TRUE
Thời gian phục vụ của ổ đã chọn >10000h, kết luận ổ đảm bảo bền Áplựcmaxlênray, P max 27191.7 kG
Vớikếtcấubánhxetachọnvớinguyênlýtrụcvàvòngtrongổđứngyên,bánhxevàvòngng oà i ổqua y,từđótađưatrụcvềgiảnđồtínhtoánsau:
Giớihạnchảy ch 650 MPa Ứngsuấtchophép ] 464 MPa
Tínhkiểmnghiệm trụcbằngInventor,Kếtquảtrụcđảm bảo bền kG/m 2 m 2 m m 2 m Khi có gió bão, cầu trục không làm việc, áp lực gió Diện tích chính diện khung cầu trục chân dê kG.m
Chiều cao điểm đặt qui đổi
Diện tích chính diện của xe tời Chiều cao điểm đặt quy đổi của F XT1 Momen lật do gió
Hệ số ổn định cho phép của cầu trục chân dê Hệ số ổn định của cầu trục tính toán là
Diện tích chính diện cầu trục chân dê Chiều cao điểm đặt qui đổi
Diện tích chính diện của xe tời
K od >K [od] m/s 2 kG kG kG Gia tốc trọng trường Trọng lượng xe tời Trọng lượng cầu trục m
Trọng lượng hàng nâng max khi tời chính mang tải Chiều cao từ tâm lật đến điểm đặt lực quán tính của xe con tác dụng lên cầu trục
Chiều cao từ tâm lật đến điểm đặt lực quán tính của khung cầu trục.
Vận tốc di chuyển của cầu trục max Thời gian phanh cầu trục
Gia tốc phanh cầu trục j ph = v/(60.t kd )
Lực quán tính của xe con khi phanh gấp cầu trục
Lực quán tính của khung cầu trục khi phanh gấp cầu trục
Lực quán tính của hàng nâng khi phanh gấp cầu trục
Lực gió tác dụng lên xe con ở chế độ làm việc
P GCT = p*F XT1 Momen chống lật của cấu trục
Trườnghợpbấtlợinhấtlàxeconmanghàngmax,cầutrụcdichuyểndọcrayphanhgấpg i ó thổidọcđ ườngray(gióởtrạngtháilàmviệc).CạnhlậtởđâylàđiểmB
Momen lật của cầu trụcM L 58027kG.m M L =(P QTXT +P GXT )*H1+(P QTCT +P GCT +P QTH )*H2
Hệ số ổn định cho phép của cầu trục chân dêK [od] 1.6
Hệ số ổn định của cầu trục tính toán làK od 15.677TRUE
Diện tích chính diện cầu trục chân dê
Chiều cao điểm đặt qui đổi
Lực gió tác dụng lên xe con và hàng nâng ở chế độ làm việc
Momen chống lật của cấu trục b) Kiểmtraổnđịnhcủacầutrụctheophươngvuônggócray
Trường hợp nguy hiểmnhấtkhi xetời(tờiphụ)manghàngmax dichuyểnvớitốcđộmax, phanhđộtngột gióthổitheohướngchuyểnđộngcủaxetời,điểmlậtởđâylàđiểmB
P QTXT =(G XT +G H )*v/(t kd *60*g) Áplựcgiólêncầutrụcởchếđộlàmviệc p 40 kG/m 2
Momen lật của cầu trục
M L = (G XT +G H )L 2 + P GCT *H 2 +(P QTXT +P GXT )H 1 M L 339160.11 kG.m
94hoặctươngđươngVậtliệunàycóưuđiểmlàđộbềncao,giớihạnchảylớn,tínhchốngănmòncao Độbềnkéonhỏnhất b H0MPaGiớihạn chảy ch 45MPa
MomenquántínhmặtcắttheophươngY:Mo menquántínhmặtcắttheophươngZ:Diệntích mặtcắt:
MomenquántínhmặtcắttheophươngY:Mo menquántínhmặtcắttheophươngZ:Diệntích mặtcắt
MomenquántínhmặtcắttheophươngY:Mo menquántínhmặtcắttheophươngZ:Diệntích mặtcắt
MomenquántínhmặtcắttheophươngY:Mo menquántínhmặtcắttheophươngZ:Diệntích mặtcắt
4 m m 2 Ý nghĩaKý hiệuGiá trịĐ.vịGhi chú
Trọng lượng bản thân kết cấu cầu trục (tĩnh tải)G CT 67652kG
Tải trọng tác dụng lên cầu trục mm 4 mm 4 mm 2 kG/m 2
Tải trọng gió phân bố lên các dầm cầu trục
P QTCT = 0,1*G CT Tải trọng quán tính của xe con và hàng nâng khi phanh hay khi
Các trường hợp tải trọng tính toán lên kết cấu thép
-Tính toán khi xe con mang hàng max ở vị trí giữa dầm chính của Hệ khung -Tính kiểm tra khi xe con mang hàng max, bánh xe mang tải trọng lớn ở vị trí giữa dầm chính
-Tính kiểm tra khi xe con mang hàng max chạy lệch về chân cột (phía congxon của Hệ khung) -Tính kiểm tra khi xe con mang hàng max (tời nâng phụ) chạy lệch phía congxon Tổ hợp tải trọng tính toán cho mỗi trường hợp cụ thể xem phụ lục
7.3 Kiểm tra các kết quả tính toán
Kết cấu thép cầu trục chân dê được tính toán bằng chương trình SAP2000, theo các kết quả nhận được hệ số sử dụng an toàn ổn định đều nhỏ hơn 1, độ võng và biến dạng đảm bảo điều kiện làm việc.
Kết cấu thép hệ khung thiết kế là hợp lý, đảm bảo điều kiện làm việc.
Xecon tác dụnglênkhungcầutructạimỗivịtrí bánh xe 1lực G XT /4 13897.25 kG Hàngnângtácdụnglêncầutrụctạivịtrí2bánhxechịutảiR D(H)1 =R
R D(H)1 16194.4 kG xem phần5.5 Hàngnângtácdụnglêncầutrụctạivịtrí2bánhxechịutải R D(H)2 33805.6 kG
Tảitrọngquántínhcủacầutrụckhiphanhgấphay khikhởiđộng,lựcnàyphânbốđềulênkhungcầutrục P QTCT 6765.2 kG Ýnghĩa
SAP2000 v11.0.0 - File:Hekhung_CLN_BANCHAT - Steel P-M Interaction Ratios( A I S C - L R F D 9 3 ) - K g f , m m , C U n i t s
SAP2000 v11.0.0 - File:Hekhung_CLN_BANCHAT - 3-D View - Kgf, mm, C Units
SAP2000 v11.0.0 - File:Hekhung_CLN_BANCHAT - 3-D View - Kgf, mm, C Units
SAP2000 v11.0.0 - File:Hekhung_CLN_BANCHAT - Frame Span Loads (XECON3) (As Defined) - Kgf, mm, C Units
SAP2000 v11.0.0 - File:Hekhung_CLN_BANCHAT - Steel P-M Interaction Ratios( A I S C - L R F D 9 3 ) - K g f , m m , C U n i t s
TranXuânNam BđmụnThụngtin,KhoaVụtuyenđiắntỳĐai hocKythuắtLờQuớĐụn 100HoàngQuocViắt,CauGiay,HàNđi,ViắtNamPhone:
( 0 6 9 ) - 5 1 5 3 9 2 E-mail:namtx@lqdtu.edu.vn
1.1 Matlablàgì? 1 1.2 Khóiđ®ngvàThoátkhóiMATLAB 2 1.3 LàmviắcvúiMATLABDesktop 3 1.4 CỏclắnhMATLABcơbỏn 4 1.5 Cỏckýhiắuđắcbiắt 5 Tàiliắuthamkhỏo 6
2 TớnhtoỏnvàLắptrỡnhsNdnngMatlab 7 2.1 Cácphéptínhsohoc 7 2.2 Cáctoántúsosánh 8 2.3 Cáctoántúlogic 10 2.4 VectorvàMatrắn 11
2.4.1 Taovectorvàmatr ắn 11 2.4.2 Cỏcphộpt o ỏ n đoivúivectorvàmat r ắ n 12 2.5 LắptrỡnhvúiMatlab 19
3.5 BERvsXácsuatloibit 38 3.6 Vait r ò cnamôphóng 39 3.7 Tínhtoánquĩtuyenvàmôphóng 39 3.8 Cỏcthamsođỏnhgiỏphamchathắthong 40 3.9 Kiemđ%nhmôhìnhMôphóng 41 3.10 NănglưongvàCụngsuattớnhiắu 41 3.11 MôphóngMonte-CarlotrongTruyendanSo 42
4.1.1 Tapâ m AWGN 45 4.1.2 Môphóngt a p âm AWGN 47 4.1.3 MôphóngtruyendanquakênhAWGN 48 4.2 Kênhpha-đinh 50
4.2.1 Môhìnht o á n hoccnapha-đinh 51 4.2.2 Ánhhưóngcnachuyenđ®ngcnaMS 52 4.2.3 Hắuquỏcnatruyensúngpha-đinhđađưũng 53 4.3 Kênhpha-đinhRayleigh 54 4.4 Môphóngpha-đinhRayleigh 56
6.1.1 Phõnt ắ p thũigian 61 6.1.2 Phõnt ắ p t a n so 62 6.1.3 Phõnt ắ p phõncnc 62 6.1.4 Phõnt ắ p khụnggian 63 6.2 Kythuắtkethopphõntắpkhụnggianthu 63
6.2.1 Mụhỡnhtớnhiắu 63 6.2.2 Kethopchonloc(SelectionCombining) 64 6.2.3 Kethoptýlắtoiđa(MaximalRatioCombining) 67 6.2.4 Kethopđongđ®loi(EqualGainCombining) 7 0 6.2.5 KethopphõntắpthuvàtỏchsúngMLD 71 6.3 Kythuắtkethopphõntắpkhụnggianphỏt 74
6.3.1 Phõnt ắ p phỏttớ lắt o i đa(MRT) 746.3.2 Phõnt ắ p phỏtgiuchắm 746.3.3 Phõntắpphỏtkhụnggian-thũigian 756.4 Ketluắn 79
7.2.1 Dunglưongkênhtruyencođ%nh 86 7.2.2 DunglưongkênhtruyenRayleighpha-đinh 90 7.3 CácphươngpháptruyendantrênkênhtruyenMIMO 90 7.4 Ghépkênhtheokhônggian 92 7.5 Cỏcbđtỏchtớnhiắutuyentớnh 93
7.6.1 BđtỏchtớnhiắuQ R D 99 7.6.2 BđtỏchtớnhiắuV-BLAST 101 7.6.3 Bđtỏchtớnhiắucútrogiỳpcnaphươngphỏprỳt goncơsódàn 104 7.6.4 BđtỏchtớnhiắuMLD 110 7.6.5 Bđtỏchtớnhiắuhỡnhcau(spheredetector) 111 7.7 Tómt a t 114 Tàiliắuthamkhỏo 122
8.2.1 MóSTBCchotắptớnhiắuthnc 127 8.2.2 MóSTBCchotắptớnhiắuphỳc 130 8.3 Mãlưóikhônggian-thòigian 133 8.4 Mókhụnggian-thũigianchocỏchắthongđangưũidựng
2.1 Đoth%sin(x)vàcos(x) 26 2.2 MụtỏBERcnahắthongBPSKtrờnkờnhpha-đinhRayleigh.2 7
3.1 Hắthongdedàngthnchiắnphõntớchgiỏitớch 32 3.2 Hắthongkhúthnchiắnphõntớchgiỏitớch 34 3.3 Hắthongkhúthnchiắnphõntớchgiỏitớch 36 3.4 Lưocđoxâydnngmôhìnhmôphóng 36 3.5 Moiquanhắgiuasaiso,thũigianchaymụphúngsovúiđđ phúct a p cnamôhình 37
4.4 SơđomôphóngtruyendanBPSKtrênkênhAWGN 48 4.5 PhamchatBPSKtrênkênhAWGN 50 4.6 Môhìnhtruyensóngđađưòng 51 4.7 Đápúngxungcnam®tb®locFIR 54 4.8 HàmphânboRayleighvóiσ 2 =
6.1 Phươngphápkethopchonloc 64 6.2 Phânphoixácxuat(CDF)cnaSNRchophươngphápket hopphõntắp lnachon 66 6.3 Đđloiphõntắp cnacỏcphươngphỏpkethopphõntắ p 66 6.4 Phươngphỏpkethoptýlắtoiđa 67 6.5 Phânphoixácxuat(CDF)cnaSNRchophươngphápket hoptớ lắđoiđa 69 6.6 Sơđomỏythuvúi2 nhỏnhphõnt ắp MRCvàmđtbđtỏch tớnhiắutoiưu 81 6.7 PhamchatBERtrungbìnhcnamáythuMRCvóiMnhánh phõntắpsỳdungđieucheBPSK 81 6.8 Sơđophõnt ắ p MRTcúN nhỏnhphõnt ắ p vúicỏcđưũng phánhoi 82 6.9 Sơđophõntắp phỏtgiuchắmvúiNnhỏnhphõntắp 82 v vi Danhsáchhìnhve
6.10 SơđomáyphátmãkhoiSTBCAlamoutivói2antenphát và1 antenthu 82 6.11 SơđoAlamoutiSTBCvói2antenphátvà2antenthu 83 6.12 PhamchatBERcnacỏchắthongAlamoutiSTBCsosỏnh vúicỏchắthongMRC 83
7.1 MôhìnhkênhMIMOvôtuyen 85 7.2 MôhìnhtươngđươngcnakênhtruyenSISO 86 7.3 MôhìnhtươngđươngcnakênhtruyenMISO 87 7.4 MôhìnhtươngđươngcnakênhtruyenSIMO 88 7.5 DunglưongkênhtruyenMIMOpha-đinhRayleigh 91 7.6 Phươngphápphânkênhtheokhônggian 92 7.7 PhõnloaicỏcbđtỏchtớnhiắuMIMO-SVD 92 7.8 SơđobđtỏchtớnhiắutuyentớnhchoMIMO-SDM 94 7.9 MụtỏnguyờnlýhoatđđngcnabđtỏchtớnhiắuV-BLAST 1 0 2
7.10 Phamchatcnacỏcbđtỏchtớnhiắuchohắthong4ì4MIMO-SDM 104 7.11 Bieudienm®tdàn2 chieu 105 7.12 VớdubieudienthaotỏccnathuắttoỏnLLLtrờnmđtlưúi2chieu 106 7.13 Mien(vựng)quyetđ%nhcnacỏcbđtỏchtớnhiắu[16] 108 7.14 Mụhỡnhtươngđươngcnabđtỏchtớnhiắucút r o giỳprỳt goncơsólưói 1097.15 Thuắtt o ỏ n tỏchtớnhiắucau[28] 1158.1 ConfigurationofaSTBCsystem 126
[2]làt ù viett a t cnaMatrixLaboratoryvóiý nghĩaphanmemúngdungchotínhtoá nmatrắn.MATLABđưocmụtỏnhưlàmđtgúiphanmemdựngchotớnhtoỏnkythu ắttớchhopcỏccụngcutớnhtoỏn,trncquanhúa(visualization),vàlắptrỡnh.Mụitrưũn glàmviắccnaMATLABdesỳdungvàgangũivúibieudientoỏnhoccnacỏcphộptoỏn. CácúngdungđienhìnhcnaMATLABbaogom:
%nhkớcht h ư ú c Đieunàychophộpgiỏiquyetđưocnhieuvanđetớnhtoỏn,đắcbiắtl àcỏcvanđeganvúicỏcphộptoỏnmatrắnhayvector,màchớtiờutonmđtphanthũigi ancanthietđevietcácchươngtrìnhsúdungcácngônngukhôngtươngt á c vôhưóng (scalar)nhưC hayFORTRAN.
• Mụitrưàngphỏttrien(DevelopmentEnvironment).Đõylàmđtt ắ p hopcỏccụngcuvàphươngtiắnhot r o ngưũidựngsỳdungcỏchàmvàtắpM ATLAB.Nhieucụngculàcỏcgiaodiắnđohoangưũidựng(GUI:GraphicalUserI nterface).Tắphopcụngcunàybaog o m MànhỡnhMATLAB(MATLABDeskto p)vàCỳasoLắnh(Command
SoanthỏovàG ừ roi(EditorandDebugger),vàmđtTrỡnhduyắt(Browser)đex emtrogiỳp,KhụnggianL à m viắc(Workspace),cỏcTắp,vàĐưũngdanTỡmki em(SearchPath).
• ThưviắnHàmToỏnhoc(MathematicalFunctionLibrary).Đõylà mđttắphopcỏcthuắttoỏntớnhtoỏn tráir®ngtùcáchàmcơcónhưc®ng,trù,sin,cos,cácphéptínhsohocphúc,tóicá chàmphỳctaphơnnhưđỏomatrắn,tớnhgiỏtr
%riờng(eigenvalue)cnamatrắn,cỏchàmBessel,vàcỏcphộpbienđoinhanh.
• NgụnngẹMATLAB(MATLABLanguage).Đõylàngụnngumatrắn/ mỏngbắccaovúicỏckhaibỏoluongđieukhien,cỏchàmso,cỏccautrỳcduliắu, vào/ ra,cỏcđắcđiemlắptrỡnhhưúngđoitưong.Núchophộpvietcỏcỏcchươngtrỡn hgonnhehaycácchươngtrìnhúngdungphúctap.
%này.Núbaog o m cỏchàmbắccaođetrncgiỏchúacỏcduliắuhaivàbachieu, xỳlýỏnh,hoathỡnh,vàbieudienđohoa.Núcũngbaogomcỏcỏchàmbắcthapc hophộptựybienhúađohoacũngnhưxõydnngcỏcgiaodiắnđohoahoànchớnh chocácúngdungMATLABcnangưòisúdung.
• GiaodiắnChươngtrỡnhÚngdnngMATLAB(MATLABAp- plicationProgramInterface[API]).Đõylàmđtthưviắnchophộp vietcácchươngtrìnhCvàFortrantươngtácvóiMATLAB.Nócócácácphươ ngtiắnđegoicỏcthưũngtrỡnh(routine)tựMATLAB,dựngMATLABnhưlàđ ®ngcơtínhtoán,vàdùngđeđocvàvietMAT-files.
MATLABcungcapm®thocácgiáipháptheotùngúngdung,đưocg o i lah®pcôn gcu( t o o l b o x ) HđpcụngcuMATLABbaog o m mđtt ắ p hopđayđncỏchàmMATL ABú dangtắp"m"(m- file)dựngđemúrđngmụitrưũngMATLABchoviắcgiỏiquyetcỏcloaivanđecuthe.Cỏ cvớduvephamviỳngdungcnacỏchđpcụngcuMATLABlàxỳlýtớnhiắu,hắthongđieu khien,mangnơ-ron,fuzzylogic,wavelet,môphóng,vànhieuúngdungkhác.
1.2 Kháiđ®ngv à T hoátkhóiM ATLAB Đekhóiđ®ngMATLABt ù Windows,nhapđúp(double- click)vàobieutưongMATLAB trờnmànhỡnhdesktopcnawindows.Saukhikhúiđđngxongmànhỡnhsehiắnr a cỳa soMụitrưũngLàmviắccnaMATLABgom3phanchớnhlà:ThưmucHiắnthũi(Curre ntDirectory),cúasoL
%chsỳCõulắnh(CommandHistory)vàCỳasoCõulắnh(CommandWindows)nhưúHình1.1.
Hỡnh1.1:MụitrưũnglàmviắccnaMATLAB ĐeketthỳcMATLABcúthethnchiắnbangcỏchnhapphớmchuđtt r ỏ i vàoụđún gcúasohìnhdausao( )phíatrênvàbêntayt r ái cúasoMAT-
LAB.Ngoàira cũngcútheketthỳcMATLABbangcỏchnhắpvàocõulắnh ằquit ócúasoCommandWindowsroibamEnter.
MATLABDesktopbaog o m m®tThanhCôngcu(ToolBar)vóicácmenuFile,Edit, Debug,Desktop,WindowsvàHelp.BêncanhThanhCôngculàm®tmenukéoxuo ng(Pull- downMenu)chophộpxemvàthayđoithưmuclàmviắchiắnthũi.Nđidungcnathư muclàmviắchiắnthũiđưochienth% ócúasoCurrentMenu.PhíadưóicnasoCurrentMenulàcúasoCommandHistory hienth
%cỏccõulắnhMATLABđóđưocnhắpt r ưúcđú.TieptheocỳasoCommandHistor yxuongphớadưúicúphớm ,chophộptruynhắp nhanhđencỏcthưviắncnaMATLAB,SimulinkvàcỏccàiđắtDesktopTools haylàcáclnachonPreferences.
CỏccõulắnhcnaMATLABgangiongvúicỏccõulắnhUnix.Mđtsocõulắnhcơbỏncna MATLABđưoctóm t at laidưóiđây: ằlsLiắtkờnđidungcnathưmuclàmviắchiắnthũi.Cũngcúthedựngcõulắnhdirtha ychocõulắnhls.Vớdu: ằls
temp liắtkờthưmuccontempbờntrongthưmuclàmviắchiắnthũicnaMATLAB. ằpwdHienth%đưũngdancnathưmuchiắntai.Vớdu: ằpwdans
C:\MATLAB701\work chớrađưũngdancnathưmuclàmviắchiắntailàC:\MATLAB701\work ằwhochớracỏcbienđangđưoclưuúbđnhú.Vớdu: ằa=1 a=1 ằb=2 b=
1.5.Cỏckýhiẳuđẳcbiẳt 5 ằclear[tờnbien]xúabiencútờnđưockhaibỏokhúibđnhú.Vớdu: ằcleara ằwho
Yourvariablesare:b Đexúahett a t cỏcỏcbienđangđưoclưut a i bđnhú,sỳdunglắnh ằclearall ằclclắnhxúatoànbđthụngtintrờnCommandWindowsvàđưacontrútrúvev
()dau ngoắctrũnđưocsỳdungđechớrathỳtnưutiờntrongcỏcbieuthỳcsohochoắc baoquanhđoisocnamđthàmso.Daungoắcđơncũngđưocdựngđebaoquan hchớsophantỳtrongmđtvectorhaymatrắn.Ngoàir a , daungoắcđơnnàycũ nđưocsúdungđebaoquanhcácchísodưói(subscript)logic.
A([123])liắtkờcỏcphant ỳ thỳnhat,haivàbacnaA.A(A>0.5)liắtkờcỏcph ant ú cnaA lónhơn0.5.
{}daungoắcmúcđưocsỳdungđet a o r a cỏcmỏngt e bào(cellarray).Bđdaungoắcm úcnàytươngt n nhưbđngoắcvuụngngoait r ự cỏccapđđnestingđưocbỏotoàn.
;dauchamphỏydựngđengăncỏchcỏchàngkhikhaibỏomatrắn,hoắcngănkhụnghient h%ketquám®tphépt o á n trênmànhình.
%dauphant r ă m dựngđet a o chỳthớch.Tatcỏcỏccõulắnhvietsaudauphantrămnày đeub%bóqua.
dau3chamdựngđenoihaiphancnamđtcõulờnhtrờn2dũngvúinhau.Mđtcõulắn hdàicótheviettrên2dòngchotiêntheodõi.Khiđó,dau3 chamđưocsúdungđ enoi2dòngvóinhau.
Bonphộptớnhsohoccơbỏngomcđng,trự,nhõn,chiađưocthehiắntươngỳngbangc ỏckýhiắu+,−,∗,/.Vớdu ằ2 + 1 ans=
Vúicỏcphộp tớnhphỳctaphơncúdaungoắcthỡdaungoắc đơn(gomcámóvàđóng)đưocsúdungđephâncáchthútnưutiên.Vídu,phéptính
TrongMatlabcáctoántúsosánhđưocbieudiennhưsau:nhóhơn(),n húhơnhoắcbang( =),bang(trựng)nhau( ==),khỏcnhau(
∼=).Khihaimángcócùngkícht hưócđưocsosánhvóinhauthìtoántúsosánhsethnc hiắnviắcsosỏnhtựngphantỳvúinhau.Cỏct o ỏ n t ỳ < ,> ,< =,and> =chớsosỏnhpha nthnccnacỏct o ỏ n hangvúinhau.Cỏct o ỏ n t ỳ = = and∼=thnchiắnsosỏnhcỏpha nthncvàphaná o cnahaitoánhang.Ketquácnaphéptoánsosánhchota1neuphép sosánhlàTRUEvàngưoclai0neuFALSE.M®tsovíduvetoántúsosánhđưoctrìnhb àyódưóiđây ằ1==2 ans=
Trongtrưũnghopsosỏnh2 vectorhay2 mat r ắ n vúinhauthỡt o ỏ n sỳsosỏnhthn chiắnvàchot a ketquỏsosỏnhcnatựngphant ỳ tươngỳngú 2 vectorhaymat r ắ n vúin hau.Vídu ằA=[1 3 4; 2 8 7; 6 9 5]
Cỏckýhiắu& ,| ,và∼ đưocsỳdungđebieudient o ỏ n t ỳ logicAND,OR,vàNOT.Cỏct o ỏ n t ỳ nàylàmviắcvúitựngphant ỳ cnamỏng,vúi0 bieudienFALSEcũn1haybatkỳph antúkhác0nàobieudienTRUE.Cáctoántúlogict r á laim®tmánglogicvóicácphantú 0(FALSE)hoắc1(TRUE).Cỏckýhiắutrờncũngcúthethaythebangcỏchsỳdungcỏchà mMatlabódangand(A,B), or(A,B),haynot(A).HàmHOắCtuyắnđoiđưocbieudiennhưsauxor(A,B).Trỡnhtnư utiêncnacáctoántúlogiclàNOT,ORvàAND.
Phépt o á n súdungt o á n t ú AND(&)choketquáTRUEneucáhait o á n hangđe uTRUEvemắtlogic.Núitheothuắtnguso,thỡphộptoỏnANDchotaketquỏTRUEne ucáhaitoánhangđeukhác0.
Cácso1 chír a cácphant ú tươngúngkháckhôngcnacáa vàb
PhộptoỏnNOT(∼)thnc hiắnphộp đáotoánhang,choketquáFALSEneut o á n hanglàTRUEvàchoketquáTRUEneuto ỏnhanglàFALSE.Theothuắtngusothỡcỏct o ỏ n hangbangkhụngsebangmđtvàt a t cácáct o á n hangkháckhôngsebangkhông.
3 (2.2) chỳngt a chớviắcnhắpvàocỏcphantỳvàdauchamphay(;)đephõnchiahàngnhưsa u: ằA=[1;2;3] vàthuđưoc ằA=
12 Chương2.TớnhtoỏnvàLẳptrỡnhsỳdnngMatlab chỳngtacúthesỳdungdaucỏchhoắcdauphayđephõnchiacđtnhưsau: ằA=[1,2,3] hoắc ằA=[1 2 3] đeuchochúngt a ketquá ằA=
Tươngt n nhưvectorđet a o mđtmatrắn,chỳngt a nhắptrnctiepcỏcphant ỳ r o i sỳdungdauchamphỏy(;)vàdaucỏch(hoắcdauphỏy)đephõnchiacỏccđtvàhàng.Vớdu,đ et a o mat r ắ n
36 9 (2.4) chỳngt a nhắpvàocỏcphant ỳ nhưsau ằA=[1 4 7;2 5 8;3 6 9] vàthuđưoc ằA=
%vectorvà matrắn:trongMatlabdausac( ′ )đưocsỳdungđebieudienphộp toỏnchuyenv%.Vớdu,đechuyenv%matrắn
Cđngv à trÙvector/matrắn:cỏcphộpt o ỏ n cđnghayt r ự vector/ mat r ắ n đưocthnchiắntheotựngphantỳ.Phộptoỏncđngvàtrựđũihúicỏcmatrắ n/ vectorđưocc®nghayt rù pháicókícht hưóc(cócùngsohàngvàc®t)nhưnhau.Vídu,t haotỏccđnghaivectoravàbđưocthnchiắnnhưsau ằa=[1;4;6] a=
Tíchsovector:Haivectoravàbcócùngđ®dàicóthenhânvóinhautheoc áhaitrìnhtnabvàba.Ketquálàm®tsovôhưóng(scalar)vóitrưònghoptíchtrong(in nerproduct)hoắclàmđtmatrắnvúitrưũnghoptớchngoài(outerp r o d u c t ) Vớdu: ằa = [-12 4] a=
%nhkhichieucnacđtAbangchieucnahàngB,hoắckhimđttrongsochỳnglàmđts ovụhưúng.NeukớchthưúccnaAlàmìpvàcnaBlàpìn,thỡmatrắntớch
Ccnachỳngcúkớcht hưúclàm ìn.Vớdu,nhõnmat r ắ n Acúkớcht hưúc
Trongtrưũnghopnhõnmđtsovụhưúngvúimđtmatrắnthỡketquỏlàmđtmatr ắnmúivúicỏcphantỳlàtớchcnatựngphantỳvúisovụhưúngđú.Vớdu ằA=[25 6;1 4 3]A= ằb=5 b=
5 20 15 Đoivúitrưũnghophaimat r ắ n cúcựngkớcht h ư ú c , Matlabchophộpthnchiắ nnhântùngphantúvóinhauthôngquaphéptoánnhântùngphant ú (.∗).Vídu: ằA=[24 6;9 3 5;1 4 2]
1 0 8 Đỏomatrắn:phộptoỏnđỏomatrắnđưocthnchiắnnhũhàmsocúsan(b uilt- infunction)inv.Matrắnđỏoinv(A)cnamatrắnAchớtontaikhiA làmđtmatrắnv uụngvàkhụngganđơnđiắu(nearlysingular).Vớdu: ằ A=rand(4,4)
Inf Inf Inf Inf Inf Inf Inf Inf Inf
(Type"warningoffMATLAB:singularMatrix"tosuppressthiswarning.)ans= Đ%nhthÚcmatrắn:đetớnhđ
%nhthỳcmatrắn,chỳngt a cúthesỳdunghàmbuilt- indet(ã)trongMatlabdet(ã).Vớdu,taomđtmatrắnngaunhiờnvúi4hàng,4cđtvúic ỏcphantỳlàcỏcsongaunhiờnphõnbochuan,r o i tớnhđ%nhthỳccnamatrắnđú ằ randn(’seed’,0) ằ A=randn(4,4)
Matlabcungcapchongưũilắptrỡnhcỏccautrỳcluongsau:if,switchvà cases,for,while,continue,break
Cõulắnhifđỏnhgiỏmđtbieu thỳclogicvàthihànhmđtnhúmcỏccõulắnhkhibieuthỳcđúlàTRUE.Cỏctựkhúa tựychonkhỏcnhưelseifhayelsethihànhcỏcnhúmcõulắnh khỏc.Mđttựkhúaend,khúpvúiif,đưocsỳdungúphancuoicnanhúmnhúmcõulắ nhcuoicùng.
%trờnmàhỡnhyờucaunhắpcõutrỏlũivànhắncõut r ỏ lũiúdangkýtn(string)tựbàn phím.NeucâutrálòilàYthìmáytínhinr a mànhìnhthôngbáo“Banđãđongý.”còn neucâutrálòilàNthìmáytínhthôngbáo“Bankhôngđongý.”Trongtrưònghopch unhắpvàokhỏcY hayNmỏytớnhinramànhỡnhthụngbỏo“Bannhắpsaicõutrỏl ũi.”vàthnchiắn ngatcheđđnhắp bànphớm. r=input(’Nhap"Y"neudongyhoac"N"neukhong(Y/N):’,’s’);ifr==’Y’ disp(’Bandadongy.’)elseifr
==(’N’) disp(’Bankhongdongy.’)else disp(’Bannhapsaicautraloi.’)return end
% cnamđtbienhoắcmđtbieuthỳc.Cỏct ự khúacaseandotherwiseđưocdựngchocỏc nhúmcõulắnh.Chớcútrưũnghopkhúpvúiđieukiắnđautiờnlàđưocthihành.Ketthỳcl uongswitchlàmđtt ự khúaend.Vớdusauđõymụt ỏ vớdunhắpcõut r ỏ lũit ự bànphớmú muctrênsúdungcautrúcswitch s=input(’Nhap"Y"neudongy hoac"N"neukhong(Y/N):’,’s’);switchs case’Y’
20 Chương2.TớnhtoỏnvàLẳptrỡnhsỳdnngMatlab disp(’Bandadongy.’)case’N
’ disp(’Bankhongdongy.’)oth erwise end disp(’Bannhapsaicautraloi.’)
%nhchot r ư ú c Cautrỳcvũnglắpđưocketthỳcbúit ự khúaend.Vớdusauđõymụt ỏ vi ắccỏchdựngvũngforđetỡmcỏcphant ỳ cnamđtmat r ắ n lúnhơnmđtgiỏt r
[nRow,nCol]=size(H);disp(’Ca cphantusau>=5:’)fori=1:nRow fork=1:nCol ifH(i,k)>=5 disp([’Phantuo dong’ num2str(i)’ cot’ num2str(k)]) end end end
Cacphantusau>=5:Phant uo dong1 cot2 Phantuo dong2 cot2 Phantuo dong2 cot3 Pha ntuo dong3 cot1 Phantuo don g3 cot3
Dohàmdispchớlàmviắcvúicỏckýtn(string)nờnhàmnum2strđưocdựngúphanđ oisocnahàmdispđebienđoicácchísoivàkvedangkýtn.
%nhbangđieukhiencnamđtđieukiắnlogic.Cautrỳcvũnglắpwhileđưocketthỳcbúim đtt ự khoỏend.Vớdusauđõymụtỏ cỏchtao ramđtchuoiduliắu{ 1,−1}trongđúchỳ a1 0 bit1
Ketquáthuđưoclàm®tchuoi2 4 bit1 ,−1trongđócóchúa1 0 bit1 s=
Cõulắnhbreakchophộpthoỏtsúmkhúivũnglắpforhayvũnglắpwhile.Trongtrưũngh opcúnhieuvũnglắplongvàonhauthỡcõulắnhbreakchớchophộpthoỏtrakhúivũnglắp trongcựng.Vớdusauđõymụtỏlaiphươngphỏpt a o mđtchuoiduliắu{ 1,−1}trongđ úchỳa10bit1 sỳdungvũnglắpforkethopvúicõulắnhbreak.Trongtrưũnghopcú1 0 0 bitđãđưoct a o r a nhưngchưacóđn1 0 bit1 thìchươngtrìnhcũngdùnglai. rand(’seed’,0)noOn e=0; fork=1:100 n(k)=rand>0.5
Trongphant r ưócchúngt a đãthayMATLABnhưlàm®tmôitrưòngtínht o á n tươn gtác.Ngoàichúcnăngcnam®tmôitrưòngtínht o á n tươngtác,MATLABcònchophé pxõydnngcỏcchươngtrỡnhlắptrỡnhnhưcỏcngụnngulắptrỡnhthụngdungvúimđtk hoduliắucỏchàmxõydnngsan(built- infunctions).CỏcchươngtrỡnhMATLABđưoclưugiuvúiphantờntắpmúrđng
• Chươngtrỡnh(script):thnchiắnmđtt ắ p hopcỏccõulắnhvàlàmviắcvúicỏcduli ắunamúkhụnggiancụngtỏc(workspace).Cỏcchươngtrỡnh(script)khụngnhắn đoisođauvàovàcũngkhôngt r á cácđoisođaur a.
• Hàm(function):thnchiắnmđttắphopcỏccõulắnhchỳatrongnú.Tuynhiờn,cỏc functionnhắncỏcđoisođauvàovàchocỏcđoisođaur a Cỏcbienkhaibaob ờntr ongfunctionchít o n t a i trongfunction. Đexemhưúngdansỳdungcỏcfunctiontự CommandWindownhắpvào helpfunctionName.Vớdu,đexemcỏchsỳdunghàmorchỳngt a nhắpvào ằhelpor vànhắnđưochưúngdansau
B’w h e n A o r B i s a n object.S e e alsoXOR. ĐesoantháocácscripthaycácfunctioncnaMATLABchúngt a cóthesúdungbat kỳm®tchươngtrìnhsoantháovănbánnàor o i lưulaivóitênmór®ng.m.Chúngtacũ ngcóthesúdungngaychươngtrìnhsoantháocnaMATLAB(MATLABEditor).Đexem haysoanthỏolaimđtm-filecúsanchớcansỳdungcõulắnh ằeditfileName Đetao mđttắpmúichớcansỳdungcõulắnh
• TaocáchàmMATLAB Đet a o m®tfunctiontrongMATLABchúngt a cant a o m®tscriptvóidòngđautiênc ócautrúc function[Output1, ,OutputM]=functionName(Input1, ,InputN)
Trongđó{Input1, ,InputN}làN đoisovàovà{Output1, ,OutputM}làMđois ora.TờncnahàmfunctionNamenhatthietphỏigiongvúitờntắpmvàkhụngtrựngvúitờ ncỏctắpcúsan.
0.Cỏchắsophươngtrỡnhlàa=1,b=4vàc=3.Sỳdunghàmdiscriminant.mvựatao chỳngtacúthetớnhđưocngaybiắtthỳccnaphươngtrỡnhnày ằdelta=discriminant(a,b,c)delt a=
MđtchươngtrỡnhMATLABchỳamđtt ắ p hopcỏccõulắnh.Khichaymđtchươngtrỡn hMATLABthỡMATLABtienhànhtatcỏcỏccõulắnhchỳatrongnú.Cỏcchươngtrỡnh MATLABcúthelàmviắcvúicỏcduliắuđangtontaiútrongworkspace,hoắccũngc úthetaoracỏcduliắumúiđelàmviắc.TuycỏcchươngtrỡnhMATLABkhụngt r ỏ laicỏ cđoisor a (outputargument)nhưngcácbiendochươngtrìnhtaorađưoclưulaiówo rkspacevàđưocsỳdungúcỏccõulắnhtieptheo.
VíduchươngtrìnhquadEqn.msauđâymôtám®tchươngtrìnhMATLABđetínhn ghiắmcnaphươngtrỡnhbắchaiax 2 + bx+c=0
%Nhapcachangsoa,b,c disp(’Chuongtrinhtinhnghiemcuaphuongtrinhbac2’)a=input(’Nhapv aohangsoa=’); b=input(’Nhapvaohangsob=’);c=inpu t(’Nhapvaohangsoc=’);
0 x1=(-b+ sqrt(delta))/(2*a); x2=(-b-sqrt(delta))/(2*a); disp([’Hainghiemcuaptlax1=’num2str(x1)’vax2=’num2str(x2)])elseifdel ta==0 x1=-b/(2*a); disp([’Phuongtrinhcomotnghiemduynhatx=’num2str(x1)])elseifdelt a p h point circlex - m a r k plusst ar squ are diamondtriangl e(down)triangle (up)triangle(left )triangle(right)p e n t a g r a m h e x ag r a m
Vídusauđâymôt á phươngphápsúdunghàmplotđevehaiđoth% sin(x)vàcos(x)chungtrênm®thìnhve. x=0:pi/
10:2*pi;y= sin(x); z=cos(x); plot(x,y,’r+:’,x,z,’b-.o’)xlabel(’ x’)ylabel(’sin(x)/cos(x)’) title(’Dothihamsin(x)vacos(x)’)legend(’sin(x)’,’cos(x)’) grid
%sin(x)đưocbieudienbóiđưòngđútnétmàuđóvóicácdauc®ng(+ ), cònđưòngđo th%cos(x)đưocbieudienbóiđưòng“gachvàcham”(
−)màuxanhn ưúcbienvúicỏcdautrũn.Cõulắnhxlabel(’x’)vàxlabel(’sin(x)/ cos(x)’)dùngđeđánhdautruchoànhvàtructungcnađoth
%khácthưòngđưocsndungnhieutrongthôngtinsođevetí soloibit(BER:BitErrorR ate)làcõulắnhsemilogy(x,y).Cõulắnhtươngtnnhưcõulắnhplotnhưngchophộp bieudientructungcnađoth%óthanglogarith.
N 0 làtớ sonănglưongbittớnhiắutrờnphot a n sot a p õ m (mđtsotrưũnghopđưochieuv àg o i làtớ sotớnhiắutrờnt a p õ m S/
N).SỳdungchươngtrỡnhBERBPSKFading.msauvúicõulắnhsemilogy(BER,EbNo dB)chophépveđoth%BERtheotí soE b /N 0 trênthanglogarith.
EbNo))semilogy(EbNodB,BER)xlabel(’
Eb/No’) ylabel(’BER’) title(’TisoBERcuahethongBPSKquakenhpha-dinhRayleigh’) x
%trungbình(kỳvong)E x ,phươngsaiσ 2 v àđđlắchchuanσ x s ỳdungcỏccụngth úcsau đây x x
2 Vietchươngtrìnhtaom®tchuoi−1và+1ngaunhiênx cóđ®dài10 4 bit.
Taom ®tchuoibitthú2 y giongnhưx tuynhiêncácphant ú thú1 0 , 50,100,150,250,
%đáodausovóicácphantútươngúngó y.Túclà,y 10 = −x 10 , ,y 350 = −x 350 So sánhy vàx vàtínht oán tí sosaisogiuahaichuoi.
3 Dnavàovớduveđoth%BERcnahắthongBPSKtrờnkờnhpha- đinhRayleighómuc2.6.1vàhàmsaisobùerfccósantrongMATLAB, i Vietchươngtrìnhveđoth
4 VietmđthàmMATLABy=QPSKMap(x)nhắnđoisolàmđtchuoingaunhiờn1và 0cúđđdàiNbit.HàmQPSKMapthnchiắnkiemtratựngcắp2 bitliờntiepx n và x n
20bit0,1ngaunhiên.SúdunghàmMATLABQPSKMapóvídutrênđechuyen chuoibit{0,1}thànhchuoicácdauQPSKy m