NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:= Xây dựng mô hình co cau tay quay — thanh trượt bang Matlab Simmechanics.= Phan tích các thông số động hoc và động lực học cơ cau tay quay — thanh trượt.= Xác định
TÔNG QUAN ĐÈ TÀI 1.1 Đặt van đề
Dao động ô tô là lĩnh vực được nhiều nhà khoa học và các chuyên gia quan tâm nghiên cứu nhằm thiết kế và chế tạo ra ô tô có các tính năng ưu việt đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Hướng phát triển hiện nay được tập trung vào các ô tô thân thiện với môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao tiện nghi và an toàn khi chuyển động. Ở Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô đang đứng trước cơ hội phát triển mạnh khi mạng lưới giao thông không ngừng được nâng cấp và mở rộng, nhu cầu đi lại của con người và vận chuyền hàng hóa ngày một gia tăng Sự lựa chọn của người sử dụng hướng vào các ô tô có chất lượng cao, trong đó đặc biệt chú ý đến tính năng an toàn cao và tiện nghi khi sử dụng.
Hệ thống treo là hệ thống quan trọng trên 6 tô, ảnh hưởng trực tiếp đến tính êm dịu, an toàn chuyển động, giúp hỗ trợ trọng lượng, hấp thụ và giảm xóc của những cú sốc trên đường, giúp duy trì sự tiếp xúc lốp xe liên tục với mặt đường cũng như mối quan hệ giữa bánh xe với khung gầm đặc biệt là khi ô tô di chuyển trên loại đường có chất lượng mặt đường xấu Hệ thông treo không tốt sẽ gây ra lực tác động xuống nền đường gây phá hủy mặt đường Bộ giảm chan ô tô là một phần quan trọng của hệ thống treo và được coi là một trong những phân phức tạp nhất của hệ thống treo để mô hình hóa, vì giảm chan hành xử theo cách biến đổi phi tuyến theo thời gian, điều này ảnh hưởng đền việc phanh, lái, vào cua và ôn định tông thê.
Tuy nhiên, ở Việt Nam trong may năm gan đây hệ thống treo còn tổn tại một số van dé nhất định về tính an toàn, tính 6n định khi 6 tô hoạt động trên đường cần phải xem xét Dé sử dụng tốt hệ thống treo trên 6 tô ở trong nước cần có các công trình nghiên cứu sâu hơn Nghiên cứu giải pháp dé kiểm soát, nâng cao chất lượng của hệ thống treo cũng như các bộ phận chuyển động ô tô, đáp ứng yêu cầu về êm dịu và tính an toàn chuyển động là can thiết.
Do vậy, việc đặt van đề “Nghiên cứu giải pháp xác định thông số bộ giảm chan hệ thống treo 6 tô — phan cơ khí ” là một hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và cần thiết ở Việt Nam hiện nay.
Trên thê giới, người ta có thê xác định được hệ sô cản giảm chan một cách trực tiêp khi sử dụng các thiệt bi hiện đại có khả năng tạo ra dao động với tan sô cao.
Hình 1 1: Thiết bị kiểm tra hệ số giảm chấn hiện đại bằng thuy lực.
Tuy nhiên, các thiết bị nay có giá rất cao và hiện ở Việt Nam chưa phô biến Dựa trên cơ sở lý thuyết về dao động cũng như các phương tiện và thiết bị s n có, tôi xin giới thiệu về một phương pháp xác định hệ số giảm chan của hệ thống treo trên 6 tô.
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Mô hình dao động 1/4 ô tô được tác giả Nguyễn Văn Trà [1] sử dụng nghiên cứu ứng dụng hệ thống treo bán tích cực ở sơ đồ 1/4 để nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô Tac giả đã xác định được tham số tối ưu cho hệ thống treo bị động và tham số cho giảm chan của hệ thống treo bán tích cực Ở mô hình này độ cứng của phan tử đàn hồi được tuyến tính hóa băng một hệ số có giá trị không đổi khi tính toán và khảo sát.
Mô hình dao động 1/2 ô tô trong mặt phăng dọc được dùng để khảo sát dao động liên kết của ô tô hai trục Khi có kế đến hệ ghế và người ngồi trên sàn xe thêm vào trong mô hình, được tác giả Đặng Việt Hà [2| sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số tới tính êm dịu chuyển động của ô tô khách được đóng mới ở Việt Nam Tuy nhiên, khi sử dụng mô hình này không đánh giá được sự phân bố lại tải trọng thắng đứng theo phương ngang, dao động lắc ngang của khối lượng được treo và không được treo Trong mô hình các hệ số đàn hồi và giảm chan được tuyến tính hóa băng các hệ sô.
Rahul Zaharia, [3| Equivalent Viscous Damping Models in Displacement Based Seismic Design, Bul Inst Polit Lasi, t LI(LV) F 1-2, 2005, pp 51-59 Trinh bay đánh giá về một số mô hình giảm chan cùng với khái niệm dé đánh giá giảm chan.
The Damper Handbook, Second Edition, John Wiley & Sons, John C Dixon,
England [4], 2007, pp 259-287, 337-357.Trong cuốn số tay của John C Dixon cung cap so đô chi tiêt kiêm tra, các loại thu nghiệm va đặc diém cua van điều tiét.
A M Salem Al [5] Trinh bay các đặc tính và hệ số giảm chan của giảm chan thủy lực, nghiên cứu bằng cách sử dung các phương pháp thử nghiệm va mô phỏng Mô phỏng được thực hiện trên phân mém ADAM và các đặc điểm dự đoán được so sánh với kết quả từ cả hai phương pháp Nghiên cứu cho thay bên cạnh biên độ và tan số, hệ sô giảm chân cũng là yêu tô chính trong hiệu suât của bộ giảm chân.
Yongijie Lu et Al [6] Trình bày các tinh năng cấu trúc của giảm chan thủy lực Dé án chi tiết của thử nghiệm được dé xuất, các thử nghiệm được thực hiện dưới sự kích thích chuyển vị hình sin và ngẫu nhiên Dữ liệu từ thử nghiệm trước tiên được phân tích bằng phương pháp xác định hệ số giảm chan tương đương của Jacobsen và biểu diễn dưới dạng đồ họa, sau đó giá tri gần đúng được xác định cho cả hai bộ giảm chan từ phạm vi mà hệ số giảm chan được thay đổi Cuối cùng, phân tích kết quả thử nghiệm cho thấy giảm chấn có các tính năng điền hình của phi tuyến tinh, không đối xứng và trễ.
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi giới hạn về thời gian, nguôn lực và yêu câu của luận văn Thạc sĩ, đề tài này chỉ giới hạn nghiên cứu như sau:
= Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu thiết kế thiết bị xác định hệ số giảm chan của hệ thống treo ô tô.
Pham vi nghiên cứu của dé tài là thiết kế thiết bị thực nghiệm xác định hệ số giảm chan loại không điều khiến - phan cơ khí.
Thiết kế thiết bị thực nghiệm đo đạc xác định hệ số giảm chan — phan cơ khí phù hợp với khả năng công nghệ hiện có.
Xuất phát từ mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu, ngoài phần mở đầu và kết luận chung, bố cục của luận án bao gom bay chuong nhu sau:
Chương 1: Tổng quan đề tai.
Chương 2: Tổng quan hệ thống treo.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết.
Chương 4: Mô hình hóa cơ cấu tay quay — thanh trượt.
Chương 5: Phân tích kết quả tính toán mô phỏng.
Chương 6: Thiết kế kỹ thuật thiết bị đo.
Chương 7: Kết luận và phát triển đề tài.
1.6 Y nghĩa khoa hoc và thực tiễn của đề tài
Hiểu rõ bản chat, vai trò thông số giảm chan đến tinh năng kỹ thuật hệ thống treo trên 6 tô, làm cơ sở thiết kế thiết bị xác định thông số giảm chan.
Phương án thiết kế thiết bị xác định hệ số giảm chan dé xuất có thé phát triển, triển khai chế tạo thiết kế thiết bị đo đạc thực tế phục vụ học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật 6 tô.
Phương pháp nghiên cứu của đề tài này là phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp đo đạc kiêm nghiệm một sô thông sô của giảm chân.
1.8 Tiến độ thực hiện luận văn dự kiến
Viết đề cương Hoàn chỉnh dé cương
Bảo vệ đê cươngThực hiện chương 1,2,3Thực hiện chương 4,5,6,7Việt luận văn và chỉnh sửaBảo vệ luận văn
TONG QUAN HE THONG TREO 2.1 Cau tạo hệ thống treo
Một hệ thống treo thông thường được cấu tạo bởi ba yếu tô chính :
= Bộ phận đàn hồi (lò xo cuộn), cung cấp một lực tỷ lệ thuận và tỉ lệ nghịch với độ dãn dài của hệ thống treo, phần này mang tất cả tải tĩnh.
= Bộ phận giảm chan (bộ giảm chân thủy lực), mang lại lực phan tan tỷ lệ thuận và nghịch với tốc độ kéo dài, phần này cung cấp một lực không đáng kế ở trạng thái ồn định nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc biến đối động năng của hệ thống treo.
= Phần tử dẫn hướng là một tập hợp các yếu tô co học liên kết các phan khối lượng được treo và phần khối lượng không được treo với nhau. kề ~~ Y
Hình 2 1: Mô tả cấu tạo hệ thông treo trên ô to.
2.1.1 Bộ phận đàn hồi 2.1.1.1 Vai trò bộ phận đàn hồi
Bộ phan đàn hoi có nhiệm vụ cùng với bộ phận giảm chan hap thụ các chan động từ mặt đường và chuyền thành dao động.
Vì mặt đường không băng phăng, ngoài chuyển động lăn, bánh xe còn chuyển động lên và xuống Khi xe chuyển động nhanh, các chuyển động này xảy ra trong thời gian rất ngắn, làm tăng hay giảm tốc độ theo hướng thăng góc với mặt đường với gia tốc lớn hơn nhiều lần so với gia tốc trọng trường Lực này càng lớn khi khối lượng được chuyền động càng lớn Bộ phận dan hồi và giảm chan quyết định cho:
= Độ tiện nghỉ êm dịu khi chạy xe: Các chan động khó chịu, hại sức khỏe cho hành khách do dao động từ thân vỏ xe được giảm nhẹ và bảo vệ các hành lý dễ vỡ.
= An toàn khi xe chuyển động: Mặt đường quá gỗ ghê có thé làm cho việc tiếp xúc với mặt đường của bánh xe mat đi, bánh xe nằm trong không khí không thé truyền lực, ví dụ: lực kéo, lực phanh
= Ứng xử khi quay vòng: Sức bám mặt đường của bánh xe phía trong vòng cua ít đi khi xe chạy nhanh làm giảm bớt lực bám ngang Dé giữ cho xe không day ra khỏi vòng cua, bộ phận dan hồi, các bộ phận giảm chan và thanh ồn định phải đảm bảo sức bám mặt đường liên tục của bánh xe.
2.1.1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ phan đàn hồi
Qua bộ phận đàn hồi, xe ô tô trở thành một cấu trúc có thể dao động với tần số dao động riêng (tần số dao động của thân vỏ xe) được xác định bởi trọng lượng của xe và bộ phận đàn hồi.
Ngoài các chan động từ mat đường, còn có các lực khác (lực kéo, lực phanh, lực ly tâm) tác động vào xe, tạo ra chuyển động và dao động theo 3 phương của hệ trục tọa độ trong không gian.
Trục ngang Trục thẳng | : Truc doc TM dung = andl a
Giật lò Xà Ze ve ngọng manh | — | , x fe | Lực phanh Shee |
— “ ' vả Lắc lự, '- Z fe ees daobanhxe st Lac doc kg và
Hình 2 3: Dao động tắt dân.
2.1.1.3 Các dạng bộ phận đàn hồi thường gặp trên ô tô
% Lò xo khí : Ở lò xo khí người ta lợi dụng tính đàn hồi của lượng không khí bị đóng kín ( không khí nay khí ni tơ ) để tạo ra bộ đàn hồi.
=" Lò xo không khí: Loại này thường được sử dụng nhiều nhất, nhưng vì cần có một hệ thống tạo áp suất nên ưu tiên được sử dụng trong các dòng xe cao cấp, xe địa hình, 6 tô khách va 6 tô thương mại vì các loại xe này đã có s n hệ thống tạo áp suất cho hệ thống phanh.
Hình 2 4: Thanh giang lò xo không khí ở cầu sau.
= Lò xo khí nén — thủy lực: Lò xo khí nén — thủy lực trên nguyên tac là sự kết hợp giữa một lò xo khí nén và một xi lanh công tác Bộ phận này có công dụng vừa cua đàn hồi vừa của bộ giảm chan.
= — Đường dau hồi Bộ điều chỉnh độ cao
|i _ eee 3 raid in 4 | Đòn điều See của dâu chịu P š khiên dọc
Hình 2 5: Khung gâm với bộ phận đàn hôi khí nén — thủy lực. s* Lò xo cao su: Cao su thiên nhiên và cao su nhân tạo có tính đàn hồi tốt và có tính tự giảm chan lớn Người ta lợi dụng độ tự giảm chan cao của cao su cùng với tính đàn hồi lớn để thu nhận các chuyển động rung với tần số lớn và giảm tiếng Ôn. Để giảm tối đa việc truyền các rung động ở nhiều tần số khác nhau từ động cơ vào thân vỏ xe, người ta không sử dụng các bộ lò xo cao su đơn giản mà dùng các ô đỡ đàn hôi giảm chân thủy lực.
Khoang công tác Lò xo chịu tải
Hình 2 6: Bộ đàn hồi cao su và 6 đỡ thuy lực.
CƠ SỞ LÝ THUYET 3.1 Cơ sở lý thuyết xác định hệ số giám chan
Quá trình đánh giá hệ số giảm chấn tương đương trong đó hệ thống MDOF phi tuyến thực tế được thay thế bằng hệ thống SDOF đơn giản có hệ số giảm chan tương đương (Cu) hệ số giảm chấn tương đương có giá trị gần đúng với hệ số giảm chan trong hệ thống phi tuyến thực va được sử dụng để đánh giá lực giảm chan trong phân tích đơn giản nhất. Đề đánh giá hệ số giảm chan tương đương, phương pháp phổ biến nhất được sử dụng là phương pháp Jacobsen[11] - là tác giả đầu tiên đưa ra khái niệm này.
Hệ số giảm chân tương đương được xác định dựa trên các giả định rằng mô hình giảm chan phi tuyến thực tế và hệ thống tuyến tính tương đương của nó tiêu tan cùng một lượng năng lượng trên mỗi chu kỳ ứng với kích thích hình sin.
Khi hệ thống được coi là bị kích thích điều hòa, có thé được biểu thị bằngƒ777:
Trong đó : œ : Tần số góc dao động (rad/s). t : Thời gian (s).
Năng lượng tiêu tan băng với diện tích được bao bọc bên trong toàn bộ vòng lặp của biểu đồ công Vòng lặp hình elip được lay từ phương trình mô tả năng lượng tiêu tán bởi hệ thông.
Phương pháp Jacobsen được áp dụng vì tính đơn giản và thể hiện được mối quan hệ giữa biên dạng kích thích và hệ số giảm chan tương đương.
Mô hình giảm chan đơn giản được xem xét như dưới đây:
Hình 3 1: Mô hình don giản giảm chấn theo phương pháp Jacobsen. Đối với những hệ thống ở trạng thái 6n định, công trong mỗi chu ky của bộ giảm chan trong hệ thong cưỡng bức có thể được biểu thị băng :
Wa = $ Hạ dx (2) Voi: F,: Lue giam chan
Trường hop đơn giản nhất về mặt toán học là lực giảm chan:
Suy ra : Wy, = $C.x.dx = 6C.x2.dt
Vậy công trong một chu kỳ làm việc:
Từ thử nghiệm, chúng ta có thể biểu thị bằng đồ họa giữa lực và chuyển vị cho một chu kỳ như sau:
Hình 3 2: Quan hệ giữa lực và chuyển vị frong một chu kỳ làm việc.
Từ những mô hình hóa ở trên ta có thể suy ra :
Như vậy hệ số giảm chấn tương đương được xác định :
Dé có được các đặc tính giảm chan của bộ giảm chân mà thường là phi tuyên, thử nghiệm được thực hiện dưới sự kích thích hình sin ở biên độ và tần số khác nhau.
Sự chuyền vị của lực kế dưới sự kích thích hình sin có thể được tính từ biên độ và tần số, vận tốc sau đó được xác định băng cách lay các đạo ham bậc nhất của chuyển VỊ.
Phương trình chuyển vi trình bày như sau[11]: x(t) =X sin27.f.t (4)
Tan số kích thích và biên độ làm đầu vào cho các thử nghiệm được đưa ra trong bang dưới đây cho bộ giảm chan trước và bộ giảm chan phía sau tương ứng I I]
Các tô hợp biên độ này được lây dựa trên hành trình của bộ giảm chân và tân sô được chọn phụ thuộc chủ yêu vào hai yêu tô: vận tôc tôi đa của động lực kê và tân sô cộng hưởng của hệ thống treo xe hoạt động trong điều kiện bình thường.
Bang 3 1: Dữ liệu đâu vào thứ nghiệm của hệ thông giám chan trước và sau.
STT | Biên độ (mm) | _ Tầnsố(Hz) | Biên độ (mm) Tần số (Hz)
3.3 Kết quả và phân tích
Dữ liệu được ghi lại từ loạt thử nghiệm cho cả hai mẫu thử là chuyển vị và lực theo thời gian được tạo ra trên bộ giảm chấn dưới dạng mảng, dữ liệu này được phân tích thêm va các sơ dé khác nhau được rút ra trong phần mềm Microsoft Excel và Matlab để phân tích.
Các biểu đồ chuyển vị - thời gian, các đặc tính giảm chan (biểu đồ Ƒ - V) và biéu đô công (biểu đồ F - X) được lay từ các kết quả thử nghiệm của cả hai bộ giảm chan được trình bày dưới day.[11]
Biểu đồ chuyển vị - thời gian giúp chúng ta hiểu cách chuyên vị thay đối như thé nào theo thời gian.
Hình 3 3: Biéu đồ chuyén vi - thời gian ở tan số 0,05Hz va biên độ 10mm. Đường cong đặc trưng (biểu đồ lực — vận tốc) cho thấy hành vi phi tuyến tinh trong cả vùng nén và vùng kéo, nhưng rõ ràng từ biểu đồ này phan giảm chan được giữ nhiều hon trong phan kéo.
Hình này cho thay luc thay đổi theo vận tốc, vì lực giảm chan là lực phụ thuộc vận tôc, nó tăng khi vận tôc tăng.
Hình 3 4: Biéu đồ lực — vận tốc ở biên độ 10 mm (Bộ giảm chan (rước).
Muốn biết lực thay đối như thé nào theo vận tốc từ biểu đồ này thì chúng ta tăng dan tan số kích thích, lực giảm chân sẽ tăng vì nó phụ thuộc vào vận tốc.
Hình 3 5: Biéu đồ lực — vận tốc ở biên độ 10 mm (Bộ giảm chan sau).
Biểu đồ lực và chuyến vị (biéu đồ F — X) cho phép chúng ta hiểu được công của bộ giảm chan trong quá trình hoạt động theo chu kỳ của nó. orce
Daisplacerniert Hình 3 6: Biéu đồ luc - chuyén vị ở biên độ 10 mm (Bộ giảm chấn (rước).
Hình 3 7: Biéu đồ luc - chuyển vị ở biên độ 10 mm (Bộ giảm chấn sau ).
Theo công thức trên giá trị của C,, đã được tính toán va lập bảng dưới đây cho bộ giảm chân trước và bộ giảm chân phía sau tương ứng.
Bang 3 2: Bảng giá trị hệ số tương đương (Bộ giảm chan trước).
Sr.No |Amplitude | Frequency | Area under Energy of a Equivalent
(mm) (Hz) work harmonic cycle Damping diagram Coefficient (N.m) (N-s/m)
Bang 3 3: Bang giá trị hệ số tương đương (Bộ giảm chấn sau).
Sr.No |Amplitude | Frequency | Area under Energy of a Equivalent
(mm) (Hz) work harmonic cycle Damping diagram Coefficient (N.m) (N-s/m)
Hình 3 8: Mối quan hệ giữa tan kích thích và hệ số giảm chan tương đương biên độ
10mm (Bộ giảm chan trước).
Hình 3 9: Moi quan hệ giữa tan số kích thích và hệ số giảm chan tương đương ở biên độ 30; 40; 50; 60; 63mm (Bộ giảm chấn trước).
Hình 3 10: Moi quan hệ giữa tan kích thích và hệ số giảm chấn tương đương biên độ
10mm (Bộ giảm chấn sau).
Hình 3 11: Moi quan hệ giữa tan số kích thích và hệ số giảm chấn tương đương ở biên độ 20; 30; 40; 50; 60mm (Bộ giảm chấn sau).
Theo Hình 3.8, Hình 3.9 hệ số giảm chan tương đương thay đối trong phạm vi nhỏ với giá trị tần số tăng dan ngoại trừ tan số rất thấp thì giá trị hệ số giảm chan tương đương tăng đột ngột. Điều này là do hệ số giảm ma sát vì tần số kích thích rất thấp, lực giảm chấn phụ thuộc vận tốc là không đáng kế và do đó luc ma sát có mặt là chủ yếu, dẫn đến trong phương trình khi tính toán C,, cho tần số thấp, tử số W, không thay đổi đáng kể hơn so với mâu sô do đó có giá tri mâu sô rat thap nên giá tri của C,, rat cao.
Bỏ qua ảnh hưởng của hệ số ma sát, các giá trị của hệ số giảm chấn tương đương C„„ đối với các tần số và biên độ khác ngoại trừ tần số kích thích thấp, nó dao động trong khoảng từ 1800 N.s/m đến 2200 N.s⁄m.
MÔ HÌNH HÓA CƠ CÂU TAY QUAY - THANH TRƯỢT 4.1 Giới thiệu về Matlab Simulink, Matlab Simscape
4.1.1 Giới thiệu về Matlab Simulink s* Khối nguon dung để tạo ra các tín hiệu khác nhau. e Khối Constant.
Dùng để tạo ra tín hiệu cỗ định.
Cách nhập thông số cho khối Constant, ta click đôi chuột vào khối constant, sau đó sẽ hiện ra bảng, ta nhập giá trị cần nhập vào ô Constant value.
Output the constant specified by the ‘Constant value’ parameter If
‘Constant value’ is a vector and “Interpret vector parameters as 1-D' is on, treat the constant value as a 1-D array Otherwise, output a matrix with the same dimensions as the constant value.
Main | Signal Attributes Constant value:
1 Í#] Interpret vector parameters as 1-D Sample time: inf
Hình 4 2: Bang nhập thông số khối Constant.
Dung dé tao ra tin hiéu.
Cách nhập thông số cho khối Sigal Builder, ta click đôi chuột vào khối Signal
Builder, sau đó sẽ hiện ra đô thị, ta vẽ giá tri tín hiệu vào đô thị.
NA A A AOD | E Rmm R mm Th
Hình 4 4: Bang nhập thông số khối Signal Builder.
Name là tên tín hiệu: Signal 1.
* Khối truy xuất đồ thị. e Khối Scope.
Dùng để truy xuất đồ thị. yl) scope
4.1.2 Giới thiệu về Matlab Simscape
% Khối cơ bản. e Khối S PS.
Dùng để chuyên đổi tín hiệu Simulink sang tín hiệu vật lý.
Cách nhập thông số cho khối S PS, ta click đôi chuột vào khối, sẽ hiện ra bảng nhập giá tri.
Converts the input Physical Signal to a unitless Simulink output signal.
The unit expression in ‘Output signal unit’ parameter must match or be commensurate with the unit of the Physical Signal and determines the conversion from the Physical Signal to the unitless Simulink output signal.
‘Apply affine conversion’ check box is only relevant for units with offset (such as temperature units).
Hình 4 7: Bang nhập thông số khối S PS.
Don vị nhập trong output signal phụ thuộc vào đơn vị của tín hiệu vật lý qua khối PS S.
Dùng để giải các thuật toán, hàm toán trong mô hình. f(x)=OP
Solver Configuration Hình 4 8: Khối Solver Configuration. e Khối Connection Port.
Dung dé tạo thêm ngố ra, ngõ vào giữa các khôi.
Hình 4 9: Khối Connection Port. e Khối Mechanism Configuration.
Dùng để nhập gia tốc trọng trường.
Cách nhập thông số cho khối Mechanism Configuration, ta click đôi chuột vào khôi sẽ hiện ra bảng sau:
Sets mechanical and simulation parameters that apply to an entire machine, the target machine to which the block :s connected In the Properties section below, you can specify uniform gravity for the entire mechanism and also set the linearization delta, The linearization delta specifies the perturbation value that is used to compute numerical partial derivatives for linearization.
Hình 4 11: Bang nhập thông số gia tốc trong trường. e Khối World Frame.
Dùng để tạo hệ tọa độ tong cho mô hình.
* Khối Body Elements. e Khối Solid.
Dùng để tạo các vật thể mong muốn.
Hình 4 13: Khối Solid. s%* Khoi Frames va Transforms.
Dung dé tạo ra hệ tọa độ khác so với hệ tọa độ tong world frame, bang cách tinh tiến, xoay theo các phương của hệ tọa độ. ô 4 ô
Rigid Reference Transform Transform Frame Sensor
Hình 4 14: Khối Frame và khối Transform. s* Khop Joints.
Dung dé tao các môi liên két giữa các vat thê.
Prismatic Revolute Joint Pin Slot Joint Joint
4.2 Xây dựng mô hình bằng Simmechanics Mô hình thiết kế thiết bị đo hệ thông giảm chấn:
Hình 4 16: Mô hình thiết kế thiết bị do hệ thong giảm chấn.
Từ mô hình thiết kế thiết bị đo hệ số giảm chan chuyển sang mô hình Simmechanics: fíx)=0 —y mm Ƒ a ElConn1
| E—] Conn Conn2 EI] 8 se Conn3 1ơ
' L Bộ thay đối hanh trình | THỂ THANH
= Signal 1 Giảm chan 1 Tân số 5Hz
Hình 4 17: Mô hình cơ cấu tay quay — thanh trượt dạng sơ đô khối Simmechanics.
Hình 4 18: Mô hình cơ cấu tay quay — thanh trượt trong mô phỏng.
Phân tích mô hình thành phan cơ sở: e Bộ thay đổi hành trình:
Hình 4 19: Mô hình sơ đô khối bộ thay đổi hành trình. e Thanh truyền:
Hình 4 20: Mô hình sơ do khối thanh truyền.
Hình 4 21: Mô hình sơ đô khối thanh trượt. e Giam chân:
Cn) dạ th dạ pa fl b|PS sÈ—+‡ ‘ —> ‘ {
Hình 4 22: Mô hình sơ đô khối giảm chan.
PHAN TÍCH KET QUÁ TÍNH TOÁN MO PHONG 5.1 Thử nghiệm xác định thông số kết cầu
Ta tiến hành mô phỏng thử nghiệm dé tìm ra hệ số kết cau hợp lý: Mối quan hệ giữa lực ngang (#) va momen quay (M), công suất (P) khi thay đổi hành trình (S), tan số (f) và hệ số chiều dài thanh truyền (1).
Bang 5 1: Thông số tính toán ứng với l = 150mm val = 200mm.
(mm) | (Hz) | (mm) (mm) (N) (N.m) (HP) (mm) (N) (N.m) (HP)
Bang 5 2: Thông số tính toán ứng voil = 300mm val = 350mm.
(mm) | (Hz) (mm) (mm) (N) (N.m) (HP) (mm) (N) (N.m) (HP)
Bang 5 3: Thông số tính toán ứng với l= 400mm val = 500mm
(mm) | (Hz) | (mm) | (mm) (N) (N.m) (HP) (mm) (N) (N.m) (HP)
5.2 Phân tích kết qua mô phỏng thứ nghiệm theo thông số kết cau 5.2.1 Phân tích kết quả dé chọn chiều dài thanh truyền s* Lực ngang.
Xét tại một hành trình (S$) và các giá trị tần số (f) khác nhau, khi chiều dài thanh truyền (1) tăng thì lực ngang (F) tại thanh trượt giảm.
Xét tại một hành trình (S) và các giá trị chiều dài thanh truyền (1) khác nhau khi tần số (f) tăng thi lực ngang cũng tăng theo, nhưng thực tế thì chúng ta cần lực ngang nhỏ để thiết bị hoạt động êm hơn do đó phải chọn tần số quay của động cơ nhỏ.
60 ex@ = 2 hz 50 em@eef? = 3 hz
Chiêu dài thanh truyền / (mm)
Hình 5 1: Moi quan hệ giữa lực ngang (F), chiều dai thanh truyền (1) tại hành trình S,
= 20 mm ứng với tan số f = 2; 3; 4; 5 Hz.
= Với giá trị tần số ƒ = 2 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thi lực ngang giảm tu: 21.17 N- 6.31 N.
= Với giá trị tần số f = 5 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì lực ngang giảm từ : 52.56 N - 16.29 N.
1600.00 em@ = 2 hz 1400.00 em@mef2 = 3 hz 1200.00 e=@ -= 4 hz 1000.00
Chiều dài thanh truyền / (mm)
Hình 5 2: Moi quan hệ giữa lực ngang (F), chiêu dai thanh truyền (1) tại hành trình Ss
= 100 mm ứng với tan số f = 2; 3; 4; 5 Hz.
= Với giá trị tần số ƒ = 2 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì lực ngang giảm từ : 572.05 N - 185.39 N.
= Với giá trị tần số f = 5 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì lực ngang giảm từ : 1428.00 N - 398.48 N.
9 em@eef1=2hz e=@=íi2-3h;: =©=Í2-4h: eẨ=@==í4-5 hz 8 —— ee} ©
Chiều dài thanh truyền / (mm)
Hình 5 3: Moi quan hệ giữa momen quay (M), chiêu dài thanh truyền (1) tại hành trình
S; = 20 mm ứng với tan số f = 2; 3; 4; 5 Hz.
= Với giá trị tần số ƒ = 2 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì momen quay giảm không đáng kể từ : 3.19 N.m - 3.09 N.m.
= Với giá trị tần số f = 5 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì momen quay giảm không đáng kể từ : 7.86 N.m - 7.79 N.m.
Chiều dài thanh truyền / (mm)
Hình 5 4: Moi quan hệ giữa momen quay (M), chiêu dài thanh truyền (1) tại hành trình
Ss = 100 mm ứng với tan số f = 2; 3; 4; 5 Hz.
= Với giá trị tần số ƒ = 2 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì momen quay giảm không đáng ké từ : 79.69 N.m - 78.58 N.m.
= Với giá trị tần số f = 5 Hz, chiều dài thanh truyền tăng từ : 150 mm — 500 mm thì momen quay giảm không đáng kế từ : 204.00 N.m - 197.73 N.m.
0.05 Ee 9 © e=m@l=2hz em@mei2=3hz