báo cáo thực hành kỹ thuật đo và thử tàu

MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CÁC TRANG THIẾT BỊ THỬ DÙNG CHO BÀI THỬ BÀI : ĐÔ ỔN ĐỊNH MÔ HÌNH - Các thiết bị dùng thử: bể thử, mô hình, V110E, vật nặng, livo điện tử Hình 1: Bể thử - Các thông số bể thử: + Chiều dài : 50 m + Chiều rộng : m + Chiều cao mớn nước : 1,5 m + Chiều dày thành bể : 0,5 m Hình 2: Xe kéo mô hình Hình 3: Tàu mô hình gắn vào xe kéo Hình 4: Xe kéo hệ thống điều khiển BÀI 6: CÂN BẰNG VÀ XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM MÔ HÌNH Các trang thiết bị dùng cho thử: mô hình, giá cân mô hình, vật nặng, livo điện tử, đếm dao động,… Hình 1: Giá cân mô hình Hình 2: Tàu mô hình, thiết bị đo góc giá cân mô hình Hình 3: Thiết bị đo tần số dao động giá cân mô hình PHẦN : CÁC BÀI THỬ Giải thích kí hiệu LCG Hoành độ trọng tâm VCG Cao độ trọng tâm TCG Tung độ trọng tâm Chỉ số m Mô hình Chỉ số o Bàn, giá kẹp tay quay Chỉ số T Tổng Chỉ số i Chỉ số m, T m Khối lượng (kg) mv Khối lượng dịch chuyển (để đo VCG) (kg) L Khoảng cách tâm trọng vật dịch chuyển & LCGm (m) α Góc nghiêng (khi đo VCG) (rad) Hv Khoảng cách VCG chốt (m) F Tần số dao động (Hz) I Mô men quán tính (Kg.m2 ) G Gia tốc trọng trường (m.s-2) K Bán kính tâm nghiêng (m) δ Lượng giảm logarit ζ Hệ số dập N Số chu kì biên độ fn Tần số dao động tự nhiên (Hz) fd Tần số dao động tự nhiên tắt dần (Hz) BÀI 3: ĐÔ ỔN ĐỊNH MÔ HÌNH 3.1 Mục đích Kiểm tra lý thuyết phương pháp đo ổn định mô hình Kĩ thực đo ổn định mô hình Các bậc tự xét riêng ổn định 3.2 Các bước chuẩn bị Các thiết bị để thử mô hình: mô hình, V110E, vật nặng, livo điện tử… Lắp ráp mô hình lên xe kéo, lắp thiết bị đo sức cản vào xe kéo Hình Thiết bị đo ổn định 3.2.1 Xác định tải trọng mô hình Trước thử để kiểm tra ổn định, mô hình phải xác định tọa độ trọng tâm tư 3.2.2 Cài đặt thiết bị a Đặt góc nghiêng cố định Trong trình cài đặt phải đảm bảo xe kéo cố định, bảo đảm an toàn cho người điều chỉnh, việc điều chỉnh không làm căng cáp, tải phận đo hay mô hình Lắp cần với đầu trục vuông.Quay cần để tạo góc nghiêng cho mô hình b Đặt góc chúi cố định Xoay đai ốc để điều chỉnh góc chúi, siết chặt đai ốc hãm thiết lập 3.3 Thao tác thực Bước : Bật công tắc điện ( Switch on) Bước : Kiểm tra dây phanh khẩn cấp Bước : Khởi động máy tính xách tay Bước : Khởi động phần mềm Auto Test IV Bước : Chọn Test Group chức Chọn thử V100E- Bài thử đo ổn định mô hình 10 Bước 6: Vào Test Definition > Sequences Sau xuất bảng ‘Sequence: CARRIAGE_MOTION’ - Trong cửa sổ ta nhập + Thời gian: tăng tốc trì dừng + Nhập vận tốc xe kéo (m/s) - Chọn Sequence Editor - Nhấn nút Save > Exit Bước : Vào Run test chức Chọn Compile > Exit > Start 11 Bước 8: Phần mềm load liệu Sau cửa sổ thông báo 12 Ta thực sau +Chọn Yes cửa sổ Enquiry + Bật công tắc an toàn +Chọn START TEST > YES + Đóng công tắc 13 Xuất cửa sổ 3.4 Kết Với thử đô ổn định mô hình giới hạn nội dung xác định đồ thị cánh tay đòn ổn định tĩnh dựa vào số liệu thu từ thử mô hình với thiết bị kiểm tra ổn định V110E -Tư chúi túy + Ta xoay cần trục đầu vuông để điều chỉnh góc nghiêng 0o, sau ta xoay đai ốc để xác định góc chúi + Đọc momen chúi hình máy tính -Tư nghiêng túy + Ta xoay đai ốc để chỉnh góc chúi 0o, sau xoay cần trục đầu vuông để xác định góc nghiêng +Đọc kết hình máy tính 14 Chú ý: Kết đo momen trường hợp cần phải hiệu chỉnh momen giá trị “-0,952” tư mô hình nghiêng 0o chui 0o Do xét đến ảnh hưởng mặt nước, người ngồi điều khiển, sai số lắp ráp mô hình, sai số thiết bị đo… dẫn đến có momen trường hợp tàu cân không nghiêng không chúi Kết thể bảng, sau hiệu chỉnh momen lượng -0,952(N.m) Xác định cánh tay đòn ổn định thông qua công thức: (Trong D = dm3) Mh = D.Lhf Lhf = Mh/D Kết đo ổn định mô hình nghiêng túy: STT Góc nghiêng (độ) 3,9 5,7 7,1 7,9 8,5 Mômen (N.m) -1,854 -2,229 -2,511 -2,695 -2,763 -2,931 Kết thử nghiêng túy: D( dm3) LhfN (m) 3,9 Mn (N.m) đo -1,854 -0,206 5,7 -2,229 -0,247 7,1 -2,511 -0,279 7,9 -2,695 -0,299 8,5 -2,763 -0,307 -2,931 -0,325 Lần đo α (độ) Kết đo ổn định mô hình chúi túy 15 STT Góc nghiêng (độ) -7,8 -8, -6,6 Mômen (N.m) 6,114 8,576 -0,901 Kết thử chúi túy: Lần đo Ө (độ) -7,8 Mc (N.m) đo 6,114 -8,1 8,576 0,952 -6,6 -0,901 0,1 D( dm3) LhfC (m) 0,679 Kết đo ổn định mô hình nghiêng chúi túy STT Góc nghiêng (độ) 9,1 10,1 6,4 Góc chúi (độ) -3,8 -4,8 -5,7 Mômen (N.m) -2,708 -2,824 -2,017 Kết thử nghiêng chúi túy: Góc nghiêng (độ) Góc chúi (độ) Mnc (N.m) 9,1 -3,8 -2,708 -0,300 10,1 -4,8 -2,824 -0,313 6,4 -5,7 -2,017 -0,224 Lần đo D( dm3) LhfnC (m) 16 Vẽ đồ thị ổn định tĩnh : LhfN LhfC LhfnC α1 α2 α3 α4 α5 α6 -0,206 -0,247 -0,279 -0,299 -0,307 -0,325 α1 α2 α3 0,679 0,952 0,1 α1 α2 α3 -0,3 0,313 0,224 17 Đồ thị cánh tay đòn ổn định tĩnh 18 3.5 Kết luận BÀI 6: CÂN BẴNG VÀ XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM MÔ HÌNH - 6.1 Mục đích Giúp sinh viên nắm được: Lý thuyết phương pháp xác định tọa độ trọng tâm mô men quán tính mô hình Kỹ xác định tọa độ trọng tâm mô men quán tính mô hình phương pháp đo chu kỳ dao động 6.2 Chuẩn bị - Chuẩn bị thiết bị để thử mô hình: nivô điện tử, giá cân mô hình, vật nặng, đếm… 6.2.1 Thêm dằn Mô hình phải dằn thêm chìm theo đường nước đánh dâu trước Bước hiệu chỉnh khối lượng tàu hoành độ trọng tâm so với mặt phẳng quy định -Mô hình tàu phải đối xứng qua mặt phẳng XZ, dằn phân bố dọc theo mặt phẳng tung độ trọng tâm nằm mặt phẳng XZ 6.3.2 Điều chỉnh thiết bị Để xác định cao độ trọng tâm mô hình( VCGm) 19 a,Đầu b,Các thiết bị tiên cân tất phận( mô hình, bàn, thiết bị gá lắp, giá kẹp , tay quay)đặt cho bàn lắc c,Giá kẹp phải lắp vào bàn Nó lắp cho mô hình cố định LCG thẳng hàng với chốt d,Để đơn giản hóa việc điều chỉnh tất thiết bị định vị giá kẹp phải đối xứng qua mặt phẳng XZ mô hình đặt cho mặt phẳng thẳng hàng với trục quay e,Bàn lúc nghiêng góc định so với mặt phẳng nằm ngang Thêm trọng vật vào bàn cho bàn nằm ngang hoàn toàn, trọng vật đặt thêm vào để nguyên vị trí suốt bước f,Mô hình đặt lên bàn để thử Hình5 Khung mô hình 6.3 Quá trình thực 6.3.1 Tính Hv0 Với hệ mô hình, dựa vào vật nặng biết (mv) đặt cách chốt lắc dọc khoảng L theo phương X Đo góc nghiêng α (Hình 1.1) Phép đo lặp lại đặt mv vị trí khác dọc trục X 20 mv α L mv L Hỡnh 1.1: Xác định VCG0 Khi có kết đo áp dụng công thức để tính khoảng cách (Hv 0) chốt VCG0 (bàn, thiết bị định vị, giá kẹp, tay quay) Công thức với α nhỏ, dựng quan hệ tương đối a Hvo ngoại suy tìm Hvo α xấp xỉ Hvo = Lmv αmo 6.3.2 Tính HvT Đặt mụ hình lên khung cho mặt phẳng sườn mô hình qua điểm chốt quay khung cân bằng, lặp lại phép đo 1.3.1 để tìm HvT 6.3.3 Tính Hvm Khi biết khoảng cách HvT Hvo ta tính Hvm (khoảng cách thẳng đứng từ chốt tới trọng tâm mô hình) công thức: mT HvT = mo Hvo + mm Hvm Hvm = mT HvT − mo Hvo mm Do 6.3.4 Xác định mô men quán tính lắc dọc 6.3.4.1 Căn chỉnh vị trí mô hình Căn mô hình cho trọng tâm mô hình trựng với chốt quay, cách điều chỉnh chiều dài tay quay Hvm đưa VCGm nằm đường thẳng với chốt Để kiểm tra ta lặp lại bước 1.3.2 – 1.3.3 đến Hvm 6.3.4.2 Xác định Io Khi mô hình khụng đặt bàn lắc, ghi lại thời gian thực số dao động định hệ Để kết xác cần phải đo nhiều lần lấy trung bỡnh Tần số dao động (fo) cú thể xác định cách lấy số dao động chia cho thời gian dao động Dùng công thức tính mô men quán tính bàn định vị khối lượng kốm theo tương chốt 21 I= mo gHvo 4π f o 6.3.4.3 Xác định IT Im Bằng cách lặp lại bước nói cho hệ mô hình gắn vào bàn, ta xác định IT Đối với hệ với N khối lượng, tổng mô-men quán tính định nghĩa tổng mô-men quỏn tớnh thành phần (tương trục cố định) Như vậy: I m = IT − I o 6.4 Kết 6.4.1 Tính Hv0 HV = Với mv=1,16(kg); m0=53.17(kg) Lần đo Li(m) L.mv α m0 α(độ) α(rad) Hv0(m) 0.89 4.7 0.0819 0.237 0.925 4.8 0.0837 0.241 0.94 0.0872 0.235 H v0 = Lấy kết trung bình lần đo: ∑H v0 = 0, 238( m) 6.4.2 Tính Hvt 22 L.mv α mtong H vt = Với mtong=m0+mm=53,17+3,35=56,52(kg); Lần đo α(độ) Li(m) α(rad) Hv0(m) 0.89 4.4 0.077 0.2372 0.925 4.5 0.0785 0.242 0.94 4.6 0.0802 0.2505 H vt = ∑H Lấy kết trug bình lần đo: vt = 0, 2432( m) 6.4.3.Tính Hvm H vm = mt H vt − m0 H v 56,52.0,2432 − 53,17.0,238 = = 0.326(m) mm 3,35 6.4.4 Xác định I0 I0 = Với m0=53,17(kg); g:=9,81(m/s);Pi=3.1416; m0 g H v 4.π f 02 Với 20 lần dao động Lần đo α(độ) α(rad) t0(s) T0(s) f0(s-1) I0(kg.m2) 0.12217 12.66 1.266 0.789 5,056 0.12217 12.67 1.267 0.789 5,043 0.12217 12.74 1.274 0.785 5,108 23 I0 = ∑I Lấy trung bình kết lần đo: = 5.069 (kg.m2) 6.4.5 Xác định IT Im IT = Với mT=56,52(kg);g=9.81(m/s2); Lần đo α(độ) mT g H vt 4.π f 02 α(rad) t0 T0 f0 I0 0.12217 12.35 1.235 0.809 5.224 0.12217 12.35 1.235 0.809 5.224 0.12217 12.38 1.238 0.807 5.250 IT = Lấy trung bình kết lần đo: ∑I T = 5.232 (kg.m2) Vậy:Im=IT – I0 =4.784 – 4.164 = 0.163 (kg.m2) 6.5 Kết luận 24 ...Hình 1: Bể thử - Các thông số bể thử: + Chiều dài : 50 m + Chiều rộng : m + Chiều cao mớn nước : 1,5 m + Chiều dày thành bể : 0,5 m Hình 2: Xe kéo mô hình Hình 3: Tàu mô hình gắn vào xe kéo Hình... vào bàn cho bàn nằm ngang hoàn toàn, trọng vật đặt thêm vào để nguyên vị trí suốt bước f,Mô hình đặt lên bàn để thử Hình5 Khung mô hình 6.3 Quá trình thực 6.3.1 Tính Hv0 Với hệ mô hình, dựa vào... Mục đích Kiểm tra lý thuyết phương pháp đo ổn định mô hình Kĩ thực đo ổn định mô hình Các bậc tự xét riêng ổn định 3.2 Các bước chuẩn bị Các thiết bị để thử mô hình: mô hình, V110E, vật nặng,