Title: Tính toán dao động móng máy tàu thuỷ nhỏ Authors: Vũ Thị Phương Thảo Advisor: Nguyễn Văn Khang Keywords: Dao động; Móng máy; Tàu thủy Issue Date: 2007 Publisher: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Abstract: Động học và động lực học cơ cấu tay quay con trượt, tính toán dao động của động cơ và móng máy trên tàu thuỷ theo mô hình dao động cưỡng bức, dao động tham số. Description: Luận văn (Thạc sỹ khoa học) Ngành Cơ học kỹ thuật
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC TÍNH TỐN DAO ĐỘNG MĨNG MÁY TÀU THỦY NHỎ NGHÀNH: CƠ HỌC KỸ THUẬT MÃ SỐ: VŨ THỊ PHƯƠNG THẢO Người hướng dẫn khoa học: GS NGUYỄN VĂN KHANG MỤC LỤC Trang đầu Lời cam đoan Mục lục MỞ ĐẦU Chương –ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT 1.1: Khái quát chung 1.2: Xác định hàm vị trí khâu cấu 1.2.1: Hàm vị trí bậc khơng 1.2.2: Hàm vị trí bậc 1.2.3: Hàm vị trí bậc hai 1.3: Tính mơ men qn tính thu gọn 1.3.1: Tính động truyền 1.3.2: Tính động trượt 1.4: Tính tốn phản lực khớp động Chương – TÍNH TỐN DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ VÀ MĨNG MÁY TRÊN TÀU THỦY THEO MƠ HÌNH DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC 2.1: Khái quát chung 2.2: Thiết lập phương trình vi phân dao động 2.2.1: Mơ hình dao động 2.2.2: Thiết lập phương trình vi phân dao động 2.3: Áp dụng tính tốn với động D12 2.3.1: Các số liệu tính tốn 2.3.2: Giải hệ phương trình Chương – TÍNH TỐN DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ VÀ MĨNG MÁY TRÊN TÀU THỦY THEO MƠ HÌNH DAO ĐỘNG THAM SỐ 3.1: Dao động giá đỡ với nhiều cấu chuyển động song song 3.1.1: Biểu thức động hệ 3.1.2: Biểu thức hệ 3.1.3: Phương trình vi phân giá đỡ cấu 3.2: Phương trình dao động động 3.2.1: Tính tốn hệ số ma trận khối lượng 3.2.2: Tính tốn hệ số ma trận cản 3.2.3: Tính tốn hệ số ma trận độ cứng 3.2.4: Tính véc tơ h Trang 3 12 13 15 19 24 24 27 27 27 39 39 43 48 48 50 52 52 59 64 74 82 85 3.3: Áp dụng tính tốn với động D12 3.3.1: Các tham số đầu vào 3.3.2: Tính toán hệ số ma trận 3.3.2.1: Ma trận có hệ số khơng đổi 3.3.2.2: Ma trận có hệ số thay đổi 3.3.3: Giải hệ phương trình vi phân dao động KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 86 89 89 91 105 113 114 MỞ ĐẦU Dao động tượng phổ biến tự nhiên kỹ thuật Tất thiết bị làm việc sinh dao động dạng hay dạng khác Các máy, công trình xây dựng, phương tiện giao thơng vận tải,… hệ dao động kỹ thuật Các dao động xuất kỹ thuật thường gây ảnh hưởng xấu đến khả làm việc, làm giảm tuổi thọ máy móc, thiết bị, cơng trình chí cịn gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động sử dụng thiết bị Vì việc nghiên cứu dao động thiết bị sinh cần thiết cơng việc tính tốn thiết kế máy nhằm đảm bảo cho máy làm việc an toàn ổn định Ngày với phát triển nghành giao thông vận tải đường biển nghành công nghiệp tàu thủy phủ quan tâm đầu tư để phát triển Đối với tàu thủy nhỏ sản xuất động dẫn động tàu, tuổi thọ, độ tin cậy hình thức động ngày nâng cao Loại động dùng phổ biến công nghiệp tàu thủy động điêzen Động điêzen tàu thủy loại động đốt kiểu tăng áp, q trình cấp nhiên liệu, hòa trộn hỗn hợp cháy thực chủ yếu thể tích buồng cháy động Hầu hết động điêzen tàu thủy đại động tăng áp, khơng khí nạp cưỡng vào xi lanh động nhờ đảm bảo lượng khơng khí nạp vào xi lanh nên tăng lượng nhiên liệu cấp cho chu trình, cơng suất có ích động tăng lên Khi áp dụng phương pháp tăng áp cho động điêzen tàu thủy người ta có tính đến lượng khí xả giãn nở tiếp tục cánh tua bin nén khơng khí máy nén tua bin dẫn động Đối với động điêzen tàu thủy lớn nhiệt khí sau tua bin tận dụng nồi tận dụng Hơi nước sinh nồi sử dụng thiết bị tua bin tính kinh tế thiết bị tăng lên Tuy nhiên động lại nguồn gây rung chủ yếu cho tàu việc giảm dao động có hại vấn đề quan tâm hàng đầu nhà sản xuất Nghiên cứu dao động động máy tàu thủy nhiều tác giả tiến hành Trong luận án tiến hành nghiên cứu dao động động móng máy tàu thủy theo hai phương hướng: Phương hướng thứ tính tốn dao động động móng máy tàu thủy theo mơ hình dao động cưỡng Trường hợp phương trình dao động hệ phương trình vi phân có hệ số khơng đổi theo thời gian Phương hướng thứ hai tính tốn dao động động móng máy tàu thủy theo mơ hình dao động tham số Nghiên cứu dao động động theo mơ hình dao động hệ có nhiều cấu chuyển động song song theo quan điểm động lực học hệ nhiều vật Trường hợp phương trình dao động móng máy phương trình vi phân có hệ số thay đổi theo thời gian Luận án hoàn thành với hướng dẫn tỉ mỉ giáo sư Nguyễn Văn Khang, Bộ môn Cơ học ứng dụng – Khoa Cơ khí Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ nhiệt tình thạc sĩ Hồng Mạnh Cường, Bộ môn Cơ học Trường Đại Học Hàng Hải Hải Phòng Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ để luận án hoàn thành hạn Chương I ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT 1.1: Khái quát chung Khi làm việc máy xuất lực quán tính, lực thường lớn nhiều so với lực tĩnh gây trọng lượng chi tiết máy Gia tốc sinh khâu thường lớn nhiều lần so với gia tốc trọng trường Vì người thiết kế cần nghiên cứu thật kỹ lưỡng động học động lực học cấu máy quan tâm để tìm phương pháp xác định lực tác dụng lên ổ, lên khớp động cấu máy biết giá trị tham số khối lượng, hình học, ngoại lực qui luật chuyển động Sau dựa vào lý thuyết nghành có liên quan chi tiết máy, sức bền, ma sát,… để xác định lực mômen động lực tác động lên giá Các lực mơmen động lực tác động lên giá có ý nghĩa lớn xem xét dao động cưỡng móng máy Để nghiên cứu động lực học máy cụ thể cấu tay quay trượt ta tiến hành theo bước sau: - Xác định hàm vị trí khâu cấu - Xác định mơmen qn tính thu gọn - Xác định phản lực khớp động tải trọng tác dụng lên móng 1.2: Xác định hàm vị trí khâu cấu Trường hợp lý thuyết ta xét nhóm khâu đơn giản gồm hai khâu dạng nối với khớp Nhóm khâu gọi Diat Gọi j k hai khâu động nối với nhau, khâu j nối động với khâu i khớp quay (i, j) khâu k ngồi việc nối với khâu j cịn nối với khâu khớp quay (k, l) Vị trí khớp (i, j), (k, l) xác định tọa độ x ij , y ij , x kl , y kl Hàm vị trí điểm số nối với khớp quay cố định phụ thuộc vào tọa độ khâu dẫn Hàm số điểm cần xác định khâu điểm (j, m) Vị trí hai khâu xác định nhờ góc tọa độ khớp (j, k) Hệ tọa độ ξ j – η j gắn với khâu j, trục ξ j đường nối khớp (i, j) với khớp (j, k) trục η j trục vng góc với ξ j Tương tự trên, khâu k có hệ tọa độ ξ k – η k với gốc tọa độ tọa khớp (k, l) Góc φ j tính từ đường thẳng song song với trục x theo hương dương đến hướng dương của trục ξi Phương trình tính tốn hàm vị trí x jm , y jm , φ j , φ k phải thỏa mãn điều kiện ràng buộc, nghĩa hình chiếu tọa độ khớp lên hai trục tọa độ phải đường thẳng khép kín Xét cấu tay quay trượt Khâu 1: Giá(có thể vỏ động móng máy) Khâu 2: Tay quay OA quay quanh trục cố định qua O, khối lượng m , chiều dài R, mô men quán tính trục qua S J S2 Khối tâm S có tọa độ (ξ , 0) Khâu 3: Thanh truyền AB chuyển động song phẳng, khối lượng m , chiều dài L, mơmen qn tính trục qua khối tâm S J S3 Khối tâm S có tọa độ (ξ , 0) Khâu 4: Con trượt B chuyển động tịnh tiến, khối lượng m Khối tâm S có tọa độ (ξ , 0) Mơ men qn tính trục qua S J S4 Sơ đồ cấu cho hình 1.1 ξ3 ξ2 y A η2 S3 y3 y2 S2 β ψ O x2 x3 B x η3 Hình 1.1: Sơ đồ cấu tay quay trượt 1.2.1: Hàm vị trí bậc khơng Từ hình 1.1 ta tính hàm vị trí bậc không cấu sau: x0 = y0 = x A = R cosψ y A = R sin ψ x2 = x S2 = ξ S2 cosψ = ξ cosψ = y2 y= ξ S2 sin= ψ ξ sinψ S2 x3 =xS3= R cosψ+ ξ S3 cos β= R cosψ+ ξ3 cos β y3 = y S3 = R sinψ + ξ S3 sin β = R sinψ + ξ sin β x B = x S4 = R cosψ + L cos β y B = y S4 = Từ mối quan hệ động học: R sin ψ = L sin β (1.1) (1.2) (1.3) (1.4) (1.5) (1.6) (1.7) (1.8) (1.9) (1.10) sin β = R sin ψ = λ sin ψ L (1.11) β = arcsin(λ sinψ ) cos β = − sin β = − λ2 sin ψ (1.12) Sử dụng khai triển Newton ta có cos β = − λ2 sin ψ ≈ − λ2 sin ψ (1.13) Khi đó: λ λ 2ξ3 x= R cosψ + ξ3 1 − + cos 2ψ 4 y3 = ( R + λξ ) sin ψ λ2 λ2L x= R cosψ + L 1 − + cos 2ψ B β−=+λ λ3 sin+ψ λ3 24 sin 3ψ (1.14) (1.15) (1.16) (1.17) 1.2.2: Hàm vị trí bậc Từ hàm vị trí bậc khơng ta suy hàm vị trí bậc cấu sau: Đạo hàm (1.11) theo thời gian ta được: β cos β = λψ cosψ β = λ ψ cosψ − λ2 sin ψ λψ cosψ β = = = − λ2 sin ψ λψ cosψ 1− λ sin ψ λψ cosψ (1 + λ2 sin ψ ) 1− λ sin ψ Bỏ qua vô bé bậc cao λ4 ta được: λ2 β ≈ λψ cosψ 1 + sin ψ (1.18) Ta có: x = −ξ sinψ ψ − − − (1.19) y = ξ cosψ ψ x3 = R−sinψ ψ ξ3 sin β β λ2 R−sinψ ψ ξ3λ sinψ+cosψ 1 = sin ψ ψ = +R sinψ λ2 ξ3 sin + 2ψ 1 sin ψ ψ 2 λ2 (1.20) (1.21) y3 R cosψ ψ − ξ3 cos β β = λ2 λ2 =R cosψ ψ + ξ3λ cosψ 1 + sin ψ 1 − sin ψ ψ 2 λ4 = sin ψ ψ R cos+ψ ξ3λ cosψ −1 (1.22) 100 bM 46 = 2Ωz0 [(m2ξ + m3 R + m4 R − J113 ) sinψ + ( J13 − λ J 23 ) cosψ + λ2 (m3ξ3 + m4 L − J 213 ) sin 2ψ ] 0,14[(3, 2.0, 0346 0,+046 0, 75.0,−046 0, 000013) sinψ bM 46Ω= + 0, 267 (0, 0474 + 0, 75.0,17235 + (0, 00395 − 0, 267.0, 00654) cosψ + − 0, 00041) sin 2ψ ] = (0, 053538sinψ − 0, 000617 cosψ + 0, 001759sin 2ψ )Ω bM 55 = −Ω{ [ x0 (m3ξ3 + m4 L)λ + m2ξ 22 + (m3 + m4 ) R + (m3ξ32 + m4 L2 )λ 2 + J11 − J12 − ( J 21 − J 22 )λ ]sin 2ψ + J112 cos 2ψ + J 212 λ cosψ + [ x0 (m2ξ + m3ξ3 + m4 R) + (m3ξ3 + m4 L) R(1 − + Rλ (m3ξ3 + m4 L) sin 3ψ )} λ2 )]sinψ bM 55 = −Ω{ [0, 004(0, 0474+ 0, 75.0,17235).0, 267 + 3, 2.0, 03462 + (1 + 0, 046)0, 0462 + (0, 04742 + 0, 75.0,172352 )0, 267 + 0, 0058 − 0, 0042 − (0, 0597 − 0, 00713)0, 267 ]sin 2ψ + 0, 000015cos 2ψ + 0, 000015.0, 267 cosψ + [0, 004(3, 2.0, 0346 + 0, 0474 + 0, 75.0, 046) + (0, 0474 + 0, 75.0,17235)0, 046(1 0, 267 − )]sinψ + 0, 46.0, 267 (0, 0474 + 0, 75.0,17235) sin 3ψ )} 8 bM 55 = (0, 008889sinψ− 0, 000004 cosψ+ 0, 000015cos 2+ψ + 0, 002848sin 2ψ + 0, 000217 sin 3ψ )Ω bM 56 =−2Ω{[ z0 (m2ξ + m3λξ3 + m3 R ) − ( J13 − λ J 23 )]cosψ − J112 sinψ − J 212 λ sin 2ψ } 101 bM 56 =−2Ω{[0,14(3, 2.0, 0346 +0, 267.0, 0474 +0, 046) − (0, 00395 − 0, 267.0, 00654)]cosψ − 0, 000015sinψ } =(0, 00003sinψ − 0, 043018cosψ )Ω bM 66 =−2Ω{ [ x0 (m3ξ3 + m4 L)λ + (m3 + m4 ) R + (m3ξ32 + m4 L2 )λ 2 − m3 ( R + λξ3 ) ]sin 2ψ + [ x0 (m2ξ + m3ξ3 + m4 R) + (m3ξ3 + m4 L) R(1 − λ2 )]sinψ − y0 (m2ξ + m3 R + m3λξ3 ) cosψ + Rλ (m3ξ3 + m4 L) sin 3ψ )} bM 66 =−2Ω{ [0, 004(0, 0474 +0, 75.0,17235)0, 267 +(1 +0, 75)0, 0462 + (0, 04742 + 0, 75.0,172352 )0, 267 − (0, 046 + 0, 267.0, 0474) ]sin 2ψ + [0, 004(3, 2.0, 0346 + 0, 0474 + 0, 75.0, 046) 0, 267 + (0, 0474 + 0, 75.0,17235)0, 046(1 − )]sinψ + 0, 24(3, 2.0, 0346 + 0, 046 + 0, 267.0, 0474) cosψ + 0, 046.0, 267 (0, 0474 + 0, 75.0,17235) sin 3ψ )} (0, 006886sin = − ψ 0, 0813cosψ+ 0, 00206sin+2ψ + 0, 000434sin 3ψ )Ω - Tính hệ số ma trận độ cứng C M16 C M 16 = Ω [m2ξ + m3 ( R + λξ )]sinψ = 0,169376Ω2sinψ C M26 C M 26 = −Ω [(m2ξ + m3 R + m4 R ) cosψ + (m3ξ + m4 L)λ2 cos 2ψ ] = - 0,19122Ω2cosψ – 0,012594Ω2cos2ψ 102 C M34 C M 34 = −Ω [m2ξ + m3 ( R + λξ )]sinψ = - 0,169376Ω2sinψ C M35 C M 35 = Ω [(m2ξ + m3 R + m4 R) cosψ + (m3ξ + m4 L)λ2 cos 2ψ ] = 0,19122Ω2cosψ + 0,012594Ω2cos2ψ C M45 CM 45 = −{{ x0 [m2+ξ − m3ξ3 (1 − λ2 m3+( R λξ+3 )] m3λ 2ξ3+( R λξ3 ) )( R + λξ3 ) − J 23λ}sinψ + y0 [m2ξ + m3 R + m4 R ]cosψ + y0 (m3ξ3 + m4 R)λ cos 2ψ + m3ξ3λ ( R + λξ3 ) sin 3ψ }Ω CM 45−= {{ 0, 004[3, 2.0, 0346 + (0,+046 0, 267.0, 0474)] + 0, 267 2.0, 0474(0, 046 + 0, 267.0, 0474) 0, 267 )(0, 046 + 0, 267.0, 0474) − 0, 00654.0, 267}sinψ − 0, 0474(1 − − 0, 24[3, 2.0, 0346 + 0, 046 + 0, 75.0, 046]cosψ − 0, 24(0.0346 + 0, 75.0, 046)0, 267 cos 2ψ + 0, 0346.0, 267 (0, 046 + 0, 267.0, 0474) sin 3ψ }Ω CM 45 = (0, 00508sinψ− 0, 045893cos+ψ − 0, 000054sin 3ψ )Ω 0, 001182 cos+2ψ C M46 C= {[ z0 (m2ξ + m3 R + m4 R ) − J123 ]cosψ − ( J113 − λ J 223 ) sin ϕ M 46 + [ z0 (m3λ 2ξ3 + m4 λ L) − J 223λ ]cos 2ψ }Ω 103 = CM 46 {[0,14(3, 2.0, 0346 + 0, 046 + 0, 75.0, 046) − 0, 00041]cosψ − (0, 000013 − 0, 267.0, 00153) sinψ + [0,14(0, 267 2.0, 0346 + 0, 75.0, 267 2.0,17235) − 0, 00153.0, 267 ]cos 2ϕ}Ω = +(0, 026361cosψ 0, 000396sinψ + 0, 001526 cos 2ψ )Ω C M56 C= {[ z0 (m2ξ + m3 R + m3λξ3 ) + J113 + λ J 213 ]sinψ − λ J 213 M 56 − J123 cosψ }Ω = CM 56 {[0,14(0,32.0, + +0346 0, 046 0, 75.0,+267.0, 0474) 0, 000013]sinψ − 0, 00041cosψ }Ω = (0, 023283sinψ − 0, 00041cosψ )Ω - Tính hệ số véc tơ h h = 2 hΩ2 = {[m+2ξ m+3 ( R λξ3 )]sin − ψ [( +m3 m+4 ) R m2ξ ]cosψ − (m4 L + m3ξ3 )λ cos 2ψ } h2 = (0,1694sinψ − 0,1912 cosψ − 0,1326 cos 2ψ )Ω hΩ3 = {[(m+2ξ m + R m4 R ) cos +ψ (m +3ξ3 m4 L)λ cos 2ψ ] − [(m3ξ3λ − 2m2ξ ) sinψ − m3 Rλ sin 2ψ − (m3ξ3 + 2m4 L)λ sin 3ψ ]} h3 = (0, 0951sinψ + 0,1912 cosψ + 0, 0061sin 2ψ + 0, 0126 cos 2ψ + 0, 0005sin 3ψ )Ω 104 {[ z0 (m+2ξ h−4 = m+3 R m3λξ − ) J−113 λ J 213 ]sin +ψ λ J 223 1 − ( J123 − λ J 223 ) cos ϕ − λ J 213 cos 2ϕ}Ω + a1{[(m3ξ3 + m4 L)λ 2 − 2m2ξ ]sinψ − (m3 + m4 ) Rλ sin 2ψ − (m3ξ3 + m4 L)λ sin 3ψ }Ω + {[(m4 + m3 ) R + m2ξ ]cosψ + (m4 L + m3ξ3 )λ cos 2ψ }hΩ − − m4b2 ( Rλ sin 2ψ + λ L sin 3ψ − λ L sinψ )Ω 2 h4 = ( 0,−0462sinψ 0, 04349 − cosψ 0, 0039sin 2ψ + 0, 0305cos 2ψ − 0, 00075sin 3ψ )Ω h5 {[ z0 (m2ξ + m3 R + m4 R) + J113 − λ J 213 ]cosψ − λ J 213 = + ( J123 − λ J 223 ) sinψ + [ z0 (m3λ 2ξ3 + m4 λ L) + λ J 213 ]cos 2ϕ + a1[(m3ξ3λ − m2ξ ) sinψ − m3 Rλ sin 2ψ − (m3ξ3 + 2m4 L)λ sin 3ψ }Ω 2 h5 = (0, 026361cosψ − 0, 000084sinψ + 0, 001526 cos 2ψ − 0, 00003sin 2ψ − 0, 000003sin 3ψ )Ω h6 =−{{− x0 [m2ξ + m3 ( R + λξ3 )] + m3λ 2ξ3 ( R + λξ3 ) − m3ξ3 (1 − λ2 )( R + λξ3 ) − J 23λ ]}sinψ + y0 [m2ξ + m3 R + m4 R]cosψ + y0 (m3ξ3 + m4 R)λ cos 2ψ + m3ξ3λ ( R + λξ3 ) sin 3ψ }Ω − {[(m3 + m4 ) R + m2ξ ]cosψ + (m3ξ3 + m4 L)λ cos 2ψ }a1Ω h6 = (0, 00508sin−ψ 0, 0469 cosψ+ 0, 0019 cos 2+ψ − 0, 000054sin 3ψ )Ω 105 3.3.3: Giải hệ phương trình vi phân dao động M M∗ (t )q + BM∗ (t )q + CM∗ (t )q = h(t ) Trong đó: mM 11 0 0 M M (t ) = 0 m M 51 mM 61 0 mM 15 mM 22 mM24 0 mM 33 mM34 mM35 mM 43 mM 44 mM45 mM53 mM54 mM 55 mM 62 mM 64 mM 65 mM16 mM26 mM46 mM56 mM 66 Các hệ số: ∗ m M 11 = 234,75 ∗ mM 15 = −4,257 ∗ 5,94 0,169376sin Ω t mM 16−= ∗ mM 22 = 234,75 ∗ mM 24 = 4,257 = mM∗ 26 0, 272515 + 0,19122 cos Ωt + 0, 003148cos Ω t ∗ mM 33 = 234,75 ∗ 5,94 0,169376sin Ω t mM 34−= ∗ mM 35 =−(0, 272515 + 0,19122 cos Ωt + 0, 003148cos Ωt ) ∗ 5,94 0,169376sin Ω t 10 mM 43−= 11 = mM∗ 44 20,575123 − 0, 081308sin Ωt + 0, 006271 − 0, 000693cos Ω t + 0, 00442sin 2Ωt 12 106 = mM∗ 45 0, 279215 − 0, 004837 sin Ωt + 0, 068636 Ω + cos t 0, 00137 Ω cos t − 0, 002489sin 2Ωt − 0, 000025sin 3Ωt 13 mM∗ 46 =−(0, 007264 + 0, 00041sin Ωt + 0, 026784 cos Ωt +0, 000441cos 2Ωt ) ∗ 14 mM 51 = −4,257 ∗ 15 mM 53 =−(0, 272515 + 0,19122 cos Ωt + 0, 003148cos Ωt ) 16 = mM∗ 54 0, 279215 − 0, 004837 sin Ωt + 0, 068636 Ω + cos t 0, 00137 Ω cos t − 0, 002489sin 2Ωt − 0, 000025sin 3Ωt 17 = mM∗ 55 12,8267 + 0, 002795cos Ω − t 0, 000015sin Ω + t 0, 008116 Ω cos t + 0, 000049 cos 3Ωt ∗ 18 mM 56 =−(1, 02168 + 0,169376sin Ωt + 0, 004113cos Ωt ) ∗ 5,94 0,169376sin Ω t 19 mM 61−= = mM∗ 62 0, 272515 + 0,19122 cos Ωt + 0, 003148cos Ω t 20 21 mM∗ 64 =−(0, 007264 + 0, 00041sin Ωt + 0, 026784 cos Ωt + 0, 000441cos 2Ωt ) ∗ 22 mM 65 =−(1, 02168 + 0,169376sin Ωt + 0, 004113cos Ωt ) 23 = mM∗ 66 15,94856 + 0, 259235cos Ω − t 0,Ω 0813sin + t 0, 031342 Ω cos t + 0, 000167 cos 3Ωt 107 3,34 0 0 ∗ BM (t ) = 0 0 0 0 2,7 0 2,56 0 0 0 − 2,48 3,08 bM∗ 44 ∗ bM45 ∗ bM34 ∗ bM35 ∗ bM54 bM∗ 55 0 ∗ bM16 ∗ bM26 ∗ bM46 ∗ bM56 bM∗ 66 Các hệ số: ∗ 0,338752 Ω cos Ω t bM 16−= ∗ bM 26 =−(0,38244sin Ωt + 0, 006265sin Ωt ) Ω ∗ 0,338752Ω cos Ωt b= M 34 ∗ 0, 23 + (−0, 075788cos Ωt − 0, 000015cos Ω 2+ t 0, 056062sin Ω 2Ω t ) bM= 44 bM∗ 45 = (−0, 054588 + 0, 091678sin Ωt + 0, 003008sin 2Ω t − 0, 0141cos Ω t + 0, 00493cos 2Ωt + 0, 00072 cos 3Ωt )Ω ∗ = Ω 053538sin − t 0, Ω000617 + cos t 0,Ω001759sin Ω t) bM 46 (0, ∗ Ω + t 0, 000004 Ωcos + t 0, 000015cos Ω t b= 0,199 − (0, 008889sin M 55 + 0, 002848sin 2Ωt + 0, 000217 sin 3Ωt )Ω ∗ = 043018cos Ω t) bM 56 (0, 00003sin Ωt − 0,Ω ∗ b= 0,516 − (0, 006886sin Ω + t 0, 0813cos Ω + t 0, 00206sin Ω t M 66 + 0, 000434sin 3Ωt )Ω 108 408000 0 1500000 345000 0 C∗M34 0 1280000 ∗ CM (t ) = 0 0 259350 0 0 0 0 -93840 C∗M35 C∗M45 32983,3 C∗M16 C∗M26 C∗M46 C∗M56 70629 Các hệ số: ∗ 0,169376Ω sin Ωt C= M 16 ∗ 2 CM 26 =−(0,19122 cos Ωt + 0, 012594 cos Ωt ) Ω ∗ −= 0,169376 Ω CM 34 Ωsin t ∗ = Ω Ω cos t ) CM 35 (0,19122 cos Ωt + 0, 012594 CM∗ 45 =−(0, 00508sin Ωt + 0, 045893cos Ωt +0, 001182 cos Ωt − 0, 000054sin 3Ωt )Ω ∗ = Ω 026361cos + t Ω 0, 000396sin + t 0,Ω001526 Ω cos t ) CM 46 (0, ∗ = Ω 023283sin − t Ω0, 00041cos Ω t) CM 56 (0, T h Véc tơ: = [h1 , h2 , h3 , h4 , h5 , h6 ] Với: h = = h2 (0,1694sin Ωt − 0,1912cos Ωt − 0,1326cos 2Ωt )Ω = h3 (0, 0951sin Ωt + 0,1912 cos Ωt + 0, 0061sin 2Ωt + 0, 0126 cos 2Ωt + 0, 0005sin 3Ωt )Ω 109 h4 = (−0, 0462sin Ωt − 0, 04349 cos Ωt − 0, 0039sin 2Ωt + 0, 0305cos 2Ωt − 0, 00075sin 3Ωt )Ω = h5 (0, Ω 026361cos − t Ω 0, 000084sin + t 0,Ω001526 cos t −0, 00003sin 2Ωt − 0, 000003sin 3Ωt )Ω h6 =−(0, 00508sin Ωt + 0, 0469 cos Ωt + 0, 0019 cos 2Ωt − 0, 000054sin 3Ωt )Ω Áp dụng phần mềm Mapple ta thu kết sau: 110 q1 0.00015 0.0001 0.00005 5T -0.00005 -0.0001 -0.00015 Hình 3.4: Đồ thị biên độ dao động theo phương x trọng tâm móng máy q2 0.0015 0.001 0.0005 5T -0.0005 -0.001 -0.0015 Hình 3.5: Đồ thị biên độ dao động theo phương y trọng tâm móng máy 111 q3 0.0015 0.001 0.0005 5T -0.0005 -0.001 -0.0015 Hình 3.6: Đồ thị biên độ dao động theo phương z trọng tâm móng máy q4 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 5T -0.001 -0.002 -0.003 -0.004 -0.005 Hình 3.7: Đồ thị biên độ dao động quay quanh trục x trọng tâm móng máy 112 q5 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 5T -0.0005 -0.001 -0.0015 -0.002 -0.0025 Hình 3.8: Đồ thị biên độ dao động quay quanh trục y trọng tâm móng máy q6 0.004 0.003 0.002 0.001 5T -0.001 -0.002 -0.003 -0.004 Hình 3.9: Đồ thị biên độ dao động quay quanh trục z trọng tâm móng máy 113 KẾT LUẬN Trong q trình thực đề tài tác giả thu kết nghiên cứu sau: 1- Nghiên cứu động học động lực học cấu tay quay trượt tính tốn phản lực động động tác dụng lên móng máy 2- Xây dựng mơ hình dao động động móng máy tàu thủy theo mơ hình dao động cưỡng Thiết lập hệ phương trình vi phân dao động theo mơ hình 3- Xây dựng mơ hình dao động động móng máy tàu thủy theo mơ hình dao động tham số Thiết lập phương trình vi phân dao động - Thiết lập hệ phương trình vi phân dao động theo hai mơ hình cho động xi lanh nằm ngang D12 - Giải tốn dao động cách áp dụng hệ chương trình máy tính điện tử Kết việc xây dựng mơ hình học tốn học đề tài với việc ứng dụng phần mềm vi tính để giải hai tốn dao động cưỡng dao động tham số cho hai kết gần tương đương Tuy nhiên khối lương tính tốn theo mơ hình dao động cưỡng đơn giản cịn tính theo mơ hình dao động tham số cho ta độ xác cao tùy yêu cầu cụ thể thực tế toán mà ta lựa chọn tính tốn theo phương pháp cho phù hợp 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Phồn Bắc, Nguyễn Trung Thắng (1999), Nghiên cứu dao động động bệ đàn hồi phương pháp số,Đồ án tốt nghiệp Đại học chuyên nghành Động đốt , Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Vũ Liêm Chính, Phan Nguyên Di, Nguyễn Văn Khang (2001), Giáo trình Động lực học máy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Lê Viết Lượng (2004), Lý thuyết động DIESEL, NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Công Nhớ (2000), Nghiên cứu giảm rung cho động diesel D12 Việt Nam sản xuất giải pháp lắp đặt tàu thuyền, Luận án tiến sĩ kỹ thuật ngành Thiết bị lượng, Đại học Hàng Hải Hải Phòng, Hải Phòng Nguyễn Văn Khang (2005), Dao động kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Đình, Nguyễn Văn Khang (2001), Cơ học tập 1,2, NXB Giáo dục, Hà Nội ... mơ men qn tính thu gọn 1.3.1: Tính động truyền 1.3.2: Tính động trượt 1.4: Tính tốn phản lực khớp động Chương – TÍNH TỐN DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ VÀ MĨNG MÁY TRÊN TÀU THỦY THEO MƠ HÌNH DAO ĐỘNG CƯỠNG... hai tính tốn dao động động móng máy tàu thủy theo mơ hình dao động tham số Nghiên cứu dao động động theo mơ hình dao động hệ có nhiều cấu chuyển động song song theo quan điểm động lực học hệ nhiều... tốn dao động móng máy Khi tính tốn ta giả thiết : 29 + Gốc tọa độ hệ cố định trọng tâm móng trạng thái cân tĩnh Móng máy động xem cứng tuyệt đối + Tất phản lực động động tác động lên móng máy