Phân tích dao động hệ động lực đẩy của tàu đệm khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HỒNG THANH PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG HỆ ĐỘNG LỰC ĐẨY CỦA TÀU ĐỆM KHÍ Chun ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số: 60.52.01.16 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Đình Tuân (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Hoài Sơn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Châu Đình Thành (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 10 tháng 09 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Lê Tất Hiển – Chủ tịch …………… TS Trần Hải – Thư ký …………… PGS.TS Nguyễn Hoài Sơn – Uỷ viên …………… PGS.TS Châu Đình Thành – Uỷ viên …………… TS Hồng Đức Thông …………… – Uỷ viên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Lê Tất Hiển TRƯỞNG KHOA TS Trần Hữu Nhân ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Học viên thực hiện: PHẠM HỒNG THANH MSHV: 1670760 Ngày, tháng, năm sinh: 25/02/1975 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số: 60.52.01.16 I TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích dao động hệ động lực đẩy tàu đệm khí NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xác định đối tượng, mục tiêu tìm hiểu tổng quan tình hình thực tế vấn đề nghiên cứu kiểm sốt dao động tàu đệm khí từ giai đoạn thiết chạy thử sau Phân tích dao động mơ cơng cụ tính tốn số hệ động lực đẩy tàu đệm khí: tốn trị riêng tốn đáp ứng cưỡng dao động Thực nghiệm dao động hệ thống đo lường thực nghiệm hệ động lực đẩy tàu đệm khí theo điều kiện phù hợp II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/02/2020 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/08/2020 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS LÊ ĐÌNH TN Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2020 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS Lê Đình Tuân CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS.TS Lê Tất Hiển TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG TS Trần Hữu Nhân LỜI CÁM ƠN Đề tài "Phân tích dao động hệ động lực đẩy tàu đệm khí" mở hướng lĩnh vực nghiên cứu dao động tàu thuỷ Nghiên cứu đòi hỏi hiểu biết sâu vào việc giải toán động lực học kết cấu phương pháp tính số nhiều kinh nghiệm việc xây dựng hệ thống thực nghiệm dao động Do vậy, suốt q trình thực luận văn, thân tơi không tránh khỏi bỡ ngỡ phải cố gắng nhiều để lĩnh hội thêm kiến thức kỹ cần thiết rong thực nghiệm đo lường Việc thực luận văn này, cố gắng thân tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ từ Thầy Cô, bạn đồng môn Đặc biệt, xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy hướng dẫn, PGS.TS Lê Đình Tuân dẫn tận tình tiếp thêm nguồn động lực giúp tơi hồn thành tốt nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi xin cám ơn tồn thể q Thầy Cơ Khoa Kỹ thuật Giao thông - Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp nhiều kiến thức tảng suốt thời gian theo học Trường Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn đến gia đình tạo niềm tin động lực cho suốt thời gian qua Ngày 21 tháng 08 năm 2020 Học viên thực Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tn TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Dao động tàu thủy nói chung hay tàu đệm khí nói riêng nghiên cứu vấn đề lớn ảnh hưởng trực tiếp đến toàn tàu trình vận hành Dao động tàu thủy thường nhiều yếu tố khác tạo nên Chúng bao gồm dao động máy chính, chong chóng đẩy, quạt nâng (thường cân động), hệ thống thơng gió, máy phát điện theo tàu… nhiều thiết bị hoạt động khác tàu tải mơi trường sóng, gió, dịng chảy Dao động tàu ảnh hưởng đến độ bền kết cấu thân tàu ảnh hưởng hoạt động, sinh hoạt người tàu rung động tiếng ồn Chính vậy, việc phân tích kiểm sốt dao động tàu, nói xác hạn chế dao động tàu trở nên cấp thiết Bên cạnh đó, trình đo đạc đáp ứng dao động tàu đựơc tổ chức đăng kiểm quy định cách nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn ngành trước đưa tàu vào khai thác Thực nghiệm cung cấp thêm phương pháp để kiểm tra việc mơ phân tích đề cập Như việc phân tích dao động mơ cơng cụ tính tốn số thực nghiệm dao động hệ thống đo lường dao động trở thành tiếp cận thiếu việc kiểm soát dao động tàu từ giai đoạn thiết chạy thử sau Nghiên cứu đề cập việc xây dựng mơ hình phân tích dao động hệ thống khung đỡ động hay gọi bệ máy tàu đệm khí cỡ nhỏ (dưới 12 chỗ) bao gồm việc đề xuất kết cấu khung đỡ hệ thống giảm chấn, tính tốn dạng dao động tần số riêng tương ứng hệ khung đỡ - động cơ, đáp ứng dao động hệ tác động lực cân chong chóng đẩy Tồn cơng cụ phân tích thiết lập dựa phương pháp phần tử hữu hạn cho toán động lực học thực chương trình tính Matlab Nhằm kiểm chứng kết từ mơ hình phân tích số, hệ thống thực nghiệm dao động dựa động B&S 14.5 HP, chong chóng đẩy đường kính 1000 mm, khung đỡ thép, giảm chấn cao su tích hợp hệ thống đo lường dao động DT9837A cảm biến dao động (gia tốc kế) PCB 333B40 với phần mềm thu thập liệu QuickDAQ 3.7.0.46 phần mềm phân tích viết Matlab nhằm tính tốn đại lượng dao động đánh giá theo tiêu chuẩn phổ biến hành ISO 6954 ISO 10816-3 vận tốc dao động Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân ABSTRACT Ship vibration in general or vibration of hovercraft in particular in this study is a major issue affecting directly the entire ship during operation Ship vibration is often caused by various factors These include the vibration of the main machine, the thrusting propeller, the lifting fan (usually due to the dynamic imbalance), ventilation system, electric generator and many other operating equipment on board as well as due to environmental loads such as waves, wind, sea current Ship vibration affect the durability of the hull structures and impact to the operation, human activity on the ship due to vibration and noise Therefore, the analysis and control of ship vibration, more precisely, limiting the ship vibration is becoming urgent In addition, the measurement process meets the ship vibration and the registered organization strictly regulated according to international standards, industry standards before bringing the ship into operation This experiment also provides an additional method to test the simulation and analysis mentioned above Hence, vibration analysis and numerical and testing with experimental tools become indispensable approaches to control ship vibration from the design phase to the final test This study concerns the construction of a vibration model of the engine support system of a small-sized air cushion (less than 12 seats), including the proposal of the frame structure and damper system In this model, the eigen frequenies and correponding eigen modes as well as dynamic responses of the frame structure – engine – thrusting propeller system due to unbalanced force This entire analysis tool is set up based on the finite element method for dynamic problem and implementation the program code on Matlab environment In order to verify results from the numerical analysis model, a vibration test system based on the B&S 14.5 HP engine, a 1000 mm diameter propulsion propeller, steel support frame, integrated rubber damper, measuring system DT9837A and accelerometer PCB 333B40 with QuickDAQ 3.7.0.46 data collection software, Matlab-based analysis software to compute the vibration and evaluation according to current popular standards such as ISO 6954 and ISO 10816-3 in terms of vibration velocity Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN Luận văn trình bày nghiên cứu tơi vấn đề " Phân tích dao động hệ động lực đẩy tàu đệm khí " Nền tảng lý thuyết tham khảo từ nguồn sách từ nghiên cứu công bố trước Phần thực nghiệm hỗ trợ thiết bị, máy móc Phịng Thí nghiệm Bộ môn Tàu thuỷ - Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Những kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực, kết nghiên cứu tôi, không vi phạm luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Nếu sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật Tác giả Phạm Hồng Thanh MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DAO ĐỘNG TÀU 1.1 Phân tích dao động kiểm soát dao động tàu thủy 1.2 Bài toán dao động tàu đệm khí 15 1.2.1 Sơ lược tàu đệm khí 15 1.2.2 Bài toán dao động 18 1.2.3 Thiết kế để tránh dao động 20 1.3 Phân tích thực nghiệm dao động 20 1.4 Cấu trúc luận văn 21 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU KHUNG ĐỠ - ĐỘNG CƠ – CHONG CHÓNG ĐẨY 23 2.1 Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn giải toán dao động dầm 24 2.1.1 Nguyên lý biến phân chuyển vị 25 2.1.2 Phương trình chuyển động .26 2.1.3 Phương trình dao động phần tử hữu hạn dầm chịu uốn tuý .27 2.1.4 Phần tử dầm 32 2.2 Giải toán trị riêng toán đáp ứng cưỡng 35 2.2.1 Bài toán trị riêng xác định tần số riêng dạng dao động tương ứng 35 2.2.2 Phương pháp Time Newmark giải đáp ứng cưỡng 36 CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 41 3.1 Giới thiệu chung phương pháp giải 41 3.2 Mơ hình phần tử hữu hạn .42 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân 3.2.1 Bố trí thực tế 42 3.2.2 Mơ hình tính lưới phần tử hữu hạn 43 3.2.3 Tính tốn ma trận Ke, Me, Ce 45 3.2.4 Các hàm giải hệ thống 48 3.3 Giải toán trị riêng 50 3.3.1 Các bước thực chương trình tính 50 3.3.2 Kết tính tần số riêng dạng dao động tương ứng 51 3.4 Giải toán đáp ứng cưỡng 53 3.3.1 Các bước thực chương trình tính 53 3.3.2 Kết tính đáp ứng dao động .54 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM VÀ TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ 59 4.1 Hệ thống thực nghiệm dao động 59 4.1.1 Bố trí chung hệ thống 59 4.1.2 Đặc tính máy đo dao động sử dụng 60 4.1.3 Qui trình tiến hành thực nghiệm .61 4.1.4 Kết thực nghiệm 62 4.2 Đánh giá kết thực nghiệm .82 4.2.1 Tiêu chuẩn đánh giá 84 4.2.2 Đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 6954 86 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC 91 PHỤ LỤC 95 PHỤ LỤC 98 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC 104 MSHV: 1670760 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 - Sơ đồ tổng quát đánh giá dao động tàu thủy [7] 10 Hình - Bố trí chung tàu H181/105-01 11 Hình - Vị trí điểm đo dao động xác định tàu cần thử 12 Hình - Phổ thời gian vận tốc, gia tốc điểm đo cụ thể số 14 12 Hình - Đánh giá dao động tàu theo ISO 6954 (1984) 13 Hình - Vị trí điểm đo dao động máy phát điện PTO tàu ANTARCTIC AURORA 14 Hình - Nguyên lý hoạt động tàu đệm khí 15 Hình - Tàu đệm khí Bách Khoa chạy nhiều địa hình 16 Hình - Thiết kế tàu đệm khí BAKVEE-6 BAKVEE-12 17 Hình 10 - Bố trí hệ thống động lực hệ thống đẩy hệ thống nâng tàu BAKVEE12 17 Hình 11 - Khung đỡ động đẩy động nâng 18 Hình 12 - Tác động gây dao động từ hệ thống động – chong chóng đẩy .19 Hình 13 - Cơ chế tác động gây dao động tàu thủy truyền thống [16] 19 Hình - Bố trí hệ thống động lực đẩy tàu đệm khí 24 Hình 2 - Cơ hệ liên tục 25 Hình - Dầm chịu uốn mơ hình N phần tử hữu hạn 32 Hình - Các bậc tự phần tử dầm chịu uốn 32 Hình - Các hàm dạng đa thức Hermite bậc .33 Hình - Giải thuật sơ đồ tích phân Newmark cho hệ tuyến tính 40 Hình - Sơ đồ tính toán dùng phương pháp phần tử hữu hạn 42 Hình - Bố trí thực tế hệ thống động lực đẩy dùng chong chóng 42 Hình 3 - Mơ hình khung phẳng khung đỡ động hệ động lực đẩy tàu đệm khí 43 Hình - Mơ hình phần tử hữu hạn khung đỡ động với 19 phần tử dầm, 19 nút 44 Hình - Phần tử dầm chiều bậc tự 46 Hình - Tải phân bố phần tử dầm .46 Hình - Dạng dao động thứ với tần số riêng f1 = 7.8932 Hz 52 MSHV: 1670760 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân PHỤ LỤC % -% BÀI TỐN TRỊ RIÊNG: TÌM TẦN SỐ RIÊNG & MODE DAO ĐỘNG % -% PURPOSE % Set up the fe-model and perform eigenvalue analysis % for an engine frame structure % Student PHAM HONG THANH % Promoter: assoc.prof LE DINH Tuan % -% Ref: CALFEM % -echo on % GENERATE THE MODEL % material data -E=2.1e11; % [N/m^2] elastic modulus / Young modulus rho=7850; % [kg/m^3] mass density b = 30e-3; % [m] width h = 5e-3; % [m] height A = b*h; % [m^2] cross section area I = b*h^3/12; % [m^4] initial moment of area ep=[E A I rho*A]; % m = rho*A M_eng = (31.297 + 1.2)/2; % [kg](mass of eninge+mass of propeller)/2 k_rub = 5e4; %[N/m] stiffness of rubber % topology matrix / localization vectors Edof= [1 6 9 10 11 12 10 11 12 13 14 15 13 14 15 16 17 18 16 17 18 19 20 21 19 20 21 22 23 24 22 23 24 25 26 27 22 23 24 28 29 30 10 28 29 30 46 47 48 MSHV: 1670760 91 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân 11 31 32 33 12 31 32 33 34 35 36 13 34 35 36 37 38 39 14 37 38 39 40 41 42 15 40 41 42 43 44 45 16 43 44 45 46 47 48 17 49 50 51 % left rubber 18 25 26 27 52 53 54 % right rubber 19 40 41 42 55 56 57]; % engine position % list of coordinates - Coord=[-350 0; -250 0; -188 0; -125 0; 0; 125 0; 188 0; 250 0; 350 0; 188 75; -188 75; -125 150; -97 150; 150; 97 150; 125 150; -350 -50 ; 350 -50; 300]*1e-3; % list of degrees-of-fredom Dof=[1 3; 6; - 9; 10 11 12; 13 14 15; 16 17 18; 19 20 21; 22 23 24; 25 26 27; 28 29 30; 31 32 33; 34 35 36; 37 38 39; 40 41 42; 43 44 45; 46 47 48; 49 50 51; 52 53 54; 55 56 57]; % Generate element matrices k & m, assemble in global matrices K & M Nnode=19; % number of beam elements K=zeros(Nnode*3); M=zeros(Nnode*3); [Ex,Ey]=coordxtr(Edof,Coord,Dof,2); Nele = 19; for i=1: Nele if i==19 % < Taking into account the Mass of Engine m_eng=M_eng/0.15; % Heigh of centre of engine mass = 0.15 m ep=[10*E 10*A 10*I m_eng]; % Only masses is considered end [k,m]=beam2d(Ex(i,:),Ey(i,:),ep); if (i==17) % < Left & Right rubber mounts act like springs + dampers k=5e-5*k; k(1,1)= k_rub; k(4,4)= k_rub; k(1,4)= -k_rub; k(4,1)= -k_rub; end MSHV: 1670760 92 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ if (i==18) GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân % < Taking into account Left & Right Dampers k=5e-5*k; k(1,1)= k_rub; k(4,4)= k_rub; k(1,4)= -k_rub; k(4,1)= -k_rub; end K=assem(Edof(i,:),K,k); M=assem(Edof(i,:),M,m); end % - Draw a plot of the element mesh / FE model clf; eldraw2(Ex,Ey,[1 1],Edof); hold on t = (0:pi/10:2*pi)'; % Draw the engine x = cos(t-pi/2)/8; y = sin(t-pi/2)/8+0.31; plot(x,y,'r-.') grid; title('2-D Engine Frame') axis([-0.5 0.5 -0.1 0.5]) % - Eigenvalue analysis -b=[49 50 51 52 53 54 25]'; [La,Egv]=eigen(K,M,b); % Solve (K-omega^2.M)X=0 -> La=Omega^2; Egv=X Freq=sqrt(La)/(2*pi); % Natural frequencies % - plot one eigenmode figure(1), clf, grid, title('The first eigenmode'), eldraw2(Ex,Ey,[2 1]); Edb=extract(Edof,Egv(:,1)); sfac = 5e-2; eldisp2(Ex,Ey,Edb,[1 0],sfac); FreqText=num2str(Freq(1)); text(0.5,1.75,FreqText); axis([-0.5 0.5 -0.1 0.5]) xlabel('x-axis') ylabel('y-axis') hold on t = (0:pi/10:2*pi)'; % Draw the engine MSHV: 1670760 93 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân x = cos(t-pi/2)/8 + sfac*Egv(55,1); y = sin(t-pi/2)/8+0.31 + sfac*Egv(56,1); plot(x,y,'b-.') % - plot eight eigenmodes -figure(2), clf, axis('equal'), hold on, axis off title('The first eigenmodes (Hz)' ) sfac=7e-2; for i=1:4; if i==4 sfac=sfac/4; end Edb=extract(Edof,Egv(:,i)); Ext=Ex+(i-1)*0.85; eldraw2(Ext,Ey,[2 1]); eldisp2(Ext,Ey,Edb,[1 0],sfac); FreqText=num2str(Freq(i)); text(0.85*(i-1),-0.05,FreqText); hold on t = (0:pi/10:2*pi)'; % Draw the engine x = cos(t-pi/2)/8 + sfac*Egv(55,i)+(i-1)*0.85; y = sin(t-pi/2)/8+0.31 + sfac*Egv(56,i); plot(x,y,'b-.') end; Eyt=Ey-0.6; sfac=1e-2; for i=5:8; Edb=extract(Edof,Egv(:,i)); Ext=Ex+(i-5)*0.85; eldraw2(Ext,Eyt,[2 1]); eldisp2(Ext,Eyt,Edb,[1 0],sfac); FreqText=num2str(Freq(i)); text((i-5)*0.85,-0.05-0.6,FreqText); hold on t = (0:pi/10:2*pi)'; % Draw the engine x = cos(t-pi/2)/8 + sfac*Egv(55,i)+(i-5)*0.85; y = sin(t-pi/2)/8+0.31 + sfac*Egv(56,i)-0.6; plot(x,y,'b-.') end % - END echo off MSHV: 1670760 94 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân PHỤ LỤC % FORCED RESPONSES OF THE ENGINE FRAME % -% PURPOSE % % Structural Dynamics, time integration, full system Note: Eigen Values Problem must be run first (BaiToanTriRieng.m) % -% REFERENCES % CALFEM % -echo on % -Unbalanced Force from the propeller acting on the Engine mass dt=0.002; T=1; % the load -RPM = 2000; % 2200, 2400 t=(0:dt:1)'; % CENTRIFUGAL FORCES Omega=(RPM*pi/30); gx = cos(Omega*t); gy = sin(Omega*t); f=zeros(Nnode*3, length(t)); F_centrifugal = 0.01*0.5*Omega^2; % m_mcb x R x Omega^2 f(55,:)=F_centrifugal*gx; f(56,:)=F_centrifugal*gy; % subplot(3,1,3) % plot(t,f(55,:),'r',t,f(56,:),'b') % axis([0 T/2 -350 350]) % xlabel('t [sec]'); ylabel('f_{MCB} [N]'); % legend('fx_{MCB}','fy_{MCB}') % grid % chprint=['c:\PhamHongThanh\f_MCB.tif']; % print('-dtiff','-r300', chprint) % IMPULSE FORCES % G=[0 0; 0.1 1; 0.2 0; T 0]; % [t,g]=gfunc(G,dt); % f(56,:)=100*g; % plot(G(:,1),100*G(:,2),'ro',t,100*g,'b.') MSHV: 1670760 95 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân % xlabel('t [sec]'); ylabel('f_{xung} [N]'); % grid % chprint=['c:\PhamHongThanh\f_xung.tif']; % print('-dtiff','-r300', chprint) % boundary condition, initial condition -bc=[49 0;50 0; 51 0; 52 0; 53 0; 54 0; 0; 25 0]; d0=zeros(Nnode*3,1);% Initial displacement at t=0 v0=zeros(Nnode*3,1);% Initial velocity at t=0 % output parameters -ntimes=[0.1:0.1:1]; nhist=[2 14 35 41]; % time integration parameters -ip=[dt T 0.25 0.5 10 ntimes nhist]; % time integration k=sparse(K); % lưu trữ ma trận dạng sparse để tiết kiệm nhớ tính tốn C=2e-3*K; % C ti lệ với K theo mơ hình Rayleigh c=sparse(C); m=sparse(M); [Dsnap,D,V,A]=step2(k,c,m,d0,v0,ip,f,bc); % - Plot time history for two DOF:s figure(1), plot(t,D(1,:),'r-',t,D(2,:),'b ',t,D(3,:),'g',t,D(4,:), 'k ') grid, xlabel('time (sec)'), ylabel('displacement (m)') title('Displacements at the 2, 14 & 35, 41th degree-of-freedom') legend('2nd dof', '14th dof', '35th dof', '41th dof') axis([0 T -2e-3 2e-3]) % chprint=['c: \PhamHongThanh\dap_ung_xung.tif']; % print('-dtiff','-r300', chprint) chprint=['c:\PhamHongThanh\dap_ung_MCB_2000.tif']; print('-dtiff','-r300', chprint) % - Plot displacements for some time increments figure(2),clf, axis('equal'), hold on, axis off sfac=25; title('Snapshots (sec), magnification = 25'); for i=1:5; Ext=Ex+(i-1)*0.85; MSHV: 1670760 eldraw2(Ext,Ey,[2 0]); 96 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân Edb=extract(Edof,Dsnap(:,i)); eldisp2(Ext,Ey,Edb,[1 2],sfac); Time=num2str(ntimes(i)); text(0.85*(i-1),-0.05,Time); end; Eyt=Ey-0.6; for i=6:10; Ext=Ex+(i-6)*0.85; eldraw2(Ext,Eyt,[2 0]); Edb=extract(Edof,Dsnap(:,i)); eldisp2(Ext,Eyt,Edb,[1 2],sfac); Time=num2str(ntimes(i)); text((i-6)*0.85,-0.05-0.6,Time); end chprint=['c:\PhamHongThanh\snapshots_MCB_2000.tif']; print('-dtiff','-r300', chprint) % - end echo off MSHV: 1670760 97 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân PHỤ LỤC % % % % % Chuong trinh xu ly so lieu Thu rung dong khung dong co hovercraft 17 / /2020 Student: Pham Hong Thanh Responsible: Assoc.Dr LE DINH Tuan Thiet bi DT9837A DATATRANSLATION & PCB accelerometers % Giá trị đo kênh theo gia tốc mm/sec^2 (Hệ số calib 0.0504 / 0.0508/0.0.0472 mV/mm/s^2 clear all; close all; ch=input('File Name: ' , 's'); ch1=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\' ch '.csv' ]; chprint1=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\' ch '_1.tif']; chprint2=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\' ch '_2.tif']; chprint3=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\' ch '_3.tif']; dataPCD = csvread(ch1); fsam = 2000; N = 4096; fmax = 100; fN = fsam/2; delt = 1/fsam; %num = size(dataPCD,1); num=4096; CH1 = dataPCD(1:num,2); CH1 = CH1 - mean(CH1); CH2 = dataPCD(1:num,3); CH2 = CH2 - mean(CH2); CH3 = dataPCD(1:num,4); CH3 = CH3 - mean(CH3); % % % % sampling frequency [Hz] 2^12 = 4096 Hz; Nyquist frequency % no of data point t = 0:delt:delt*(num-1); % % time history % % subplot(4,1,1) % plot(t,CH1,'b') % xlabel('Time (s)') % ylabel('Acceleration (m/s^2)') % grid MSHV: 1670760 98 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân %[b,a] = butter(9,500/fN,'high'); % Highpass filter to filter out DC offset Accf1 = filter(b,a,CH1); Accf2 = filter(b,a,CH2); Accf3 = filter(b,a,CH3); subplot(2,1,1) plot(t, Accf1,'r', t, Accf2,'b', t, Accf3,'g') xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Gia toc a_1 , a_2 , a_3 (mm/s^2)') legend('Diem 1','Diem 2','Diem 3') grid Accfmax = max([max(Accf1) max(Accf2) max(Accf3)]) axis([0 max(t) -Accfmax Accfmax]) % % velocity by integrating acceleration % Vel1=zeros(num,1); for i=1:num-1 tong =0; for j=1:i tong=tong+delt*(CH1(j)+CH1(j+1))/2; end Vel1(i+1)=tong; end Vel1=Vel1*1000; % m/sec > mm/sec [b,a] = butter(2,20/fN,'high'); % Highpass filter to filter out DC offset Vel1f = filter(b,a,Vel1); Vel2=zeros(num,1); for i=1:num-1 tong =0; for j=1:i tong=tong+delt*(CH2(j)+CH2(j+1))/2; end Vel2(i+1)=tong; end Vel2=Vel2*1000; % m/sec > mm/sec [b,a] = butter(2,20/fN,'high'); % Highpass filter to filter out DC offset Vel2f = filter(b,a,Vel2); Vel3=zeros(num,1); for i=1:num-1 tong =0; MSHV: 1670760 99 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân for j=1:i tong=tong+delt*(CH3(j)+CH3(j+1))/2; end Vel3(i+1)=tong; end Vel3=Vel3*1000;% m/sec > mm/sec [b,a] = butter(2,20/fN,'high'); % Highpass filter to filter out DC offset Vel3f = filter(b,a,Vel3); subplot(2,1,2) plot(t,Vel1f,'r', t,Vel2f,'b', t,Vel3f,'g'); xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Van toc v_1 , v_2 , v_3 (mm/s)') legend('Diem 1','Diem 2','Diem 3') grid Velfmax = max([max(Vel1f) max(Vel2f) max(Vel3f)]) axis([0 max(t) -Velfmax Velfmax]) print('-dtiff','-r300', chprint1) figure(3) subplot(2,1,1) plot(t,Vel1f,'r', t,Vel2f,'b', t,Vel3f,'g'); xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Van toc v_1 , v_2 , v_3 (mm/s)') legend('Diem 1','Diem 2','Diem 3') grid Velfmax = max([max(Vel1f) max(Vel2f) max(Vel3f)]) axis([0 0.25 -Velfmax Velfmax]) print('-dtiff','-r300', chprint3) % -% Fourier transform (FFT) % -N=4096; W=hanning(N); % Hanning Window F1 = fft(Vel1f.*W,N)/N; F2 = fft(Vel2f.*W,N)/N; F3 = fft(Vel3f.*W,N)/N; delf = 1/N/delt; f = 0:delf:fmax; figure(2) nf=length(f); F1=abs(F1(1:nf)); F2=abs(F2(1:nf)); F3=abs(F3(1:nf)); cpm=f*60; MSHV: 1670760 100 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân %subplot(4,1,4) plot(cpm,F1,'r', cpm,F2,'b', cpm,F3,'g') xlabel('cpm') ylabel('Van toc v_1 , v_2 v_3 (mm/s)') [F1max,imax1]=max(F1); [F2max,imax2]=max(F2); [F3max,imax3]=max(F3); hold on; plot(f(imax1)*60,F1max,'ro', f(imax2)*60,F2max,'bo', f(imax3)*60,F3max,'go') grid xx1=f(imax1)*60+100; xx2=f(imax2)*60+100; xx3=f(imax3)*60+100; yy1=F1max; yy2=F2max; yy3=F3max; str1=num2str(round(F1max*100)/100); str2=num2str(round(f(imax1)*60)); str3=' at '; str4=' cpm '; str5=' mm/s'; str=[' ' str1 str5 text(xx1,yy1,str) str3 str2 str4] str1=num2str(round(F2max*100)/100); str2=num2str(round(f(imax2)*60)); str=[' ' str1 str5 str3 str2 str4] text(xx2,yy2,str) str1=num2str(round(F3max*100)/100); str2=num2str(round(f(imax3)*60)); str=[' ' str1 str5 str3 str2 str4] text(xx3,yy3,str) Fmax = max([F1max F2max F3max]); axis([0 6000 ceil(Fmax)]) %axis([0 5000 5]) legend('Diem 1','Diem 2','Diem 3') print('-dtiff','-r300', chprint2) % Danh Gia dao dong bang tieu chuan ISO6954 cpm1 = [2900; 3252; 2813; 3311; 2637; 1084; 1201; 1025; 1025; 1025; 1025; 1025; 2578]; velocity1=[ 12.06; 14.69; 8.37; 14.19; 3.78; 5.75; 10.25; 3.84; 4.92; 5.08; 5.00; 4.18; 0.3 ]; MSHV: 1670760 101 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân cpm2=[2900; 3252; 1406; 3311; 1758; 1084; 1201; 2080; 1025; 1025; 1025; 2021; 1729]; velocity2=[6.81; 8.32; 5.34; 7.82; 5.30; 5.98; 11.50; 4.53; 5.15; 5.21; 5.22; 4.88; 3.94]; cpm3 = [2900; 3252; 2813; 3311; 1758; 4277; 4805; 2080; 1025; 1025; 1025; 1025; 1729]; velocity3 =[18.21; 25.27; 11.59; 25.03; 8.94; 9.43; 32.24; 7.58; 9.77; 9.85; 10.17; 9.18; 6.39]; % For the Point figure(4) XX = [60 300 5000 5000 300 60 60]; YY = [20 4 9 45 20]; loglog(XX,YY,'b-') axis([60 6000 0.05 100]) hold on fill(XX,YY,'m:') loglog(cpm1, velocity1,'ro'); xlabel('cpm'); ylabel ('v_{1} [mm/s]') hold on for i=1:13 ch = num2str(i); ch=['Diem 1.' ch] text(cpm1(i),velocity1(i),ch); end grid chprint=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\DanhGiaPoint1.tif ']; print('-dtiff','-r300', chprint) % For the Point figure(5) XX = [60 300 5000 5000 300 60 60]; YY = [20 4 9 45 20]; loglog(XX,YY,'b-') axis([60 6000 0.05 100]) hold on fill(XX,YY,'m:') loglog(cpm2, velocity2,'ro'); xlabel('cpm'); ylabel ('v_{2} [mm/s]') hold on for i=1:13 ch = num2str(i); ch=['Diem 2.' ch] text(cpm2(i),velocity2(i),ch); MSHV: 1670760 102 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân end grid chprint=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\DanhGiaPoint2.tif ']; print('-dtiff','-r300', chprint) % For the Point figure(6) XX = [60 300 5000 5000 300 60 60]; YY = [20 4 9 45 20]; loglog(XX,YY,'b-') axis([60 6000 0.05 100]) hold on fill(XX,YY,'m:') loglog(cpm3, velocity3,'ro'); xlabel('cpm'); ylabel ('v_{3} [mm/s]') hold on for i=1:13 ch = num2str(i); ch=['Diem 3.' ch] text(cpm3(i),velocity3(i),ch); end grid chprint=['c:\TREATMENT\HovercraftEngineMount\DanhGiaPoint3.tif ']; print('-dtiff','-r300', chprint) MSHV: 1670760 103 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tn ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Bản thân Họ tên khai sinh: Phạm Hồng Thanh, Phái: Nam Sinh ngày: 25/02/1975 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Dân tộc: Kinh Tơn giáo: Khơng Địa thường trú: A10/20 Quy Đức Bình Chánh, Tp.HCM Địa liên lạc: A10/20 Quy Đức Bình Chánh, Tp.HCM Điện thoại: 0938901079 Email: hongthanh.dt2@gmail.com Nghề nghiệp, nơi làm việc: Giảng viên, Trường CĐ GTVT đường thủy II Ngày vào Đoàn TNCS-HCM: 26/03/1991 Ngày vào Đảng CSVN: 05/05/2015 Diện sách: Q trình đào tạo a ĐẠI HỌC Tốt nghiệp Trường/Viện: Trường ĐH Thủy Sản (ĐH Nha Trang ngày nay) Ngành học: Cơ khí Tàu thuyền Loại hình đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ năm: 1993 đến năm: 1998 Xếp loại tốt nghiệp: Trung bình b SAU ĐẠI HỌC Thực tập khoa học, kỹ thuật từ… đến…… Tại Trường, Viện, Nước: Nội dung thực tập: Học cao học/làm NCS từ năm: 2016 đến năm: 2020 Trường ĐHBK, ĐH Quốc gia TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực MSHV: 1670760 104 HV: Phạm Hồng Thanh Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Lê Đình Tuân Ngày nơi bảo vệ luận văn thạc sĩ: 10/09/2020, P Chuyên đề, Khoa KTGT, Trường ĐHBK, ĐH Quốc gia TP.HCM Quá trình học tập làm việc thân (từ học đại học đến nay): Từ Đến Ngày Ngày 08/1998 06/2001 10/1993 10/1998 Học làm việc Ở đâu Thành tích học tập Kỹ thuật viên Công ty phường 10, quận 6, Thành Giày Da Phú Lâm phố Hồ Chí Minh Đại học Thủy sản (Đại Thành phố Nha Trang, tỉnh học Nha Trang ngày nay) Khánh Hồ Trung bình Thư ký Hội Khuyến học UBND quận Bình Tân, 03/2004 10/2005 quận Bình Tân, Thành Thành phố Hồ Chí Minh phố Hồ Chí Minh Kỹ thuật viên Tổng Cơng phường 5, quận 8, Thành 11/2005 04/2008 ty Công nghiệp Tàu biển phố Hồ Chí Minh Sài Gịn Giáo viên Trung tâm xã Bình Chánh, huyện Bình 05/2008 03/2009 Dạy nghề huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Chánh Minh Giảng viên Trường Cao 33, Đào Trí, Khu phố 3, 04/2009 đẳng Nghề Đường thủy II GTVT phường Phú Mỹ, quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh Kết hoạt động khoa học, kỹ thuật: Khả chuyên môn, nguyện vọng hoạt động khoa học, kỹ thuật Chuyên môn: ngành máy tàu thuỷ hệ thống động lực tàu thuỷ, thiết bị boong, vỏ tàu thuỷ; ngồi ra, giảng dạy khí chun ngành Cơ điện tử Nghiên cứu dao động hệ thống động lực đẩy tàu đệm khí, nguyện vọng muốn nghiên cứu sâu dao động với mảng tính tốn 3D thí nghiệm thực tế; phân tích đo tiếng ồn với thiết bị đại thí nghiệm thực tế Lời cam đoan Tôi xin cam đoan nội dung khai thật xin chịu trách nhiệm trước pháp luật nội dung lý lịch khoa học thân MSHV: 1670760 105 HV: Phạm Hồng Thanh ... soát dao động tàu đệm khí từ giai đoạn thiết chạy thử sau Phân tích dao động mơ cơng cụ tính tốn số hệ động lực đẩy tàu đệm khí: tốn trị riêng toán đáp ứng cưỡng dao động Thực nghiệm dao động hệ. .. QUAN VỀ DAO ĐỘNG TÀU 1.1 Phân tích dao động kiểm sốt dao động tàu thủy 1.2 Bài toán dao động tàu đệm khí 15 1.2.1 Sơ lược tàu đệm khí 15 1.2.2 Bài toán dao động ... VỀ DAO ĐỘNG TÀU 1.1 Phân tích dao động kiểm soát dao động tàu thủy Dao động tàu vấn đề lớn ảnh hưởng trực tiếp đến tồn tàu q trình khai thác, vận hành Trong công nghiệp tàu thuỷ, dao động tàu