Luận án tiến sĩ mô hình hóa và phân tích động lực học máy giặt lồng ngang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HOA MƠ HÌNH HĨA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GIẶT LỒNG NGANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN-NĂM 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HOA MƠ HÌNH HĨA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GIẶT LỒNG NGANG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Ngô Như Khoa THÁI NGUYÊN-2021 -i- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận án: “Mơ hình hóa phân tích động lực học máy giặt lồng ngang” cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn PGS.TS Ngô Như Khoa Các kết quả, số liệu tính tốn luận án trung thực, khơng chép hay nguồn (trừ điểm trích dẫn) Thái Nguyên, ngày NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Ngô Như Khoa tháng 06 năm 2021 NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Thị Hoa - ii - LỜI CẢM ƠN Luận án “Mơ hình hóa phân tích động lực học máy giặt lồng ngang” thực Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Người nghiên cứu sinh muốn bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc PGS.TS Ngơ Như Khoa - người truyền cho nghiên cứu sinh cảm hứng niềm say mê với kỹ thuật Nếu khơng có tận tình hướng dẫn động viên khích lệ Thầy, luận án có lẽ khơng thể hoàn thành Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phịng đào tạo, Khoa Cơ khí, Khoa Kỹ thuật Ơ tơ Máy động lực, Bộ môn Cơ học - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tất thành viên gia đình đồng hành, cảm thông, sẻ chia chỗ dựa vững cho nghiên cứu sinh thời gian qua Cuối cùng, nghiên cứu sinh gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè, đồng nghiệp động viên, hỗ trợ để nghiên cứu sinh hoàn thiện luận án Thái Nguyên, ngày tháng 06 năm 2021 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Hoa - iii - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC KÝ HIỆU ii DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu máy giặt 1.2 Tổng quan công bố khoa học 1.2.1 Các nghiên cứu nước .9 1.2.2 Các nghiên cứu nước .9 1.2.2.1 Về xây dựng mô hình động lực hệ thống treo 1.2.2.2.Về cách thức kiểm soát rung động 17 1.3 Kết luận chương 24 CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC CHO HỆ THỐNG TREO MÁY GIẶT LỒNG NGANG 27 2.1 Cơ sở lý thuyết 27 2.1.1 Động lực học hệ nhiều vật 27 2.1.1.1 Xác định vị trí vật rắn khơng gian 27 2.1.1.2 Xác định vận tốc góc vật rắn 29 2.1.1.3 Xác định vị trí, vận tốc, gia tốc điểm thuộc vật 30 2.1.1.4 Các phương trình vi phân chuyển động vật rắn 31 2.1.2 Lực cản 31 2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống treo máy giặt lồng ngang 35 2.2.1 Cấu tạo hệ thống treo máy giặt lồng ngang 35 2.2.2 Nguyên lý làm việc 36 2.3 Mơ hình vật lý hệ thống treo .36 - iv - 2.3.1 Đặc tính phần tử đàn hồi 37 2.3.2 Đặc tính phần tử giảm chấn 39 2.3.3.Đặc tính phần tử quán tính 49 2.3.4.Đặc tính phần tử kích thích rung động 50 2.4 Xây dựng mơ hình động lực hệ thống treo .52 2.4.1 Xây dựng mơ hình khơng gian (Mơ hình 1) 52 2.4.2 Xây dựng mơ hình động lực hệ thống treo chuyển động phẳng .61 (Mơ hình 2) .61 2.4.3 Mơ hình phẳng hai bậc tự (Mơ hình 3) 68 2.4.4 Biểu diễn Simulink mơ hình 69 2.4.4.1 Sơ đồ Simulink .69 2.4.4.2 Một số kết chương trình mô 73 2.5 Kết luận chương 80 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM ĐO RUNG ĐỘNG ĐÁNH GIÁ KIỂM CHỨNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỆ THỐNG TREO MÁY GIẶT LỒNG NGANG 81 3.1 Mơ hình thực nghiệm đo rung động 81 3.1.1 Hệ thống khung đỡ 81 3.1.2 Hệ thống thiết bị đo 82 3.1.2.1 Sơ đồ khối hệ thống đo xử lý tín hiệu .82 3.1.2.2 Các dụng cụ đo thiết bị thu thập liệu sử dụng hệ thống 84 3.1.3 Xây dựng chương trình xác định thông số rung động 86 3.1.3.1 Chương trình đo, xác định phản lực gối đỡ dịch chuyển lồng giặt 86 3.1.3.2 Chương trình đo, xác định gia tốc .88 3.2 Đo đặc tính rung động hệ thống treo 93 3.2.1 Thiết lập thơng số thí nghiệm 93 3.2.2 Kết thực nghiệm .101 3.3 Kiểm chứng mơ hình động lực hệ thống treo 103 3.4 Kết luận chương 109 -v- CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ HỆ THỐNG TREO ĐẾN RUNG ĐỘNG CỦA THÂN VỎ MÁY GIẶT LỒNG NGANG .111 4.1 Hệ phương trình cân thân vỏ máy 111 4.2 Ảnh hưởng số thông số hệ thống đến rung động vỏ máy 113 4.2.1 Ảnh hưởng vị trí kết nối giảm chấn với vỏ máy 113 4.2.2 Ảnh hưởng số lượng giảm chấn .117 4.3 Kết luận chương 120 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 122 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 PHỤ LỤC .131 -i- DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tên tiếng Anh Giải nghĩa VWM Vertical Washing Machine Máy giặt lồng đứng HWM Horizontal Washing Machine Máy giặt lồng ngang 2D two-dimensional model Mơ hình hai chiều 3D three-dimensional model Mơ hình ba chiều F-V Force - Velocity Lực – vận tốc LVDT Linear Variable Differential Transformer sensor Cảm biến đo dịch chuyển Acc Accelerometer Gia tốc kế DAQ Data Acquisition System Hệ thống thu thập liệu GA Genetic Algorithm Thuật tốn di truyền RPM Revolutions per minute Số vịng quay/phút DOF RS Degrees of freedom The magnetorheological damper Right Spring Số bậc tự Thiết bị giảm chấn từ tính – lưu biến Lị xo bên phải LS Left Spring Lò xo bên trái RD Right Damper Thiết bị giảm chấn bên phải LD Left Damper Thiết bị giảm chấn bên trái DE The Differential Evolution algorithm Thuật toán vi phân tiến hóa LC Loadcell Cảm biến lực FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn CAD Computer Aided Design Thiết kế có máy tính trợ giúp MR CAM Computer Aided Manufacturing Phần mềm thiết kế, gia công, điều khiển máy công cụ - ii - DANH MỤC KÝ HIỆU M Khối lượng hệ thống treo Thứ nguyên Đơn vị kg m Khối lượng lệch tâm kg R Bán kính lồng chứa m r Bán kính lồng giặt m ICx, ICy, ICz Mơmen qn tính tâm hệ kg.m2 Ý nghĩa Kí hiệu IC Tenxơ quán tính x, y, z Chuyển dịch khối tâm m x, y, z Vận tốc khối tâm m/s x, y, z Gia tốc khối tâm m/s2 α, ,  Các góc Cardan rad  ,  , Vận tốc góc Cardan rad/s  ,  ,  Gia tốc góc Cardan rad/s2 Góc quay động rad ,  Vận tốc góc gia tốc góc động k Độ cứng lò xo N/m Ci, i=03 LS , LD Hệ số biểu thức quan hệ lực-vận tốc giảm chấn Chiều dài lò xo, chiều dài thiết bị giảm chấn m L0S, L0D Chiều dài ban đầu lò xo, thiết bị giảm chấn m ∆LS, ∆LD Độ biến dạng lò xo, thiết bị giảm chấn N Tốc độ quay động 1 Góc lệch phương hướng kính điểm kết nối lị xo với lồng chứa so với phương ngang 2 FRS, FLS Góc lệch phương hướng kính điểm kết nối giảm chấn với lồng chứa so với phương ngang Lực đàn hồi lò xo phải lò xo trái FRD, FLD Lực cản thiết bị giảm chấn phải trái rad/s, rad/s2 vòng/phút rad rad N N - iii - Lực kích thích khối lệch tâm theo phương x,y,z N Mơmen kích thích gây khối lệch tâm quanh trục N.m Mômen xoắn gây lực đàn hồi lị xo N.m Mơmen xoắn gây lực cản thiết bị giảm chấn N.m RD, LD Góc lệch thiết bị giảm chấn với phương ngang rad RS, LS Góc lệch lị xo với với phương ngang rad Dx, Dy, Dz Góc hướng thiết bị giảm chấn rad Sx, Sy, Sx Góc hướng lị xo rad AC, [aij] Ma trận chuyển phép biến đổi tọa độ (0) (0) e(0) x , e y , ez Vec-tơ đơn vị trục tọa độ cố định ex , e y , ez Vec-tơ đơn vị trục tọa độ động r, V, a Vec-tơ vị trí, vận tốc, gia tốc điểm lồng chứa Fmx, Fmy, Fmz mCx(Fmu) mCy(Fmu) mCz(Fmu) mCx(FiS) mCy(FiS) mCz(FiS) mCx(FjD) mCy(FjD) mCz(FjD) m, m/s, m/s2 n Số điểm đo Ftt Giá trị lực giảm chấn tính theo lý thuyết N Ftn Giá trị lực giảm chấn xác định từ thực nghiệm N - 120 - - Bán kính vịng trịn quỹ đạo điểm tâm lồng chứa có giảm, nhiên quỹ đạo bị lệch dần sang trái - Góc lắc có biên độ nhỏ giảm dần nhanh - Biên độ phản lực điểm treo lò xo giảm chấn giảm dần Tuy nhiên, dựa vào phương trình (4.13) (4.14) nhận thấy có cấu hình R1L1, R1L2 R2L2 phù hợp để máy làm việc ổn định vế phải biểu thức (4.13) (4.14) tương ứng f =0.7, WG =mG.g=(25)(9.81)=245.25N) Giá trị cụ thể biểu thức vế trái trình bày Bảng 4.2 Bảng 4.2 Đánh giá cấu hình giảm chấn theo biểu thức (4.13) (4.14) Giá trị R1L1 R1L2 R2L2 R2L3 R3L3 GTLN vế trái (4.13) 0.227 0.290 0.265 38816.79 6938.222 GTLN vế trái (4.14) 204.836 205.248 225.714 265.981 296.6162 Từ phân tích nhận thấy để tăng khả hấp thụ lượng rung động, giảm biên độ quỹ đạo điểm lồng chứa mà đảm bảo ổn định hệ thống chọn cấu hình R2L2 (04 giảm chấn: 02 bên phải 02 bên trái) để cải tiến hệ thống treo HWM Việc thay đổi làm tăng khơng đáng kể chi phí, khơng ảnh hưởng lớn đến kết cấu máy giặt 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 4, luận án trình bày kết đạt được: -Phân tích nguyên nhân gây rung động, xác định biểu thức quan hệ phản lực động lực để vật không bị lật quanh chân đế -Đánh giá ảnh hưởng vị trí kết nối giảm chấn với lồng chứa, số lượng lồng chứa đến rung động HWM -Từ kết nhận được, nghiên cứu đề xuất số phương án giảm rung cho HWM: (1) Phương án cải tiến thay đổi trí vị gối đỡ giảm chấn, đồng thời thay đổi phương giảm chấn phương án hồn tồn khả thi có khả giảm rung cho máy tới gần 14.5% - 121 - (2) Phương án sử dụng cấu hình 02 giảm chấn phải 02 giảm chấn trái (R2L2) tăng khả hấp thụ lượng rung động, giảm biên độ quỹ đạo điểm lồng chứa mà đảm bảo ổn định hệ thống Các phương án đề xuất cho thấy chi phí chế tạo nhà sản xuất khơng tăng mức độ thay đổi kết cấu máy giặt không đáng kể, áp dụng để thiết kế lại phần đế máy thay cho hầu hết loại máy giặt lồng ngang gia dụng sử dụng - 122 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận chung So sánh với nghiên cứu lĩnh vực tác giả khác thực trước, nghiên cứu đạt kết có giá trị khoa học thực tiễn sau: 1- Mơ hình hóa hệ thống treo kiểm soát rung động cho vật quay điển hình theo đối tượng thực phổ biến máy giặt lồng ngang Trong việc xây dựng mơ hình dựa đối tượng thực bao gồm đánh giá, phân tích yếu tố để xác định lớp tốn từ mơ hình phẳng đến mơ hình khơng gian, xác định đặc tính thành phần hệ thống treo thực nghiệm Kết nhận ba mơ hình đưa dạng hệ phương trình vi phân phi tuyến với độ phức tạp khác 2- Thực tính tốn, mơ phỏng, giải hệ phương trình tốn nhận phương pháp số Chương trình tính xác định mơ đại lượng mong muốn như: chuyển dịch, vận tốc, gia tốc, quỹ đạo điểm hệ thống treo phản lực động lực vị trí kết nối lị xo, giảm chấn,… 3- Kiểm định tính đắn độ tin cậy mơ hình động lực thơng qua thí nghiệm đối tượng thực để từ đề xuất giải pháp thiết thực, có tính khả thi cao nhằm giảm rung cho máy giặt lồng ngang mà không làm tăng đáng kể chi phí Đề xuất nghiên cứu 1) Nghiên cứu xác định tỉ lệ tối ưu đường kính độ sâu lồng giặt (dựa vào ảnh hưởng phân bố tải trọng lệch tâm dọc theo phương trục lồng giặt) đến độ rung lắc lồng chứa để phục vụ cho thiết kế lồng giặt máy giặt có cơng suất lớn, đánh giá tối ưu thông số hệ thống 2) Nghiên cứu xác định hàm điều khiển mômen xoắn/tốc độ quay nhằm giảm rung khử tượng lật máy giặt phương pháp chủ động 3) Phát triển mơ hình khơng gian cho hệ thống treo máy giặt cửa nghiêng - 123 - CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Ngo Nhu Khoa, Nguyen Thi Hoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc, The Effect of Damper Configurations on the Vibration of Horizontal Washing Machines, Proceedings of the International Conference, ICERA 2018, LNNS 63, pp 298–308, 2019 (SCOPUS) https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_40 Ngo Nhu Khoa, Nguyen Thi Hoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc, Numerical Modeling and Experimental Study on Vibration of a Horizontal Washing Machine, Proceedings of the International Conference, ICERA 2018, LNNS 63, pp 415–424, 2019 (SCOPUS) https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_54 Nguyen Thi Hoa, Ngo Nhu Khoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc, New Vibration Model to Analyze the Correlation of Components in the Washing Machine Suspension System, Proceedings of the International Conference, ICERA 2019, LNNS 104, pp 500–511, 2020 (SCOPUS) https://doi.org/10.1007/978-3-030-37497-6_58 Nguyen Thi Hoa, Ngo Nhu Khoa, Force-velocity relation of dampers in horizontal washing machines, Advances in Engineering Research and Application - Proceedings of the International Conference, ICERA 2020, K.-U Sattler et al (Eds.): ICERA 2020, LNNS 178, pp 469–477, 2021 https://doi.org/10.1007/978-3-030-64719-3_52 Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Đại Phong, Mơ hình mơ động lực máy giặt cửa ngang, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 3.2017, ISSN 0866 – 7056, trang 170-175 Nguyễn Thị Hoa, Ngô Như Khoa, Giảm rung động cho máy giặt lồng ngang cách cải tiến thiết kế hệ thống treo, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 6.2019, ISSN 0866-7056, trang 52 – 55 Nguyễn Thị Hoa, Ngô Như Khoa, Sự ảnh hưởng hệ số độ cứng lò xo tới rung động máy giặt trục ngang, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 6.2019, ISSN 0866-7056, trang 78-82 - 124 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C Barthel and T Götz, “What users can save with energy and water efficient washing machines,” bigEE.net, 2013 [2] ION, “6 Major Differences between Front-Loading and Top-Loading Washing Machine.” https://designlike.com/6-major-differences-betweenfront-loading-and-top-loading-washing-machine [3] E Gillespie, “Vertical Drum Vs Horizontal Drum in Washing Machines.” https://homeguides.sfgate.com/vertical-drum-vs-horizontal-drum-washingmachines-69784.html [4] B Lebot, I Thrlel, and G Rosenquist, “Horizontal axis domestic clothes washer: an alternative technology that can reduce energy and water use,” Build Equip Appliances, pp 147–156, 1990 [5] N N Khoa, Nghiên cứu xây dựng mô hình rung động máy giặt, cải tiến thiết kế thử nghiệm hệ thống giảm rung cho máy giặt lồng ngang dân dụng 2018 [6] D C Conrad, “The fundamentals of automatic washing machine design based upon dynamic constraints,” 1994 [7] D C Conrad and W Soedel, “On the problem of oscillatory walk of automatic washing machines,” J Sound Vib., vol 188, no 3, pp 301–314, 1995, doi: 10.1006/jsvi.1995.0595 [8] A Yörükoǧlu and E Altuǧ, “Determining the mass and angular position of the unbalanced load in horizontal washing machines,” IEEE/ASME Int Conf Adv Intell Mechatronics, AIM, pp 118–123, 2009, doi: 10.1109/AIM.2009.5230027 [9] A Yörükoǧlu and E Altuǧ, “Estimation of unbalanced loads in washing machines using fuzzy neural networks,” IEEE/ASME Trans Mechatronics, vol 18, no 3, pp 1182–1190, 2013, doi: 10.1109/TMECH.2012.2199510 [10] P Boyraz and M Gündüz, “Dynamic modeling of a horizontal washing machine and optimization of vibration characteristics using Genetic Algorithms,” Mechatronics, vol 23, no 6, pp 581–593, 2013, doi: - 125 - 10.1016/j.mechatronics.2013.05.006 [11] I M Shihab, W A Soud, and N A Jebur, “Theoretical and Experimental Study of the Vibration of a Drum Type Washing Machine at Different Speeds,” J Eng Sci., vol 20, no 5, pp 1160–1171, 2017 [12] D C Conrad, “Investigation of Passive and Adaptive Passive Dynamic Absorbers Applied to an Automatic Washer Suspension Design John Aidrin Daniel C Conrad Advanced Technology Development and Application -,” in Proceedings of the SPIE, 1996, vol 2720, pp 50–61 [13] J L Kuo and T Y Wang, “Investigation of flexible multi-mode harmonic vibration for the automatic washing process,” Proc Inst Mech Eng Part C J Mech Eng Sci., vol 222, no 12, pp 2373–2384, 2008, doi: 10.1243/09544062JMES1056 [14] L Bascetta, P Rocco, A M Zanchettin, and G Magnani, “Velocity control of a washing machine: A mechatronic approach,” Mechatronics, vol 22, no 6, pp 778–787, 2012, doi: 10.1016/j.mechatronics.2012.04.005 [15] G A Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part I: Vibration Displacement and Velocity,” Int J Adv Eng Technol Manag Appl Sci., vol 2, no 11, pp 26–36, 2015 [16] G Ali and H Emeritus, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part II: Isolation Efficiency,” Int J Recent Eng Sci., vol 2, no 5, pp 2349–7157, 2015, [Online] Available: www.ijresonline.com [17] G Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part III: Optimal Parameters,” Int J Eng Tech., vol 1, no 5, pp 45–49, 2015, [Online] Available: http://www.ijetjournal.org [18] G Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part IV: Optimal Damped Vibration Absorber,” Int J Comput Tech -–, vol 2, no 5, pp 67–71, 2015, [Online] Available: http://www.ijctjournal.org [19] O S Türkay, I T Sümer, A K Tuğcu, and B Kiray, “Modeling and experimental assessment of suspension dynamics of a horizontal-axis washing machine,” J Vib Acoust Trans ASME, vol 120, no 2, pp 534– - 126 - 543, 1998, doi: 10.1115/1.2893862 [20] O S Türkay, B Kiray, A K Tugcu, and T Sümer, “Formulation and implementation of parametric optimisation of a washing machine suspension system,” Mech Syst Signal Process., vol 9, no 4, pp 359–377, 1995, doi: 10.1006/mssp.1995.0029 [21] H T Lim, W B Jeong, and K J Kim, “Dynamic modeling and analysis of drum-type washing machine,” Int J Precis Eng Manuf., vol 11, no 3, pp 407–417, 2010, doi: 10.1007/s12541-010-0047-7 [22] E Papadopoulos and I Papadimitriou, “Modeling, design and control of a portable washing machine during the spinning cycle,” IEEE/ASME Int Conf Adv Intell Mechatronics, AIM, vol 2, no July, pp 899–904, 2001, doi: 10.1109/aim.2001.936786 [23] T Nygårds and V Berbyuk, “Multibody modeling and vibration dynamics analysis of washing machines,” Multibody Syst Dyn., vol 27, no 2, pp 197–238, 2012, doi: 10.1007/s11044-011-9292-5 [24] T Nygårds and V Berbyuk, “Optimization of washing machine kinematics, dynamics, and stability during spinning using a multistep approach,” Optim Eng., vol 15, no 2, pp 401–442, 2014, doi: 10.1007/s11081-012-9206-2 [25] T Argentini et al., “On a numerical model of a complete washing machine,” WIT Trans Modelling Simul., vol 46, pp 723–733, 2007, doi: 10.2495/CMEM070711 [26] F Wagner and F Pfeiffer, “On the dynamics of washing machines,” ZAMM Zeitschrift fur Angew Math und Mech., vol 80, no SUPPL 2, pp 307– 308, 2000, doi: 10.1002/zamm.20000801425 [27] J Buśkiewicz and G Pittner, “Dynamic model of the drum of the washing machine SAMSUNG WF0804,” Vib Phys Syst., vol 25, no November 2016, pp 89–96, 2012 [28] J Bus̈kiewicz and G Pittner, “Reduction in vibration of a washing machine by means of a disengaging damper,” Mechatronics, vol 33, pp 121–135, 2016, doi: 10.1016/j.mechatronics.2015.11.002 - 127 - [29] M Leblanc, “Automatic balancer for rotating bodies,” 1916 [30] J B Dyer, “Domestic appliance,” 1945 [31] S Bae, J M Lee, Y J Kang, J S Kang, and J R Yun, “Dynamic analysis of an automatic washing machine with a hydraulic balancer,” J Sound Vib., vol 257, no 1, pp 3–18, 2002, doi: 10.1006/jsvi.2001.4162 [32] M A L T Nakamurab, “Dynamics of the fluid balancer : Perturbation solution of a forced Korteweg-de Vries-Burgers equation,” pp 73–85, 2013 [33] S H Son, S Bin Lee, and D H Choi, “Experiment-based design optimization of a washing machine liquid balancer for vibration reduction,” Int J Precis Eng Manuf., vol 13, no 8, pp 1433–1438, 2012, doi: 10.1007/s12541-012-0188-y [34] L Urbiola-Soto and M Lopez-Parra, “Dynamic performance of the LeBlanc balancer for automatic washing machines,” J Vib Acoust Trans ASME, vol 133, no 4, 2011, doi: 10.1115/1.4003597 [35] “Balancer for use in centrifugal rotary machine,” 1984 [36] J Kim, “Balancing device for drum washing machine,” 1998 [37] T C Chan, C K Sung, and P C P Chao, “Non-linear suspension of an automatic ball balancer,” Int J Non Linear Mech., vol 46, no 2, pp 415– 424, 2011, doi: 10.1016/j.ijnonlinmec.2010.11.001 [38] H W Chen and Q Zhang, “Design of horizontal axis washing machine with ball balancer and MR dampers,” Int J Precis Eng Manuf., vol 18, no 12, pp 1783–1793, 2017, doi: 10.1007/s12541-017-0207-0 [39] H W Chen, Q J Zhang, and X Q Wu, “Stability and dynamic analyses of a horizontal axis washing machine with a ball balancer,” Mech Mach Theory, vol 87, pp 131–149, 2015, doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.01.001 [40] M G Jo, J H Kim, and J W Choi, “Rebalancing Method for a Frontloading Washing Machine Using a Robot Balancer System,” Int J Control Autom Syst., vol 18, no 4, pp 1053–1060, 2020, doi: 10.1007/s12555-0190514-6 - 128 - [41] Q H Nguyen, N D Nguyen, and S B Choi, “Optimal design and performance evaluation of a flow-mode MR damper for front-loaded washing machines,” Asia Pacific J Comput Eng., vol 1, no 1, pp 1–14, 2014, doi: 10.1186/2196-1166-1-3 [42] Q H Nguyen, S B Choi, and J K Woo, “Optimal design of magnetorheological fluid-based dampers for front-loaded washing machines,” Proc Inst Mech Eng Part C J Mech Eng Sci., vol 228, no 2, pp 294–306, 2014, doi: 10.1177/0954406213485908 [43] B C Yalỗin and H Erol, Semiactive vibration control for horizontal axis washing machine,” Shock Vib., vol 2015, 2015, doi: 10.1155/2015/692570 [44] M J Chrzan and J D Carlson, “MR Fluid Sponge Devices and Their Use in Vibration Control of Washing,” in Smart Structures and Materials 2001: Damping and Isolation, 2001, vol 4331, pp 370–378, doi: 10.1117/12.432719 [45] T Argentini, M Belloli, F C Robustelli, L Martegani, and G Fraternale, “Innovative designs for the suspension system of horizontal-axis washing machines: Secondary suspensions and tuned mass dampers,” ASME Int Mech Eng Congr Expo Proc., vol B, pp 1–11, 2013, doi: 10.1115/IMECE2013-64425 [46] F Previdi and C Spelta, “Vibration control in a washing machine by using magnetorheological dampers.” [47] S B Choi, T H Lee, and S B Choy, “Design and Analysis of a New Magnetorheological Damper for Generation of Tunable Shock-Wave Profiles,” Shock Vib., vol 2018, 2018, doi: 10.1155/2018/8963491 [48] F Tyan, C.-T Chao, and S.-H Tu, “Modeling and Vibration Control of a Drum-Type Washing Machine via MR Fluid Dampers,” CACS Int Autom Control Conf., pp 1–5, 2009 [49] C Spelta, S Savaresi, G Fraternale, and N Gaudiano, “Vibration reduction in a washing machine via damping control,” IFAC Proc Vol., vol 17, no PART 1, pp 11835–11840, 2008, doi: 10.3182/20080706-5-KR-1001.0320 - 129 - [50] H Salahshoor and S Mohammadzadeh, “Semi-Active Vibration Control of a Washing Machine Using Magnetorheological Dampers,” no July, pp 20– 24, 2009 [51] B Minorowicz, F Stefański, G Pittner, and R Regulski, “Share mode magnetorheological dampers for vibration attenuation in domestic washing machines,” Adv Intell Syst Comput., vol 350, pp 147–156, 2015, doi: 10.1007/978-3-319-15796-2_15 [52] Y Shen, M F Golnaraghi, and G R Heppler, “Semi-active vibration control schemes for suspension systems using magnetorheological dampers,” JVC/Journal Vib Control, vol 12, no 1, pp 3–24, 2006, doi: 10.1177/1077546306059853 [53] T Nygårds and V Berbyuk, “Dynamics of washing machines: MBS modeling and experimental validation,” Proc MULTIBODY Dyn 2007, ECCOMAS Themat Conf C.L Bottasso, P Masarati, L Trainelli (eds.), Milano, Italy, 25–28 June 2007., no June, pp 25–28, 2007 [54] S Fu, H Gao, Q Zhang, X Chen, and X Zhang, “Virtual prototyping and validation of an automatic washing machine,” Adv Mater Res., vol 97– 101, pp 3387–3391, 2010, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.97101.3387 [55] L Kirkayak, “Systematic analysis of washing machine front block,” vol 1505, no May, 2016 [56] A Mechanics, M Degree, P Performed, L Author, S Gundeboina, and T Andersson, “Finite Element Analysis of a Washing Machine Cylinder,” 2010 [57] N Van Khang, Động lực học hệ nhiều vật 2007 [58] S S Ge, T H Lee, and S X Ren, “Adaptive friction compensation of servo mechanisms,” Int J Syst Sci., vol 32, no 4, pp 523–532, 2001, doi: 10.1080/00207720119378 [59] E Pennestrì, V Rossi, P Salvini, and P P Valentini, “Review and comparison of dry friction force models,” Nonlinear Dyn., vol 83, no 4, pp - 130 - 1785–1801, 2016, doi: 10.1007/s11071-015-2485-3 [60] B Armstrong-Helouvry, Control of Machines with Friction the Kluwer International Series Consulting Editor : Takeo Kanade 1991 [61] B Armstrong-Helouvry, “Stick-slip arising from Stribeck friction,” vol 53201, pp 1377–1382, 1990, doi: 10.1109/robot.1990.126194 [62] A Tustin, “The effects of backlash and of speed-dependent friction on the stability of closed-cycle control systems,” J Inst Electr Eng - Part IIA Autom Regul Servo Mech., vol 94, no 1, pp 143–151, 1947, doi: 10.1049/ji-2a.1947.0021 [63] Anon, “Friction: Experimental Determination, Modeling and Compensation.,” pp 1422–1427, 1988, doi: 10.1109/robot.1988.12266 [64] C C de Wit and J Carrillo, “A modified EW-RLS algorithm for systems with bounded disturbances,” Automatica, vol 26, no 3, pp 599–606, 1990, doi: 10.1016/0005-1098(90)90032-D [65] S S Rao, Mechanical Vibrations, vol 33, no 2011 [66] S Editors et al., Differential Evolution APractical Approach to Global Optimization 2005 [67] B I Johnston and I M I Cornwell, “S TAT I C S | D Y N A M I C S for ENGINEERS.” [68] F Scale and T Weighing, “MT1260 Load Cell Easy System Integration,” pp 50–53 [69] B Scales, “MT1041 Load Cell Easy System Integration.” [70] N Instruments, “USER GUIDE SCC-SG Series Strain Gage Modules,” National Instruments [71] N Instruments, “NI 6251 M Series Data Acquisition:16 AI, 1.25 MS/s, 24 DIO, AO The.” pp 1–26 [72] K I Corporation, “Data Sheet, Type 8702B , 8704B ,” 2008 [73] ADLINK, “USB-2405 Series, or 4-ch 24-bit 128kS/s Dynamic Signal Acquisition USB 2.0 Module.” pp 10–11 [74] RDP FROUP, “Displacement act LVDT Displacement Transducer.” - 131 - PHỤ LỤC A HÌNH ẢNH THÁO RỜI CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY GIẶT LỒNG NGANG LG (Nguồn: searspartsdirect.com/LG washer parts) Hình A.1 Hình ảnh số phận tháo rời phần vỏ máy 1-vỏ xung quanh; 2-vỏ trên; 3-cửa máy; 4- đệm cao su; 5-đế máy phận cấp nhiệt; 6-bảng điều khiển - 132 - 5 Hình A.2 Hình ảnh số phận tháo rời hệ thống treo 1-Động dẫn động trực tiếp; 2- lò xo; 3- thiết bị giảm chấn; 4- lồng giặt; 5-nửa trước lồng chứa; 6-nửa sau lồng chứa - 133 - Hình A.3 Hình ảnh khoang chứa chất giặt tẩy phận cấp nước 1- Khoang chứa chất giặt tẩy; 2- phận cấp nước - 134 - B CHƯƠNG TRÌNH MATLAB Chương trình tìm hệ số đường cong lực – vận tốc clear all;clc; close all Popsize = 200; NP= Popsize; Totalgen=200; n=4; DATA=load('Data_May_Giat.txt'); V=DATA(:,3); FF=DATA(:,4); Lb = [70 -10 -70 -0.2]; Ub = [90 10 90 0.2]; % high boundary constraint lu = [Lb;Ub]; % Initialize the main population xp = ones(NP, 1) * lu(1, :) + rand(NP, n) * (ones(NP, 1) * (lu(2, :) - lu(1, :))); % Evaluate the objective function [fit_xp] = EvalPenalty(xp, V,FF); gen = 1; xgood=xp; while gen < Totalgen % Generate the offspring population offpop = ModifiedReproduce(xp, NP, lu, n); % Evaluate "offpop" by slightly revising the current program [fit_off] = EvalPenalty(offpop,V,FF); % Update x, g,f using elistist operator x = [xp; offpop]; fit = [fit_xp; fit_off]; [~,id] = sort(fit); xp = x(id(1:Popsize),:); fit_xp = fit(id(1:Popsize)); [fbest,idb] = min(fit_xp); xbest=xp(idb,:); gen = gen + 1; end plot(V(:),FF(:),'b','LineWidth',1.5); hold on Y=friction_model(xbest,V); plot(V(:),Y(:),'r-.','LineWidth',2); ... động máy Do vậy, tác giả chọn vấn đề “Mơ hình hóa phân tích động lực học máy giặt lồng ngang? ?? làm đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án Xây dựng mơ hình động lực cho máy giặt lồng ngang. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HOA MƠ HÌNH HĨA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GIẶT LỒNG NGANG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ... dựng mơ hình tốn cách thức kiểm sốt rung động cho máy giặt lồng ngang Chương trình bày đặc tính thành phần hệ thống treo máy giặt lồng ngang; thiết lập mơ hình động lực cho máy giặt lồng ngang