ảnh h−ởng của nồng độ chitosan đến chất l−ợng vμ thời gian bảo quản chanh
2.2. Phương phỏp nghiờn cứu Khai thỏc sử dụng phần m ề m Inventor để
khảo sỏt động học cơ cấu. Cơ cấu được chọn làm vớ dụ khảo sỏt là cơ cấu 4 khõu bản lề. 2.3. Đặt bài toỏn Xột cơ cấu 4 khõu bản lề OABC (hỡnh 1). Biết kớch thước của cỏc khõu: OC= 70 mm, OA= 20 mm, AB= 75 mm, BC= 35 mm. Thanh AH thẳng, cỏc đoạn EK= FL= GM= IN= 50 mm và cựng vuụng gúc với thanh DH. Cỏc kớch thước DA= 50, AK= KL = LB = BM = MN= NH= 25 mm,
Cần vẽ quỹ đạo, xỏc định chuyển vị, vận tốc và gia tốc của cỏc điểm D, E, F, B, G, H, I thuộc khõu DH khi tay quay OA quay đều theo chiều kim đồng hồ với vận tốc 60 vũng/phỳt.
Hỡnh 1. Sơđồ cơ cấu 4 khõu bản lề
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Vẽ cỏc khõu, lắp rỏp cơ cấu và khai bỏo cỏc thụng số
Trong Inventor việc tạo nờn cỏc vật thể 3D được thực hiện bằng cỏch xử lý cỏc hỡnh phẳng nhờ cỏc phộp đựn, đột, quay, chuốt, cắt,
v.v. Nhờ tớnh năng chỉnh sửa linh hoạt, cho phộp khai bỏo kớch thước dưới dạng cụng thức, khả năng cập nhật cao và một số tớnh năng thụng minh nờn việc tạo hỡnh cỏc chi tiết cú thể thực hiện rất dễ dàng và nhanh chúng. Trờn hỡnh 2 là hỡnh khối 3D cỏc khõu của cơ cấu được xõy dựng bằng Inventor.
O A B C D E F G I N K L M H
Đỗ Hữu Quyết
Hỡnh 2. Cỏc khõu của cơ cấu
1- Giỏ; 2- Tay quay; 3- Thanh truyền; 4- Cần lắc Việc “lắp rỏp” cỏc chi tiết thành cơ cấu
cũng được thực hiện rất trực quan nhờ cỏc liờn kết thường gặp trong kỹ thuật đều đó được định nghĩa sẵn. Người sử dụng chỉ việc chọn liờn kết cần thiết rồi “lắp” cỏc chi tiết lại như người thợ lắp cỏc chi tiết trờn bàn nguội. Trờn hỡnh 3 là cơ cấu đó lắp rỏp xong. Giả định rằng, tại thời điểm ban đầu, khi t=0, tay quay OA nằm ở vị trớ thẳng đứng từ dưới lờn như hỡnh vẽ. Ta cú thể khảo sỏt cơ cấu theo thời
gian hoặc theo vị trớ của tay quay. Với tốc độ quay 60 vũng/phỳt, thời gian 1 vũng quay sẽ là 1 giõy và mỗi phần trăm giõy (0,01 s) tương ứng với 3036’ gúc quay của tay quay OA. Mặt phẳng làm việc mặc nhận là xOy, trục z vuụng gúc với mặt phẳng màn hỡnh. Vỡ ở đõy ta chỉ khảo sỏt chuyển động tương đối của thanh truyền so với giỏ, nờn vị trớ của cơ cấu trong hệ quy chiếu mặc nhận khụng ảnh hưởng đến kết quả khảo sỏt.
Khảo sát động học cơ cấu trên phần mềm Inventor
Quỹđạo chuyển động của cỏc điểm
Sau khi khai bỏo cỏc thụng số về quy luật chuyển động của khõu đầu, ta cú thể cho cơ cấu chạy thử và yờu cầu chương trỡnh vẽ quỹ
đạo, đồ thị chuyển vị của cỏc điểm cần khảo sỏt. Với cơ cấu 4 khõu đang được khảo sỏt, khõu đầu là tay quay OA. Quỹ đạo do cỏc điểm D, E, F, B, G, H, I vẽ nờn khi cơ cấu chuyển động được thể hiện trờn hỡnh 4.
Hỡnh 4. Quỹđạo của cỏc điểm trờn thanh truyền
Khi tay quay OA quay quanh tõm O, thanh DH cú chuyển động song phẳng, cũn thanh BC chuyển động lắc quanh tõm C. Để khảo sỏt chuyển vị dài của một điểm, ta khảo sỏt vộc tơ nối từ điểm đú đến một điểm cố định trờn giỏ. Chẳng hạn để xột chuyển vị của điểm D, ta xột vộc tơ DO nối từ điểm D đến tõm quay O của tay quay (hỡnh 4). Theo mặc nhận của chương trỡnh, vộc tơ DO cú gốc tại D, ngọn tại O và khi cơ cấu chuyển động, vộc tơ DO quay gốc D quanh điểm ngọn cố định O. Kết quả khảo sỏt vộc tơ DO cho ta biết chuyển vị của điểm D. Trờn hỡnh 5 chỉ ra cỏc đồ thị thay đổi của hỡnh chiếu vộc tơ DO trờn cỏc trục tọa độ và chuyển vị toàn phần của điểm D so với tõm quay O theo thời gian.
Đỗ Hữu Quyết
a)
b)
c)
Hỡnh 5. Đồ thị chuyển vị của điểm D so với tõm quay O theo thời gian
a) Chuyển vị của điểm D theo trục x; b) Chuyển vị của điểm D theo trục y; c) Chuyển vị của điểm D. Chuyển vị gúc của cần lắc CB cú thể được xỏc định bởi gúc giữa CB với một đoạn thẳng bất kỳ trờn giỏ cốđịnh trong mặt phẳng cơ cấu. Để thuận tiện, ở đõy ta chọn
của cần lắc CB hoàn toàn được xỏc định nếu biết gúc định vị QCB. Đồ thị biến đổi của gúc QCB theo thời gian được chỉ ra trờn hỡnh 6.
Khảo sát động học cơ cấu trên phần mềm Inventor
Hỡnh 6. Đồ thị chuyển vị gúc của cần lắc BC theo thời gian 3.3. Xỏc định vận tốc của cỏc điểm thuộc
thanh truyền
Để xỏc định vận tốc của một điểm, cần khai bỏo cỏc thụng số cần thiết và chỉ định trực tiếp điểm cần khảo sỏt trờn mụ hỡnh cơ
cấu. Toàn cảnh trường vộc tơ vận tốc toàn phần của cỏc điểm cần khảo sỏt tại một vị trớ của tay quay được thể hiện trờn hỡnh 7.
Hỡnh 7. Trường vộc tơ vận tốc của cỏc điểm tại thời điểm t= 0,65 s
Đồ thị biến đổi vộc tơ vận tốc toàn phần của cỏc điểm cần khảo sỏt và hỡnh chiếu vộc tơ vận tốc trờn cỏc trục tọa độ được tự động
hiện trờn màn hỡnh sau khi khai bỏo cỏc thụng số cần thiết. Cú thể thay đổi cỏc thành phần trong đồ thị tương tự như thao tỏc trong mụi
Đỗ Hữu Quyết
trường Excel. Trờn hỡnh 8 chỉ ra đồ thị biến đổi vận tốc của điểm D theo thời gian.
a)
b)
c)
Khảo sát động học cơ cấu trên phần mềm Inventor c) Vận tốc toàn phần của điểm D. 3.3.1. Xỏc định gia tốc của điểm trờn khõu Gia tốc của một điểm bất kỳ trờn cơ cấu được thể hiện bằng vộc tơ trờn mụ hỡnh cơ cấu, bằng đồ thị hoặc dưới dạng bảng số liệu tựy theo yờu cầu của người khảo sỏt.
Trờn hỡnh 9 thể hiện trường vộc tơ gia tốc của cỏc điểm cần khảo sỏt theo thời gian.
Hỡnh 9. Gia tốc của cỏc điểm trờn thanh DH tại thời điểm t= 0,2 s
Trờn hỡnh 10 chỉ ra cỏc đồ thị phụ thuộc của gia tốc điểm D trờn thanh truyền theo thời gian với 2 đồ thị hỡnh chiếu gia tốc trờn 2 trục và đồ thị gia tốc toàn phần.
Đỗ Hữu Quyết
a)
b)
c)
Hỡnh 10. Đồ thị biến đổi gia tốc của điểm D theo thời gian
a) Hỡnh chiếu gia tốc của điểm D trờn trục x; b) Hỡnh chiếu gia tốc của điểm D trờn trục y; c) Gia tốc toàn phần của điểm D.
Toàn cảnh cỏc kết quả về quỹ đạo chuyển động, vận tốc và gia tốc của cỏc điểm khảo sỏt được thể hiện trờn hỡnh 11.
Khảo sát động học cơ cấu trên phần mềm Inventor
Hỡnh 11. Quỹđạo chuyển động của cỏc điểm khi cơ cấu chuyển động, trường vận tốc và gia tốc của cỏc điểm trờn thanh truyền tại thời điểm t=0,25 giõy
Để biết vị trớ, vận tốc và gia tốc của cỏc điểm cần khảo sỏt tại từng thời điểm, chỉ cần nhắp chuột vào vị trớ tương ứng trờn bất kỳ đồ thị nào trong cỏc đồ thị chuyển vị, vận tốc hay gia tốc. Trờn đồ thị sẽ hiện lờn vạch đỏ cho biết trị số của đại lượng cần tỡm và trờn màn hỡnh sẽ nhận được vị trớ của cơ cấu ứng với đỳng thời điểm đú cựng với cỏc vộc tơ tương ứng.
Inventor cho phộp xuất kết quả dưới dạng cỏc vộc tơ trờn mụ hỡnh, dưới dạng đồ thị hiện ngay trờn màn hỡnh, dạng file văn bản với đuụi “.txt”, file số liệu với đuụi “.csv” để sử dụng trong Excel hoặc file “.avi “để chạy trong chương trỡnh video.
4. KẾT LUẬN Phần mềm Inventor là một phần mềm