Chương 6
KẾT LUẬN
6.1 Kết luận
Rung động của máy giặt là một trong những vấn đề thách thức đối với các nhà khoa học. Rung động từ máy giặt truyền sang nền nhà gây ra tiếng ồn khiến người sử dụng không thoải mái và làm máy giặt nhanh hỏng. Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhiều loại vật liệu thông minh đã ra đời và mở ra một giai đoạn mới trong việc ứng dụng giải quyết vấn đề rung động của máy giặt. Đề tài tập trung vào việc thiết kế, chế tạo và điều khiển hệ thống giảm chấn cho máy giặt cửa trước, sử dụng hai loại vật liệu thông minh là MRF và SMA. Trong đề tài này, chúng tôi đã thực hiện được các công việc với kết quả như sau:
Nghiên cứu tổng quan về hệ thống giảm chấn cho máy giặt cửa trước sử dụng vật liệu thông minh
Xây dựng mơ hình động lực học của máy giặt cửa trước và xác định lực giảm chấn cần thiết
Đề xuất và thiết kế tối ưu giảm chấn MRF dựa trên lực giảm chấn cần thiết, lực ma sát khơng tải, kích thước, khả năng chế tạo và chi phí. Giảm chấn mẫu đã được chế tạo và đánh giá thực nghiệm. Kết quả cho thấy lực giảm chấn khá phù hợp với mơ hình lý thuyết dựa trên FEA và thể hiện độ trễ phi tuyến của giảm chấn tại vị trí biên hành trình.
Đề xuất và thiết kế giảm chấn SMA dựa trên việc nghiên cứu mơ hình cấu trúc SMA ứng dụng vào trường hợp lò xo SMA - được xem như thanh thẳng. Giảm chấn mẫu đã được chế tạo và đánh giá thực nghiệm. Kết quả cho thấy lực giảm chấn đạt yêu cầu đặt ra và thể hiện độ trễ theo thời gian khi chuyển từ trạng
khối lượng quần áo giặt khác nhau. Sau đó giảm chấn mẫu vật liệu thông minh đã được lắp đặt vào máy giặt cửa trước và được điều khiển theo phương thức On-Off để đánh giá hiệu quả hoạt động. Kết quả cho thấy rung động theo các hướng của máy giặt sử dụng giảm chấn vật liệu thông minh được giảm đáng kể so với kiểu truyền thống, ngoại trừ rung động trên trục z khi trống giặt quay hơn 900 vòng/phút. Kết quả cũng chỉ ra khả năng giảm rung theo phương x và y ở tần số cao của giảm chấn SMA tốt hơn một ít so với giảm chấn MRF, tuy nhiên thời gian đáp ứng chậm hơn.
6.2 Hướng phát triển
Trong giai đoạn tiếp theo, đề tài sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển theo các hướng sau:
Phát triển hệ thống giảm chấn tự cấp năng lượng cho máy giặt cửa trước sử dụng lưu chất từ biến MRF.
Xây dựng mơ hình trễ phi tuyến cho giảm chấn vật liệu thông minh.
Phát triển mơ hình tốn điều khiển tốt hơn cho máy giặt cửa trước.
Nghiên cứu bố trí hệ thống treo trong máy giặt cửa trước để khử tốt rung động của cả ba phương x, y, z.
Mở ra các hướng nghiên cứu cho khóa luận tốt nghiệp của sinh viên đại học, học viên cao học và nghiên cứu sinh.
Hoàn thiện sản phẩm và triển khai ứng dụng thí điểm vào một số hệ thống máy giặt ở Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] S. Bae, J. M. Lee, Y. J. Kang, J. S. Kane, J. R. Yun. Dynamic analysis of an automatic washing machine with a hydraulic balancer. Sound Vib, 257(1), 3-18, 2002
[2] E. Papadopoulos and I. Papadimitriou. Modeling, design and control of a portable washing machine during the spinning cycle. Proceedings of the 2001 IEEE/ASME international conference on advanced intelligent mechatronics systems, Como, Italy, 2001, 8-12
[3] H. T. Lim, W. B. Jeong and K. J. Kim. Dynamic modeling and analysis of drum- type washing machine. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 11(3), 407-417, 2010
[4] M. C. Chrzan and J. D. Carlson. MR fluid sponge devices and their use in vibration control of washing machines. Proceedings of SPIE, 4331, Newport Beach, CA, USA, 2001
[5] 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 Journal on Computational Engineering, 1-3, 2014
[6] Q. H. Nguyen, T. T. N. Thy and S B Choi, Development of a novel damper for front-loaded washing machines featuring SMA actuator. Proceedings of International Conference and Exhibition on New Actuators and Drive Systems, Bremen, Germany, 2014
[7] R. W. Phillips. Engineering applications of fluids with a variable yield stress. PhD Thesis, University of California Berkeley, California, 1969
[10] G. M. Kamath, M. K. Hurt and N. M. Wereley. Analysis and testing of Bingham plastic behavior in semi-active electrorheological fluid dampers. Smart Mater.
Struct, 5, 576–90, 1996
[11] D. Y. Lee and N. M. Wereley. Quasi-steady Herschel–Bulkley analysis of electro- and magneto-rheological flow mode dampers. J. Intell. Mater. Syst. Struct, 10, 761–9, 1999
[12] D. Y. Lee, Y. T. Choi and N. M. Wereley. Performance analysis of ER/MR impact damper systems using Herschel–Bulkley model. J. Intell. Mater. Syst. Struct, 13, 525–31, 2002
[13] X. Wang and F. Gordaninejad. Study of field-controllable, electro- and magneto-rheological fluid dampers in flow mode using Herschel–Bulkley theory. Smart Structure and Materials Conf. (Newport Beach, CA); Proc. SPIE, 3989, 232–43, 2000
[14] W. W. Chooi and S. O. Oyadiji. Design, modelling and testing of magnetorheological (MR) dampers using analytical flow solutions. Comput. Struct, 86, 473–82, 2008
[15] S. B. Choi, S. K. Lee and Y. P. Park. A hysteresis model for the field-dependent damping force of a magnetorheological damper. J. Sound Vib, 245, 375–83,
2001
[16] X. B. Song, M. Ahmadian and S. C. Southward. Modeling magnetorheological dampers with application of nonparametric approach. J. Intell. Mater. Syst. Struct, 16, 421–32, 2005
[17] D. H. Wang and W. H. Liao. Modeling and control of magnetorheological fluid dampers using neural networks. Smart Mater. Struct, 14, 111–26, 2005
[18] D. C. Lagoudas. Shape memory alloys – Modeling and engineering applications. Springer, 2008, 11
[20] J. D. Carlson and B. F. Jr. Spencer. Magneto-rheological fluid dampers: scalability and design issues for application to dynamic hazard mitigation. Proc.
2nd Workshop on Structural Control: Next Generation of Intelligent Structures
(Hong Kong), pp 99–109, 1996
[21] M. Muriuki and W. W. Clark. Design issues in magnetorheological fluid actuators. Conf. on Smart Structures and Materials 1999: Passive Damping and
Isolation; Proc. SPIE, 3672, 55–64, 1999
[22] J. D. Carlson and M. R. Jolly. MR fluid, foam and elastomer devices.
Mechatronics, 10, 555–69, 2000
[23] C. W. Silva. Vibration: Fundamentals and Practice. New York, CRC Press, 2000
[24] E. S. Brian. Research for dynamic seal friction modeling in linear motion hydraulic piston applications. Dissertation, University of Texas at Arlington, USA, 2005
[25] M. Zubieta, S. Eceolaza, M. J. Elejabarrieta, et al. Magnetorheological fluids: characterization and modeling of magnetization. Smart Mater Struct; 18(9):
Article No. 095019, 1–6, 2009
[26] Q. H. Nguyen, Y. M. Han, S. B. Choi, et al. Geometry optimization of MR valves constrained in a specific volume using the finite element method. Smart
Mater Struct; 16: 2242–2252, 2007
[27] Q. H. Nguyen, S. B. Choi and N. M. Wereley. Optimal design of magneto- rheological valves via a finite element method considering control energy and a time constant. Smart Mater Struct; 17(2): Article No. 025024, 1–12, 2008 [28] J . G. Boyd, D . C. Lagoudas. A thermodynamic constitutive model for the shape
[30] I .S. Sokolnikoff. Mathematical Theory of Elasticity. McGraw-Hill, New York, 1956
[31] Z. Bo, D .C. Lagoudas. Thermomechanical modeling of polycrystalline SMAs under cyclic loading, Part I: Analytical derivations. International Journal of Engineering Science 37, 1089–1140, 1999
[32] R. Mirzaeifar, R. DesRoches, A. Yavari. Exact solutions for pure torsion of shape memory alloy circular bars. Mechanics of Materials 42 (8), 797–806,
2010
[33] G. Cardano, T. R. Witmer, O. Ore. The Rules of Algebra: (ars Magna). Dover