Chương 3 GIẢM CHẤN SMA
3.6 Thử nghiệm trên máy giặt cửa trước
Để đánh giá hiệu quả hoạt động, giảm chấn SMA được lắp vào máy giặt cửa trước mẫu Samsung WF8690NGW và tiến hành thử nghiệm. Hình 3.12 mơ tả sơ đồ hệ thống đánh giá thực nghiệm trên máy giặt mẫu. Một khối lượng 7 kg được đặt cố định vào trống giặt để tạo kích thích và một encoder dùng để đo tốc độ quay. Khung máy
(a) 3 Hz (b) 5 Hz
Hình 3.11: So sánh ứng xử của ba mơ hình và thực nghiệm ở các tần số khác. Bảng 3.3: Sai số chuẩn hóa giữa ứng xử của ba mơ hình và thực nghiệm.
Mơ hình 2 Hz 3 Hz 5 Hz
Bingham 0,262 0,268 0,261
Bouc–Wen 0,074 0,086 0,06
lắp một cảm biến gia tốc để đánh giá khả năng truyền dẫn lực. Quá trình vắt – sấy được minh họa trong Hình 3.13. Dữ liệu thực nghiệm được thu thập trong 3 phút khi tốc độ quay của trống giặt tăng từ 0 đến 900 vòng/phút cho hai trường hợp: lắp giảm chấn bị động thương mại và lắp giảm chấn SMA.
Ứng xử dao động thực nghiệm theo ba phương x, y, z của máy giặt lắp giảm chấn bị động và giảm chấn SMA được biểu thị trong Hình 3.14. Có thể thấy ở các tần số
Hình 3.12: Hệ thống đánh giá thực nghiệm trên máy giặt mẫu.
thấp với số vịng quay trục chính dưới 300 vòng/phút (khoảng 77 giây đầu tiên), giảm chấn SMA ở trạng thái kích hoạt giúp máy giặt hạn chế rung lắc hơn so với giảm chấn bị động thương mại. Điều này chủ yếu do lực giảm chấn của bộ giảm chấn SMA lớn hơn. Ở các tần số cao, khi tốc độ trống giặt bắt đầu tăng lên 600 vòng/phút và hơn (từ giây 77 trở đi), giảm chấn SMA duy trì ở trạng thái nghỉ giúp rung động của máy giặt sử dụng giảm chấn SMA vẫn được cách ly tốt. Hình 3.15 minh họa phổ tần số ứng xử thực nghiệm của máy giặt lắp giảm chấn bị động và SMA với những nhận xét tương tự. Kết quả giảm rung được thể hiện rõ hơn qua các chỉ số gia tốc thực nghiệm của máy giặt trong Bảng 3.4. Trong ba phương dao động, kết quả phương z thì khơng được giảm nhiều so với hai phương cịn lại. Ngun nhân chính là do các giảm chấn chỉ được lắp đặt trong cùng mặt phẳng x–y.
Nhìn chung, thực nghiệm đã cho thấy tính khả thi của giảm chấn SMA trong việc kiểm soát rung động của máy giặt. Tuy nhiên thời gian chuyển đổi trạng thái của lò xo SMA khá lâu (khoảng 25 giây) khiến cho giảm chấn bước đầu chỉ phù hợp để điều khiển on–off. Các nghiên cứu sau này có thể hướng đến thử nghiệm nhiều loại vật liệu SMA và các phương pháp gia nhiệt hiệu quả hơn để giảm thời gian kích hoạt của giảm chấn.
3.7 Tổng kết
Trong chương này, một giảm chấn mới sử dụng SMA đã được phát triển cho hệ thống treo của máy giặt cửa trước. Đầu tiên, cấu hình của giảm chấn được đề xuất và ba loại lị xo SMA được thí nghiệm để xác định đặc tính. Từ dữ liệu thí nghiệm, giảm
chấn SMA đã được mơ hình hóa, chế tạo mẫu và kiểm tra. Kết quả đo đạc của giảm chấn cho thấy sự tương đồng với mơ hình hóa.
Ba mơ hình trễ, bao gồm mơ hình Bingham, Bouc–Wen và mơ hình đề xuất bởi tác giả [135], đã được sử dụng để dự đoán ứng xử phi tuyến của giảm chấn SMA. Mơ hình Bingham có cấu trúc đơn giản nên thường được sử dụng để thiết kế. Ngược lại, mơ hình Bouc–Wen và mơ hình đề xuất phản ánh sự biến thiên của lực giảm chấn chính xác hơn nhưng đồng thời cũng phức tạp hơn, vì vậy phù hợp cho các bài tốn điều khiển, phản hồi hay nhận dạng hệ thống.
Giảm chấn SMA sau đó đã được lắp đặt vào máy giặt cửa trước mẫu để thử nghiệm. Dữ liệu cho thấy giảm chấn SMA thể hiện khả năng giảm rung hiệu quả hơn giảm chấn bị động. Tuy nhiên với thời gian kích hoạt khá lớn, giảm chấn SMA bước đầu chỉ phù hợp cho điều khiển on–off. Các nội dung tiếp theo của đề tài chỉ tập trung nghiên cứu và khai thác về giảm chấn MRF.
Kết quả nghiên cứu trong Chương 3 của luận án đã được tác giả cơng bố trên 2 tạp chí Scopus [137, 138].
Bảng 3.4: Các chỉ số gia tốc thực nghiệm của máy giặt lắp giảm chấn bị động và
giảm chấn SMA.
Giá trị cực đại của trị tuyệt đối gia tốc (g)
Giảm chấn Tần số thấp Tần số cao
x y z x y z
Bị động 0,577 0,57 1,229 1,276 1,5 2,262 SMA 0,25 0,218 0,557 0,478 0,683 1,831
Giá trị trung bình của trị tuyệt đối gia tốc (g)
Giảm chấn Tần số thấp Tần số cao
x y z x y z
Bị động 0,105 0,081 0,179 0,321 0,17 0,419 SMA 0,03 0,033 0,082 0,09 0,064 0,231