Chương 3 GIẢM CHẤN SMA
3.4 Đánh giá thực nghiệm giảm chấn SMA
Dựa trên các kết quả tính tốn, giảm chấn SMA mẫu được chế tạo như Hình 3.5. Hình 3.6 mơ tả sơ đồ thí nghiệm đánh giá hiệu quả hoạt động của giảm chấn. Trong hệ thống này, một động cơ servo (MSMD022S1T, Panasonic) với hộp tốc độ 15:1 được sử dụng để tạo chuyển động quay cho trục khuỷu. Chuyển động quay của động cơ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của trục giảm chấn nhờ vào cơ cấu cam lệch tâm. Lực giảm chấn được đo bởi một cảm biến lực hai chiều (FFG–200N, lực đo tối đa: 200 N) sản xuất bởi Forsentek Co., Limited, Thâm Quyến, Trung Quốc. Chuyển vị tức thời được đo bởi một cảm biến chuyển vị LVDT (linear variable differential transformer – ACT1000A, phạm vi đo: +/–25 mm) sản xuất bởi RPD Electrosense. Khi thí nghiệm bắt đầu, dịng điện 4 A được đặt vào các lò xo SMA của giảm chấn từ bộ nguồn cấp điện lập trình (PPW–8011, TWINTEX). Các tín hiệu điều khiển bộ nguồn và tín hiệu đầu ra từ các cảm biến được liên kết với máy tính thơng qua bộ thu thập dữ liệu DAQ (data acquisition – myRIO 1900, National Instruments). Hình 3.7(a) biểu thị ứng xử thực nghiệm của giảm chấn mẫu SMA trong miền lực – thời gian ở vận tốc góc kích thích 4 rad/s (2 Hz). Đây cũng là tần số thường xảy ra cộng hưởng. Hình vẽ cho thấy khi giảm chấn SMA không được cấp nhiệt (khơng có dịng điện đặt vào lị xo), lực không tải khoảng 8 N. Lực này chủ yếu do ma sát giữa vỏ và các vai trục. Khi dòng điện 4 A được cấp vào lò xo SMA, ở trạng
Chương 3: Giảm chấn SMA
thái ổn định, lực giảm chấn cực đại có thể đạt xấp xỉ 76,5 N (khoảng 95% so với lý thuyết tính tốn là 80,8 N), đủ lớn để loại bỏ rung động của hầu hết máy giặt ở tần số cộng hưởng. Kết quả này khá phù hợp với mơ hình tính tốn lý thuyết. Hình vẽ cũng chỉ ra rằng thời gian chuyển đổi từ lực không tải sang giá trị ổn định cực đại khoảng 25 giây, tương đồng với dữ liệu đo đạc thực nghiệm của lò xo 2.
Để đặc tả rõ hơn ứng xử của giảm chấn SMA ở trạng thái ổn định (nhiệt độ khoảng 60°C), mối quan hệ giữa lực giảm chấn và chuyển vị của trục giảm chấn trong hai chu kỳ hành trình được trình bày trong Hình 3.7(b). Từ hình vẽ, có thể thấy rõ
hiện tượng trễ của giảm chấn SMA, đặc biệt ở cuối hành trình. Khi chuyển động của trục đảo chiều, lực giảm chấn đột ngột thay đổi. Điều này là hiển nhiên bởi vì lực giảm chấn được hình thành bởi ma sát Coulomb giữa các miếng nêm và mặt trụ trong của vỏ giảm chấn.
Các phân tích tương tự có thể được rút ra từ Hình 3.8 khi thử nghiệm giảm chấn SMA ở các tần số cao hơn, 3 và 5 Hz. Vài khác biệt nhỏ được ghi nhận ở lực giảm chấn cực đại và lực khơng tải khi chúng có khuynh hướng tăng nhẹ theo tốc độ quay của động cơ, về cơ bản có thể giải thích do hiệu quả qn tính của trục giảm chấn.
Chương 3: Giảm chấn SMA