Journal of Science and Technology.-N. 166(2-2015) - Military University of Science and Technology
NGHIEN c i r u THU'C NGHIEM XAC DENH PHAN tTNG D O N G CUA TAM TREN NEN DAN HOI CHIU TAC DUNG CUA XUNG LlTC
Nguyin Van Chinh, Nguyen Him Binh
Bai bao trinh bay ket qua nghien ciru thuc nghiem vg phan Ong dpng cQa tam mong trgn nan dan h6i bang may do rung dong LMS. Trong do, xac dinh phan irng dpng cua tam tren nSn dan h6i duoi tac dung ciia tai trpng xung va cham trong ba truong hi?p: xung lyc vuong goc vai mat phing tam, nghieng goc 45" va nghieng g6c 30°. Tir do, dua ra cac so sanh, danh gia vi phan irng cua he trong ba trucmg hpp neu IrSn. KSt qua d^t dirpc c6 thg diing lam tai lieu tham khao cho tinh toan thiSt kS ket cSu tam tren nen dan hfii trong thuc te.
1. D a t v a n d e
Ngay nay, tam tren nen dan hoi da va dang dugc irng dung rpng rai trong thuc te tren nhieu ITnh vuc cua khoa hgc ky thuat va dai song nhu trong ket cau san nha, t i m tuang ctia cac tang ham nha cao tang; tam de chan may; tam chan dan tren noc cac cong su, cong trinh ngam; tam mat duong, mat cau; tam mat duong bang san bay... Da co rat nhieu cong trinh nghien ciiu tinh toan Iy thuyet trong va ngoai nuoc dugc thuc hien va thu dugc nhieu ket qua voi mo hinh nen va tai trgng khac nhau. Tuy nhien, viec nghien ciiu thuc nghiem con it dugc quan tam. Vi vay, bai bao di theo huong nghien cuu thuc nghiem xac djnh phan ling dgng cua t i m tren nIn dan hIi chju tac dung ciia tai trgng xung va cham. K i t qua nhan dugc ciia bai bao co t h i lam co so tham khao cho tinh toan ly thuylt khi thiet k l tim tren nen dan hIi trong thuc t l ky thuat.
2. M u e d i c h v a d i a d i e m thi n g h i e m Muc dich ciia thi nghiem:
- Xac dinh dap irng gia t i c , van t i c va chuyin vj tai mgt s6 d i l m tren t i m duoi tac dung ciia tai trpng xung va cham trong ba truang hgp: xung luc vuong goc voi mat phang tam, nghieng goc 45° va nghieng goc 30°.
- So sanh, danh gia phan iing dpng ciia tim chiu tac dung cua xung va cham trong ba truong hgp noi tren.
- Ket qua nlian dugc lam eg so cho viec so sanh, danh gia, kilm chung vdi tinh toan ly thuyet bang lap trinh tren may tinh hoac sir dung cac phin mIm h i trg Ansys, Sap...
Thi nghiem dugc tiln hanh tai phong thi nghiem khu A, Hgc vien KTQS.
• Hpc vien KTQS.
32
Tgp chi Khoa hgc va Ky ihudl.-Sd 166(2-2015) - Hgc vien KTQS
3 . M o h i n h t h i n g h i e m
M6 hinh thi nghiem la tam thep hinh chii nhat kich thuoc 1,2 x 0,8 x 0,002 m lien ket tren he g6m 52 16 xo, bon diem goc ciia tam dugc han ciing vai khung, con b i n bien cua t i m d l tu do, ty dimg d l tao goc tac dung cua tai trgng vao dilm giii'a tim; day la ket cau mo phong t i m mong tren nIn dan hIi. Mo hinh thi nghiem va kit ciu thue tai hien truang thi nghiem dugc thi hien trong hinh 1.
Bua Ty Tdm
Ddu do gia luc
Hmh I. Mo hinh tdm tren nen dan hdi diing trong thi nghiem 4. Thiet bi thi nghiem
Hinh 3. Bua luc PCS vd ddu do gia loc
Journal of Science and Technology -N. 166(2-2015} - Military University of Science and Technology
Thi nghiem sir dung may do rung dpng 16 kenh LMS cua Bi. La he thing may do rung dpng hien dai, may co till do, phan tich phan iiug dpng ciia he vol 16 kenh dpc lap, tic dp iiy miu tii da 102,4 kHz. May gim bg phan chinh la khoi phan ti'ch va xii ly tin hieu (Hinh 2), dugc kit nli voi may tinh xach tay cai dat phin mem chuyen dimg va cac diu do gia toe dl thu thap tin hieu. Diu do gia tic co the dat toi do chinh xac do la 0,001 g {g la gia tic rai tu do). Bua luc PCB dl tao xung luc (Hinli 3). Cac so lieu vl xung luc, dap tmg dgng cua kit ciu (tai diem do) nhu chuyen vi, van toe, gia toe deu dupe phan mem xu ly va luu lai sau mli lan thi nghiem trong bp nha may tinh.
5. So' do bo tri thi nghiem
May tinh May LMS Mo htnh
Mar do Hinh 4. So do thi nghiem
34
Tgp chi Khoa hgc va Ky thuat -Sd 166(2-2015) - Hgc vien KTQS
Sa do thi nghiem dugc bo tri nhu trong hinh 4 Mo hinh thi nghiem dugc dat xuong nen nha be tong. Nam dau do gia toe dugc gan bang sap dan chuyen diing vao nam diem tren tam lan lugt la diem giira tam (1) va bon diem giira cac bien (2), (3), (4) va (5), de ghi dap ung dong ve gia toe theo phuang vuong goc vai tim, thong qua cac bg tich phan thu dugc dap irng dong ve van toe va chuyen vi theo thai gian. Tin hi$u cua nam dau do gia toe dugc dua vao nam kenh khac nhau ciia may do rung dong LMS, Tai trgng xung do bua luc PCB sinh ra tac dung vao diem giu t i m trong 3 truong hgfp huang tai trong vuong goc, nghieng goc 45° va 30** so vai m^t phlng tim; tuang irng vai 3 truang hgp: khong dimg ty, diing ty nghieng goc 45° va 30°.
6. T h i n g h i f m v a k e t q u a d a t flu'O'c
Tien hanh thi nghiem voi xung luc va cham bang biia lyc PCB theo 3 truang hgp huang tai trong nhu tren. Ket qua thu dugc tren phin mIm chuyen dung la dap ixng v l chuyen vi, van toe va gia toe t^i cae diem g i n diu do gia t i c (dilm 1, 2, 3, 4 va 5)
Hinh 6 den hinh 20 duoi day bleu dien ket qua dap ung v l chuyin vi va gia t i c tai cac diem do 1, 2, 3, 4 va 5 trong 3 truang hap huang tai khac nhau khi cimg tac dung mot xung luc co gia trj Ion nhat la 600N {Hinh 5) vao dilm giua t i m .
g 400
| 2 0 0
0.004
Hinh 5. Xung luc ciia biiaPCB
Tru'O'ng hop 1: Xung lytc vuong goc vai mat phIng t i m ( a = 90°)
h
J "
\
„
i p i i l ^ ^
f ; ; ;--;--;--
- ' '' '-J 1
Hinh 6. Dip img gia tSc vd chuyin vi tai diim do 1 (a" 90°)
35
Journal of Science and Technology -N. 166(2-2015) -Military University of Science and Technology
*—• : : :
• nT* CHUTENMDIMSTAIOIEMDOZ
)n>*^
Hinh 7. Dap img gia tdc va chuyin vi tai diem do 2 (a = 90)
I "*'~~^ \ :
Hinh 8. Dap ung gia toe vd chuyen vi tai diSm do 3 (a = 90 )
GIA TOC TW OEM DO 4 , IQ-' C H W E N VlOUNGTAl DIEMOO 4
Hinh 9. Ddp img gia tdc vd chuyin vj tai diim do 4 (a = 90°)
>."T""r"T
••
1"
,!
1
\
\
Hinh 10. Ddp img gia tdc vd chuyin vi tai diim do5 (a = 90°) 36
Tap chi Khoa hoc vd Ky thu(it.-Sd 166(2-2015) - Hpc vien KTQS
Tru-ffng hffp 2: Xung luc nghieng vai mat phang tam goc 45 ( a = 45 )
Hinh 1L Bap img gia toe vd chuyin vi tai diem do I (a = 45") .«! ^ °,''^°°™°i.Maoi,
•*—'. \ i i i
Hinh 12. Ddp img gia tdc vd chuyen vi tai diim do 2 (a = 45°)
f
Hinh 13. Ddp img gia loc vd chuyen vi tai diim do 3 (a = 45°)H—'\—\—'•
Hinh 14. Ddp ung gia tdc vd chuyin w tai diim do4 (a = 45°)
^ U illUuilij Iti lliiilii'iiit '
37
Journal of Science and Technology.-N. 166(2-2015) - Military University of Science and Technology _
Hinh 15. Ddp img gia tdc vd chuyin vi tai diim do :> (a - 45 ) Tru-6-ng ho-p 3: Xung luc nghieng voi m^t phlng tam goc 30 ( a = 30 )
Hinh 16 Ddp img gia tdc vd chuyen vi tqi diem do 1 (a = 3(f)
¥
Hinh 17. Ddp img gia toe vd chuyin vi tai diim do 2 (a = 30^)
"> \ \ \ \ i
Hinh 18. Ddp img gia tdc vd chuyen vi tai diim do 3 (a = 30) 38
Tgp chi Khoa hgc va Ky thugt-SS 166(2-2015) - Hgc vien KTQS
Hinh 19. Ddp img gia toe va chuyen vi tai diem do 4 (a ^ 30°)
K-i i ^ i i
Hinh 20. Ddp img gia tdc va chuyin vi tai diem do 5 (a = 3(P) Bdng I. Tdm tdt biin do dao ddng lan nhdt ciia chuyen vi vd gia tdc tai cdc diim do
Diem do 1
2
3
4
5
Dai lugng Chuyen VI [m].10^
Gia toe [g]
Chuyin vi[m]. 10"*
Gia toe [g]
Chuyin VI [ml.lO"*
Gia toe [g]
Chuyen vi [ml.lO"*
Gia toe Lg]
Chuyin vj[m]. 10^
Gia toe Lg]
Vuong goc 4,58 422.33 1,37 187,39 1,88 148,96 1,21 97,96 2,28 83.13
Nghieng 45"
1,36 305,14 0,77 81,16 1,08 44,83 0,56 58,54 1,26 50,42
Nghieng 30°
0,64 227,29 0,43 55,67 0,68 53,49.
0,34 47,19 0,67 40,56 Nhan xet:
- D6 thi gia tic tai cac dilm trong 3 truong hgp co hinh dang tuong tii nhau - D6 thi chuyin vi tai dilm do 1 trong trucmg hgp xung lire vuong goc mjt phing tim CO hinh dang la hoan toan khac biet so vol cac truong hgp nghieng goc 45° va 30°
39
Journal of Science and Technology.-N. 166(2-2015) - Military University of Science and TechnoloRV
- D6 thi chuyin vi tai diem 3 va 5 trong cac truong hgrp diu co hinh dang tuang ty nhau vi hai dilm nay la dii xiJrng, tuy nhien gia tri bien dg vin co doi chiit sai khac do sai so cua ket cau gay ra.
Vai Cling gia tri luc tac dyng, chuyin vi trong trucmg hgrp xung l\rc vuong goc mat phIng tim Ion han nhilu so voi cac truang hcrp nghieng goc 45" va 30**. Cy the nhu tai dilm do 1, bien do dao dong Idn nhat ciia chuyen vj trong truong hgp xung lyc vuong goc mat phIng tam (4,58.10"'^ m) Ion gIp 3,4 lln trong truong hgrp nghieng goc 45° (1,36.10"^ m) va gIp 7,2 lln trong truang hgrp nghieng goc 30" (0,64.10"^ m).
7. Ket qua so sanh tinh toan ly thuyet va thyc nghiem
Tac gia su dung thuat toan phan tir hiru h^n va lap chuong trinh tinh toan trong moi truong Matlab. Sir dpng chuong trinh da Igp, tinh toan dap iing dgng ve chuySn vi tai diem do 5 vai cac thong so dau vao gom: kich thuac tam 1,2x0,8x0,002 m; vat lieu tam la thep CT3 co mo dun dan h 6 i E ^ 2 . 1 x l 0 " N W , he soPoat-xong |j, = 0,3 vakhoi lugng rieng p = 7850 kg/m^; do ciing ciia 16 xo kix= 1737 N/m; tai trgng xung luc ciia bua luc PCB CO gia tri lan nhat 600N, thai gian ton tai xung 0,001s (Hinh 5) va nghieng goc 45°,
Ket qua so sanh ve dap irng chuyen vi tax diem do 5 theo phuang vuong goc mat phang tam giira ly thuyet va thuc nghiem dugrc the hien tren hinh 21.
X 10^ CHLIYEN VI DUNG TAI DIEM DO 5
I
L A I J I .
— • — Thuc nghiem
— • — Ly thuyet
' t 1
i
Thoi gian (s)
Hinh 21. Ddp img chuyin vi tai diim do 5 theo ly thuyit vd (hire nghiim
Tgp chi Khoa hgc va Ky thugt -SS 166(2-2015) - Hgc vi4n KTQS
Nhan xet:
Vai eac thong s3 kk ciu, lien k^t va tai trgng da cho, ket qua dap ung chuyen vi lan nhit tai diSm do 5 theo ly thuyit la 0,98x10"* m va theo thuc nghiem la 1,11x10"^ m, sai so 11,7%, theo eac tac gia la co the chap nhan dugfc.
8. K e t l u a n
- Ngi dung cua bai bao buac dau da thu dugc ket qua dii Heu ve phan ung dgng ciia tam tai nam di§m trong ba truong hgp huang tac dung cua xung lire va cham.
- K6t qua nhan dugc trong cac truong hgp khao sat la ca so khoa hoc cho viec phan tich, danh gia ca ly thuyet va thuc nghiem doi vai he tam tren nen dan hoi iing dung trong thuc te ky thuat.
- Da so sanh dugc kSt qua dap img chuyen vi tai diem do 5 theo ly thuyet voi thuc nghiem,
T a i lieu t h a m k h a o
1. Hoang Xuan Lugng, Dang Van Min. Phuangphdp thiic nghiem ca hoc. Hoc vien KTQS, 2001.
2. Vo Van Thao. Phuxmgphdp khdo sat - nghien dm thuc nghiem cdng trinh. Nxb Khoa hgc & Ky thuat. Ha Npi, 2001.
3. Nguyin Minh Tuy6n. Quy hoach thuc nghiem. Nxb Khoa hpc & Ky thuat. Ha Ngi, 2005.
4. JensTrampeBroch. Mechanical vibration and shock measurements. Brilel & Kjser, 1984.
5. Julius S. Bendat and Allan G. Piersol. Random Data: Analysis and Measurement 1998.
Ngay nhgn bdi: 04 thang 11 nam 2014 Ngay nhgn ban sica Idn cuoi: 28 thang 12 nam 2014
