Mô hình hóa và giải bài toán động lực học thuận hệ thống tay co thủy lực

Bài viết Mô hình hóa và giải bài toán động lực học thuận hệ thống tay co thủy lực được nghiên cứu nhằm mục đích xây dựng mô hình và giải bài toán động lực học thuận cho hệ thống tay co - cánh cửa. Bằng việc phân tích trên mô hình, ta có thể nghiên cứu các đặc tính của hệ thống với thời gian và giá thành ít hơn rất nhiều so với nghiên cứu mô hình thực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình hóa và giải bài toán động lực học thuận hệ thống tay co thủy lựcTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 MÔ HÌNH HÓA VÀ GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC THUẬN HỆ THỐNG TAY CO THỦY LỰC Nguyễn Thanh Hải Khoa Cơ khí - Trường Đại học Thủy lợi, email: nthai@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU Với các thông số: mi , li , ai lần lượt là khối lượng, khoảng cách giữa các bản lề và vị trí Ý tưởng về một hệ thống đóng cửa tự động khối tâm của cửa và các thanh truyền; I1 , I2 ,được đề xuất bởi Francis Richards vào năm I3 là các mô men quán tính đối với khối tâm;1873. Sau nhiều lần cải tiến, kết cấu của hệ k td và btd là độ cứng tương đương và và hệ sốthống tay co thủy lực cơ bản được hoàn thiện cản nhớt tương đương.bởi John Gerard vào năm 1916 với một hệthống cơ khí - thủy lực khép kín (concealed-in-the-door liquid closer). Bài báo này nhằm mục đích xây dựng môhình và giải bài toán động lực học thuận chohệ thống tay co - cánh cửa. Bằng việc phântích trên mô hình, ta có thể nghiên cứu cácđặc tính của hệ thống với thời gian và giáthành ít hơn rất nhiều so với nghiên cứu môhình thực. Bên cạnh đó, ta cũng xác địnhđược tải trọng tác dụng lên các chi tiết máy,phục vụ cho việc tính toán thiết kế cơ khí. Hình 2. Mô hình hệ thống 2.2. Thiết lập phương trình vi phân - đại2. MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG TAY CO số mô tả hệ thống THỦY LỰC Đây là một hệ nhiều vật có cấu trúc mạch 2.1. Mô hình cơ học vòng chịu các liên kết hô-lô-nôm, giữ và dừng, số bậc tự do n=1. Chọn hệ tọa độ suy rộng dư q=[q1 ,q2 ,q3]T như hình vẽ. Sử dụng phương trình Lagrange dạng nhân tử có kể đến ma sát nhớt và ma sát Cu-lông để thiết lập phương trình vi phân chuyển động cho hệ ta được kết quả [1]:  M(q)q&& C(q, q)q && D v q& D s sign(q)  T (1a)  g(q)  Φq λ  τ Hình 1. Hệ thống sau khi lắp đặt  f (q)  0 (1b) Dựa vào kết cấu của hệ tay co thủy lực saukhi lắp đặt (hình 1), ta thấy có thể mô hình trong đó: phóa hệ tay co - cánh cửa về một hệ bốn khâu M(q)   (mi J TTi J Ti  J TR i Ii J R i ) là ma trậnbản lề phẳng, chuyển động trong mặt phẳng i 1ngang (hình 2). khối lượng suy rộng; 228 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 M(q) 1  M(q)  T Chuyển về dạng ma trận ta được: &C(q,q) &  (E n  q) (q& E n )   M Φ Tq  & q 2  q  q&  p        1 (6)là ma trân ly tâm và Coriolis. Φ q 0   λ  p 3  T    trong đó: p 3   Φ&q q& 2 f& 2 f . Khi ta chọn g(q)    là đạo hàm của thế năng  q  , β là các hằng số dương thì từ phương trìnhtheo tọa độ suy rộng q. vi phân (5) ta suy ra f  0 khi t   . Khi đó f(q) là các phương trình liên kết các điều kiện rằng buộc f=0 sẽ được đảm bảo f tốt hơn tại mỗi bước tính. Cách lựa chọn các Φ q (q)  là ma trận Jacobi q hệ số , β cũng được đề cập trong tài liệu [1].3. GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC ...