Nghiên cứu khoa học Xây dựng mô hình đồng dạng nghiên cứu máy làm đất trồng rừng

Phương tiện cơ giới hoá được sử dụng trong làm đất trồng rừng ở miển Bắc nước ta thường là máy kéo xích công suất lớn liên hợp với lưỡi ủi hoặc dàn cào và dàn cày ngầm; Độ sâu cày cần đạt được từ 0,4-0,7m, hiện trường làm đất có độ dốc trên 10 độ. Trong điều kiện làm việc nặng nề nói trên, các quá trình động lực học của liên hiệp máy diễn ra rất phức tạp. Khi nghiên cứu động lực học của liên hợp máy làm đất trồng rừng, phương pháp thử nghiệm trên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khoa học " Xây dựng mô hình đồng dạng nghiên cứu máy làm đất trồng rừng "Xây dựng mô hình đồng dạng nghiên cứu máy làm đất trồng rừng Nguyễn Can Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt NamPhương tiện cơ giới hoá được sử dụng trong làm đất trồng rừng ở miển Bắc nướcta thường là máy kéo xích công suất lớn liên hợp với lưỡi ủi hoặc dàn cào và dàncày ngầm; Độ sâu cày cần đạt được từ 0,4-0,7m, hiện trường làm đất có độ dốctrên 10 độ. Trong điều kiện làm việc nặng nề nói trên, các quá trình động lực họccủa liên hiệp máy diễn ra rất phức tạp.Khi nghiên cứu động lực học của liên hợp máy làm đất trồng rừng, phương phápthử nghiệm trên vật thực và hiện trường thực rất khó thực hiện vì chi phí thửnghiệm lớn và có thể xẩy ra tai nạn cho người và máy nếu độ dốc, vận tốc... khithử nghiệm vượt quá giới hạn an toàn.Để khắc phục khó khăn này, chúng ta có thể sử dụng phương pháp nghiên cứu trênmô hình đồng dạng: Phương pháp nghiên cứu mô hình là phương pháp nghiên cứucác hiện tượng của một vật thực, thông qua việc nghiên cứu các hiện tượng xẩy ratrên mô hình của nó. Các đại lượng của các hiện tượng đo được trên mô hình sẽdùng để suy ra các đại lượng trên vật thực.Trong quá trình nghiên cứu vấn đề “Sự dịch chuyển ngang và xoay của liên hợpmáy khi cày ngầm trên sườn dốc”, chúng tôi đã xây dựng và sử dụng một môhình đồng dạng liên hợp máy kéo và hiện trường; Mô hình được sử dụng thuộcloại “Đồng dạng động lực học một phần”.1. Phương pháp tính toán thiết kế mô hình đồng dạngCơ sở tính toán mô hình đồng dạng là lý thuyết thứ nguyên và lý thuyết mô hình.Kháiniệm ban đầu dùng trong đồng dạng là Chuẩn số đồng dạng(ký hiệu làPk), là tỷ số giữa một đại lượng (ký hiệu là Ak) nào đó với một hay tập hợp đạilượng khác (ký hiệu là Ak’) của các hiện tượng xẩy ra.Pk = Ak / Ak’ (1)Để đảm bảo yêu cầu đồng dạng, các chuẩn số đồng dạng của mô hình (ký hiệu làPkM ) và vật thực (ký hiệu là PkV) phải đồng nhất (PkM = PkV ). Tuy nhiên khi môhình thuộc loại đồng dạng không toàn phần, thì chỉ có một số chuẩn số đồng nhất.Với mô hình đồng dạng động lực học, sự đồng nhất của các chuẩn số động lực họcyêu cầu phải được đảm bảo.Để biểu diễn đơn vị đo lường của một đại lượng nào đó, chúng ta có thể sử dụng“Công thức thứ nguyên (ký hiệu là T): Thứ nguyên của đại lượng nào đó có thểbiểu diễn thành công thức theo ba đơn vị cơ bản là khối lượng (kg), chiều dài (m)và thời gian (s). Ví dụ gọi Ag là đại lượng gia tốc chuyển động thẳng (thứ nguyênlà kg.m/s2), công thức thứ nguyên là:Tg = kg1.m1.s-2Hệ số đồng dạng(ký hiệu là Hk) của một đại lượng Ak nào đó, là tỷ lệ giữa đạilượng AkN nào đó của vật thực với cùng đại lượng đó AkM của mô hình:Hk = AkN / AkM (2)Hệ số đồng dạng Hk là cơ sở để xác định các thông số kết cấu (kích thước, khốilượng, công suất động cơ ... của mô hình trên cơ sở của vật thực đã có, đồng thờiđể chuyển đổi số liệu nghiên cứu trên mô hình sang vật thực.Cách tìm các hệ số đồng dạng Hk như sau: Theo lý thuyết đồng dạng và môhình, hệ số đồng dạng Hk của một đại lượng Ak nào đó, có thể suy ra từ hệ sốđồng dạng cơ bản (ký hiệu là Ha, Hb, Hc) của ba đại lượng cơ bản Aa, Ab, Acchọn trước, sau khi đã nâng lên một luỹ thừa (số mũ ik, jk, qk) nhất định:Hk = Haik. Hbjk. Hcqk (3)Đẳng thức trên vẫn đúng nếu ta thay các hệ số đồng dạng H của mỗi đại lượng Abằng các công thức thứ nguyên T tương ứng:Tk = Taik. Tbjk. Tcqk (4)Đẳng thức (4) phải thoả mãn hai điều kiện sau:- Các số mũ trong công thức thứ nguyên Ta, Tb , Tc của ba đại lượng cơ bản phảitạo thành một định thức khác không:- Các số mũ ik,jk, qk phải làm cho tổng số mũ của ba đơn vị cơ bản (kg, m, s) ởhai vế của đẳng thức (4) bằng nhau.2. Tính toán mô hình đồng dạng cho Đề tàiCác đại lượng cần tìm của mô hình trong Đề tài nghiên cứu là chuyển động dọc,ngang và xoay của liên hợp máy trên mặt đất (x, y, j), chúng là hàm số của các đạilượng đầu vào gồm: Trọng lượng của toàn liên hợp máy (G), giatốc rơi tự do (g),các kích thước dài của liên hợp máy (B), vậntốc liên hợp máy (V), các lực của môiđất tác động vào liên hợp máy (P) v.v.Chọn ba đại lượng cơ bản cho việc tính toán là: Gia tốc rơi tự do g, trọng lượng G,kích thước dài B. Giá trị ba hệ số đồng dạng c ơ bản được chọn như trong biểu 1.Từ các hệ số đồng dạng cơ bản đã chọn, theo cách nêu trên ta sẽ tính được các giátrị của hệ số đồng dạng Hk khác, kết quả nêu trong biểu 1:Biểu 1 Xác định các hệ số đồng dạng Hk của mô hình Đại lượng Hệ số đồng Đẳng thức (3) Hệ sốTT dạng (Hk) Hk =gh ik.Gh jk.Bh qk (Ak) Hk Gia tốc rơi tự do g Chọn1 gh 1 Chọn2 Gh 0,001 Trọng lượng G Kích thước dài B Chọn3 Bh 0,1 Gia tốc x” , y”4 x” h, y” h x” h = y” h = gh 1 kh = Gh / Bh 2 Hệ số cản mấu xích k5 kh 0,1 Vh =(gh.Bh) 0.5 Vận tốc lý thuyết Vlt6 Vh 0,32 Hệ số bám với xích trơn w7 wh wh = 1 1 Ngoại lực tác động P8 Ph Ph = Gh 0,001 Góc nghiêng nền đất b9 ...