Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu động lực học và mô phỏng hoạt động của Đầm dùi"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

69
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày tóm tắt những kết quả nghiên cứu động lực học và mô phỏng hoạt động của Đầm dùi - một trong những thiết bị đầm lèn xi măng phổ biến hiện nay. Kết quả nghiên cứu mô phỏng cho thấy hình ảnh trực quan, sinh động về hoạt động của các loại đầm dùi và các đặc tr-ng dao động, bán kính ảnh h-ởng của chúng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu động lực học và mô phỏng hoạt động của Đầm dùi"

Nghiªn cøu ®éng lùc häc vμ m« pháng ho¹t ®éng cña §Çm dïi TS. nguyÔn v¨n vÞnh Bé m«n M¸y x©y dùng - XÕp dì Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy tãm t¾t nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®éng lùc häc vμ m« pháng ho¹t ®éng cña §Çm dïi - mét trong nh÷ng thiÕt bÞ ®Çm lÌn xi m¨ng phæ biÕn hiÖn nay. KÕt qu¶ nghiªn cøu m« pháng cho thÊy h×nh ¶nh trùc quan, sinh ®éng vÒ ho¹t ®éng cña c¸c lo¹i ®Çm dïi vμ c¸c ®Æc tr−ng dao ®éng, b¸n kÝnh ¶nh h−ëng cña chóng. C«ng tr×nh nμy phôc vô cho ®μo t¹o nghiªn cøu khoa häc vμ s¶n xuÊt. Summary: The articles briefs on study of dynamics and stimulation of hand – pocker vibrators - one of popular cement vibrating equipment. The result serves training, research and production. i. ®Æt vÊn ®Ò ChÊt l−îng cña c¸c c«ng tr×nh x©y dùng b»ng bª t«ng cèt thÐp, bª t«ng xi m¨ng phô thuéc rÊt nhiÒu vµo qu¸ tr×nh ®Çm lÌn hçn hîp bª t«ng xi m¨ng (BTXM) khi thi c«ng chóng. §Çm dïi lµ mét trong nh÷ng thiÕt bÞ ®Çm lÌn BTXM phæ biÕn dïng ®Ó ®Çm lÌn c¸c cÊu kiÖn x©y dùng cã h×nh d¸ng phøc t¹p, chiÒu dµy lín, diÖn tÝch nhá nh− cét dÇm, mãng nhµ, dÇm cÇu…v.v. Qu¶ ®Çm th−êng ®Æt s©u trong hçn hîp bª t«ng, truyÒn xung lùc ngang trong lßng hçn hîp bª t«ng víi tÇn sè cao nªn hiÖu qu¶ ®Çm lÌn tèt. Chóng ®−îc sö dông réng r·i v× cã kÕt cÊu gän nhÑ, cã thÓ x¸ch tay di chuyÓn trong qu¸ tr×nh ®Çm vµ ®−a vµo mäi vÞ trÝ lµm viÖc. §Ó cã thÓ quan s¸t ®−îc qu¸ tr×nh lµm viÖc cña c¸c lo¹i ®Çm dïi, x¸c ®Þnh ®−îc b¸n kÝnh ¶nh h−ëng, tÝnh to¸n ®−îc c¸c ®Æc tr−ng dao ®éng cña chóng lµ mong muèn cña nh÷ng ng−êi thiÕt kÕ, chÕ t¹o thiÕt bÞ nµy. Víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c«ng nghÖ th«ng tin, c«ng viÖc phøc t¹p trªn cã thÓ gi¶i quyÕt ®−îc víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh ®iÖn tö (MT§T). Chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu ®éng lùc häc cña ®Çm dïi vµ m« pháng ho¹t ®éng cña chóng nh»m x©y dùng c¬ së khoa häc cho viÖc tÝnh to¸n, thiÕt kÕ, lùa chän c¸c th«ng sè hîp lý cña c¸c lo¹i ®Çm dïi. ii. néi dung 1. Kh¸i niÖm chung vÒ ®Çm dïi Trªn h×nh 1 thÓ hiÖn cÊu t¹o cña c¸c kiÓu ®Çm dïi chÝnh. §ã lµ §Çm dïi trôc mÒm cã trôc lÖch t©m (h×nh a), ®Çm dïi cã ®éng c¬ bè trÝ ë bªn trong (h×nh b) vµ ®Çm dïi cã trôc l¾c quay bªn trong (h×nh c).
H×nh 1. C¸c lo¹i ®Çm dïi chÝnh Oo - träng t©m cña ®Çu ®Çm; O1 - ®iÓm ®Æt cña lùc kÝch ®éng 2. Nguyªn lý lµm viÖc §éng c¬ ®iÖn truyÒn chuyÓn ®éng qua trôc mÒm tíi c¸c trôc lÖch t©m hoÆc trôc l¾c lµm chóng quay. Nhê c¸c khèi l−îng lÖch t©m lµm cho ®Çu ®Çm bÞ rung ®éng víi tÇn sè lín ®Ó ®Çm lÌn bª t«ng. 3. TÝnh to¸n ®éng lùc häc ®Çm dïi 3.1. M« h×nh ®éng lùc häc Tõ kÕt cÊu thùc cña ®Çm dïi vµ s¬ ®å cÊu t¹o cña chóng, sö dông c¸c gi¶ thiÕt ®Ó ®¬n gi¶n ho¸, chóng ta cã thÓ x©y dùng ®−îc m« h×nh ®éng lùc häc cña ®Çm dïi nh− trªn h×nh 2. §©y lµ hÖ dao ®éng 2 bËc tù do. 3.2. ThiÕt lËp ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng Chóng ta thiÕt lËp ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng víi c¸c gi¶ thiÕt sau ®©y: - M¸y ®Çm vµ trôc mÒm cã ®−êng trôc ë H×nh 2. M« h×nh ®éng lùc häc cña ®Çm dïi tr¹ng th¸i tÜnh lµ th¼ng ®øng. - Bá qua m«men uèn cña c¸p nèi vµ trôc mÒm ®èi víi ®iÓm treo hoÆc ®iÓm nèi. - Coi bª t«ng lµ mét m«i tr−êng ®µn håi cã hÖ sè dËp t¾t dao ®éng tØ lÖ víi tèc ®é. - HÖ sè dËp t¾t dao ®éng vµ ®é cøng cña bªt«ng kh«ng phô thuéc vµo thêi gian ®Çm lÌn. - Khèi l−îng cña bª t«ng dÝnh vµo qu¶ ®Çm vµ dao ®éng cïng víi nã trong qu¸ tr×nh ®Çm lÌn cã trÞ sè kh«ng ®æi ( m = const). - Trong qu¸ tr×nh ®Çm lÌn, ng−êi ®iÒu khiÓn kÐo qu¶ ®Çm theo ph−¬ng th¼ng ®øng vµ thµnh phÇn cña lùc kÝch ®éng theo ph−¬ng th¼ng ®øng cã thÓ bá qua. V× vËy, kh«ng cÇn viÕt ph−¬ng tr×nh c©n b»ng cho c¸c lùc th¼ng ®øng.
- C¸c lùc qu¸n tÝnh, lùc ®µn håi vµ lùc dËp t¾t dao ®éng t¸c dông trong mÆt ph¼ng n»m ngang. Gi¶ thiÕt nµy trong thùc tÕ cã thÓ cho phÐp víi gãc nghiªng ban ®Çu b»ng (1 ÷ 4).10-3rad Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng lùc theo ph−¬ng ngang trong hÖ to¹ ®é OXY nh− sau: •• • m. x 1 + K. x 1 + S.x 1 = m 0 .r0 .ω 2 . cos ωt (1) trong ®ã: m - tæng khèi l−îng dao ®éng, kg; m = mV + mb Víi: mV - khèi l−îng cña ®Çu ®Çm vµ phÇn khèi l−îng nèi cøng cña trôc treo, kg; mb - khèi l−îng cña bªt«ng dao ®éng cïng víi ®Çu ®Çm, kg; K - hÖ sè dËp t¾t dao ®éng, Ns/m; K = B.D.K0; trong ®ã: K0 - hÖ sè dËp t¾t dao ®éng riªng cña bªt«ng Ns/m3; D - ®−êng kÝnh qu¶ ®Çm, m; B - chiÒu dµy cña bªt«ng m; S - §é cøng ®µn håi cña bª t«ng, N/m; ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: S0 .B.D S= R Víi: S0 - hÖ sè ®µn håi riªng cña bªt«ng, N/m2; R - b¸n kÝnh ¶nh h−ëng cña ®Çm dïi, m; m0.r0 - m«men cña khèi l−îng lÖch t©m, kg.m; Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng m«men viÕt cho ®iÓm träng t©m S nh− sau: •• • θ. β + K. x 1 .e + S.x 1.e = f.m 0 .r0 .ω 2 . cos ωt (2) trong ®ã: θ - m«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng dao ®éng tæng céng ®èi víi trôc “Z” ®i qua träng t©m S cña ®Çu ®Çm, kg.m2; Chóng ta cã c¸c quan hÖ h×nh häc: X1 = X + e.tg β ; V× β nhá, gÇn ®óng tang β ≈ β suy ra: X1 = X + e. β . §¹o hµm X1 vµ thay vµo c¸c biÓu thøc (1) vµ (2) chóng ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña ®Çm dïi nh− sau:
•• • • m. X + K. X + S.X + K.e. β+ S.e.β = m 0 .r0 .ω 2 . cos ωt (3) •• • • θ. β + K.e 2 . β+ S.e 2 .β + K.e. X + S.e.X = f.m 0 .r0 .ω 2 . cos ωt Sau khi viÕt ®−îc ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng chóng ta sÏ xem xÐt c¸c tr−êng hîp lµm viÖc cô thÓ cña ®Çu ®Çm nh−: khi ®Çu ®Çm ®ang lµm viÖc ®−îc rót lªn khái bªt«ng (K = 0, S = 0) vµ ®Çu ®Çm lµm viÖc trong bªt«ng (K ≠ 0, S ≠ 0). 3.3. M« pháng ho¹t ®éng cña §Çm dïi Trªn c¬ së c¸c c«ng thøc x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña §Çm dïi còng nh− tõ hÖ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng (PTC§) (3) ®· thiÕt lËp ë trªn, chóng t«i ®· x©y dùng ch−¬ng tr×nh gi¶i hÖ PTC§ (3) vµ tõ kÕt qu¶ thu ®−îc cã thÓ m« pháng ho¹t ®éng cña c¸c kiÓu ®Çm kh¸c nhau víi ng«n ng÷ lËp tr×nh Turbo Pascal 7.0. C¸c sè liÖu nhËp vµo lµ khèi l−îng ®Çm, m«men lÖch t©m, m«men qu¸n tÝnh, vÞ trÝ träng t©mv.v... C¸c kÕt qu¶ thu ®−îc chÝnh lµ c¸c ®Æc tr−ng dao ®éng cña ®Çm, b¸n kÝnh ¶nh h−ëng vµ m« pháng chuyÓn ®éng cña ®Çm trªn mµn h×nh m¸y tÝnh víi quü ®¹o lµ ®−êng Hypecbolic. C¸c kÕt qu¶ thu ®−îc cã thÓ thÓ hiÖn trªn mµn h×nh m¸y tÝnh hoÆc truy xuÊt ra m¸y in. Do khu«n khæ cña mét bµi b¸o, chóng t«i xin giíi thiÖu cã tÝnh chÊt vÝ dô vÒ c¸c giao diÖn vµ mét sè kÕt qu¶ chñ yÕu ®èi víi mét kiÓu ®Çm ®ã lµ ®Çm dïi kiÓu trôc lÖch t©m. §èi víi c¸c lo¹i ®Çm dïi kh¸c ®Òu cã trong ch−¬ng tr×nh, tuú thuéc sù lùa chän cña ng−êi dïng.
H×nh 3. C¸c giao diÖn cña ch−¬ng tr×nh m« pháng III. KÕt luËn Víi nh÷ng kÕt qu¶ ®· ®¹t ®−îc khi nghiªn cøu ®éng lùc häc cña ®Çm dïi vµ m« pháng ho¹t ®éng cña chóng, chóng ta cã thÓ thÊy ®−îc mét c¸ch trùc quan sinh ®éng qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®Çm dïi khi ®Çm lÌn bª t«ng còng nh− x¸c ®Þnh ®−îc hiÖu qu¶ ®Çm lÌn cña chóng th«ng qua kÕt qu¶ nhËn ®−îc lµ c¸c ®Æc tr−ng dao ®éng vµ b¸n kÝnh ¶nh h−ëng cña c¸c kiÓu ®Çm, nhê ®ã cã thÓ lùa chän ®−îc c¸c th«ng sè hîp lý cña ®Çm dïi. KÕt qu¶ nghiªn cøu cña c«ng tr×nh giíi thiÖu trªn sÏ lµ tµi liÖu tham kh¶o cã Ých cho gi¶ng d¹y, nghiªn cøu khoa häc vµ ¸p dông vµo s¶n xuÊt. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. TrÇn Quang Quý, NguyÔn V¨n VÞnh, NguyÔn BÝnh. Gi¸o tr×nh “M¸y vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng”. Nhµ xuÊt b¶n GTVT n¨m 2001. [2]. NguyÔn V¨n VÞnh. Nghiªn cøu m« pháng ho¹t ®éng cña m¸y trén bª t«ng xi m¨ng trén c−ìng bøc kiÓu hµnh tinh trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö. T¹p chÝ khoa häc GTVT sè 1 - th¸ng 11/2002. [3]. NguyÔn V¨n VÞnh. Nghiªn cøu x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng dao ®éng cña m¸y sµng rung cã h−íng vµ x©y dùng ch−¬ng tr×nh m« pháng ho¹t ®éng trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö. T¹p chÝ khoa häc GTVT sè 7 - th¸ng 5/2004♦