BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Nguyễn Sỹ Nam
PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHẲNG
KHÂU ĐÀN HỒI SỬ DỤNG TỌA ĐỘ SUY RỘNG DƯ
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT
Hà Nội – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Nguyễn Sỹ Nam
PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHẲNG CÓ KHÂU
ĐÀN HỒI SỬ DỤNG TỌA ĐỘ SUY RỘNG
Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật
Mã số: 9 52 01 01
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TSKH Nguyễn Văn Khang
2. PGS. TS Lê Ngọc Chấn
Hà Nội – 2018
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành gửi tới thầy GS. TSKH Nguyễn Văn
Khang và thầy PGS.TS Lê Ngọc Chấn đã tận tình hướng dẫn khoa học, động viên và
giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, đồng nghiệp bạn đang
công tác tại Viện học, tại Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa
học Công nghệ Việt Nam, tại Bộ môn Ứng dụng Đại học Bách khoa Nội
tại Bộ môn học thuyết Đại học Xây dựng đã giúp đỡ, tạo điều kiện, động
viên tác giả trong quá trình làm luận án.
Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình đã luôn bên cạnh tác giả trong
suốt thời gian làm luận án.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả trình
bày trong luận án trung thực chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Nguyễn Sỹ Nam
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................ 3
1.1. Cơ cấu có khâu đàn hồi ..................................................................................... 3
1.1.1. Khâu rắn và khâu đàn hồi trong một số cơ cấu máy và robot ....................... 3
1.1.2. Mô hình của các khâu đàn hồi trong cơ cấu ................................................. 5
1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới..................................................................... 7
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................... 12
1.4. Xác định vấn đề nghiên cứu của luận án.......................................................... 12
CHƯƠNG 2. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ
NHIỀU VẬT ĐÀN HỒI........................................................................................... 13
2.1. Rời rạc hóa khâu đàn hồi................................................................................. 13
2.1.1. Rời rạc hóa khâu đàn hồi bằng phương pháp Ritz – Galerkin.................... 13
2.1.2. Rời rạc hóa khâu đàn hồi bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)........... 14
2.2. Thiết lập phương trình chuyển động của hnhiều vật cấu trúc mạch
vòng bằng phương trình Lagrange dạng nhân tử .................................................... 17
2.3. Thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động của cơ cấu bốn khâu bản lề
với thanh truyền đàn hồi......................................................................................... 18
2.3.1. Mô tả cơ cấu ............................................................................................. 18
2.3.2. Biểu thức động năng, thế năng và phương trình liên kết............................ 18
2.3.3. Phương trình vi phân chuyển động của cơ cấu khi thanh truyền đàn hồi
được rời rạc hóa bằng phương pháp Ritz – Galerkin........................................... 20
2.3.3.1. Trường hợp cơ cấu rắn....................................................................... 29
2.3.3.2. Trường hợp thanh truyền chchịu uốn (bỏ qua biến dạng dọc thanh)........ 29
2.3.3.3. Trường hợp thanh truyền chchịu kéo nén dc (bqua biến dng uốn) .... 30
2.3.4. Phương trình vi phân chuyển động của cơ cấu khi thanh truyền đàn hồi
được rời rạc hóa bằng các phần tử hữu hạn......................................................... 31
2.3.4.1. Trường hợp thanh truyền chchịu uốn (bỏ qua biến dạng dọc thanh) ..... 38