intTypePromotion=1
ADSENSE

Tạp chí Khoa học công nghệ Hàng hải: Số 63-04/2020

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

29
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tạp chí Khoa học công nghệ Hàng hải: Số 63-04/2020 thông tin đến các bạn với các bài viết tính toán lực siết cần thiết cho nhóm bulong lắp ghép cánh và bầu của chân vịt cánh rời; nghiên cứu giải pháp giảm lực cản trên ngư lôi tốc độ cao bằng mũi lôi tạo xâm thực; nghiên cứu kết hợp phương pháp siêu âm với điện hóa nhằm tăng năng suất gia công...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tạp chí Khoa học công nghệ Hàng hải: Số 63-04/2020

  1. ISSN 1859 - 316X TẠP CHÍ KHOA HỌC TRONG SỐ NÀY CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI JOURNAL OF MARINE SCIENCE KHOA HỌC KỸ THUẬT AND TECHNOLOGY SỐ 63 1 TÍNH TOÁN LỰC SIẾT CẦN THIẾT CHO NHÓM BULÔNG LẮP 8/2020 GHÉP CÁNH VÀ BẦU CỦA CHÂN VỊT CÁNH RỜI CALCULATING THE NECESSARY TIGHTENING FORCE FOR THE BOLTS OF THE BUILT-UP PROPELLER 5 NGUYỄN MẠNH NÊN, HOÀNG VĂN NAM*  TỔNG BIÊN TẬP: Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: namhv.vck@vimaru.edu.vn PGS.TS. Nguyễn Thanh Sơn  PHÓ TỔNG BIÊN TẬP: 2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIẢM LỰC CẢN TRÊN NGƯ LÔI TỐC ĐỘ CAO BẰNG MŨI LỒI TẠO XÂM THỰC ThS. Lê Kim Hoàn A STUDY OF SOLUTION TO REDUCE DRAG FORCE OF A HIGH- SPEED TORPEDO BY A CONVEX CAVITATOR  HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP: 1 PHẠM VĂN DUYỀN1*, TRƯƠNG VIỆT ANH2 12 Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam PGS.TS. Phạm Xuân Dương 2 Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội PGS.TS. Nguyễn Khắc Khiêm *Email liên hệ: duyenpv.vck@vimaru.edu.vn PGS.TS. Đỗ Quang Khải 3 NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM VỚI ĐIỆN HÓA TS. Nguyễn Mạnh Cường NHẰM TĂNG NĂNG SUẤT GIA CÔNG RESEARCH OF COMBINATION OF ULTRASONIC AND TS. Nguyễn Trí Minh ELECTROCHEMICAL MACHINING TO INCREASE PROCESSING 16 PRODUCTIVITY PGS.TS. Trần Anh Dũng NGUYỄN TIẾN DŨNG PGS.TS. Lê Văn Điểm Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: dungnt@vimaru.edu.vn PGS.TS. Đào Văn Tuấn PGS.TS. Đặng Công Xưởng 4 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KỲ DỊ VÀ VÙNG LÂN CẬN CỦA CHÖNG TRONG KHÔNG GIAN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHUỖI ĐỘNG HỌC PGS.TS. Vũ Trụ Phi PHẲNG, MẠCH KÍN DỰA TRÊN CHỈ SỐ TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG IDENTIFYING SINGULAR POINTS AND THEIR NEIGHBORS IN THE TS. Nguyễn Hữu Tuân WORKSPACE OF PLANAR CLOSED-LOOP MECHANISMS BASED 20 TS. Phạm Văn Minh ON MOTION TRANSMISSION INDEX NGUYỄN ĐỨC SANG*, NGUYỄN ĐÌNH KHIÊM ThS. Hoàng Thị Ngọc Diệp Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: sangnd.vck@vimaru.edu.vn PGS.TS. Nguyễn Kim Phƣơng PGS.TS. Nguyễn Minh Đức 5 ƯỚC TÍNH CÁC TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG CỦA TÀU CHỞ HÀNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÕNG ĐỜI SẢN PHẨM PGS.TSKH. Đỗ Đức Lưu EVALUATING ENVIRONMENTAL IMPACTS OF A CARGO SHIP BY PGS.TS. Nguyễn Hồng Vân USING LIFE CYCLE ASSESSMENT METHOD 25 ĐỒNG ĐỨC TUẤN*, PHẠM THỊ THANH HẢI PGS.TS. Trần Văn Lượng Khoa Đóng tàu, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam THƯ KÝ HỘI ĐỒNG: *Email liên hệ: tuandd.dt@vimaru.edu.vn ThS. Nguyễn Trung Kiên 6 TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CỦA CẦU TRỤC CÓ KỂ ĐẾN KHỐI LƢỢNG CỦA MÓC TREO - RÒNG RỌC CALCULATING CRANE VIBRATION CONSIDERING MASS OF HOOK - PULLY SYSTEM 31 HOÀNG MẠNH CƯỜNG Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: cuonghm@vimaru.edu.vn TÒA SOẠN 7 ỨNG DỤNG QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CÔNG NGHỆ TỐI ƯU TRONG CHẾ TẠO LỚP PHỦ AISI 316 P. 206B - Nhà A1 TRÊN BỀ MẶT TRONG CÁC CHI TIẾT THÉP DẠNG ỐNG Trường Đại học Hàng hải Việt Nam APPLICATION OF DESIGN OF EXPERIMENTS FOR DETERMINING OPTIMAL TECHNOLOGICAL PARAMETERS IN FABRICATING AISI 316 484 Lạch Tray - Hải Phòng 35 STEEL COATING ON THE INNER SURFACE OF CYLINDRICAL TUBES PHÙNG TUẤN ANH1*, THÁI VĂN HÀ2, ĐỖ THÀNH TRUNG2 Email: jmst@vimaru.edu.vn 1 Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ Quốc phòng 2 Giấy phép xuất bản số Nhà máy Z125, Tổng cục CNQP, Bộ Quốc phòng 1350/GP-BTTTT cấp ngày 30/07/2012 *Email liên hệ: phungtuananhmta@gmail.com Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 63 - 8/2020
  2. 8 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÀN CHO THIẾT KẾ BIẾN DẠNG BÌNH COMPOZIT ĐƯỢC QUẤN THEO ĐƯỜNG PHI TRẮC ĐỊA DESIGN OF SHAPE MODEL FOR COMPOSITE PRESSURE VESSELS BASED ON NON-GEODESIC TRAJECTORIES TRẦN THỊ THANH VÂN1*, TRẦN NGỌC THANH2, ĐINH VĂN HIÊN2 41 1 Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2 Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự *Email liên hệ: vanttt.vck@vimaru.edu.vn 9 CẤP KHÍ NÉN VÀO BUỒNG ĐỐT ĐỘNG CƠ DIESEL Ở THỜI ĐIỂM PHUN NHẰM GIẢM PHÁT THẢI NOX TO SUPPLY THE COMPRESSED AIR AT THE FUEL INJECTION TIMING INTO THE COMBUSTION CHAMBER OF DIESEL ENGINE FOR REDUCTION OF NOX 47 LƯU QUANG HIỆU Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: luuquanghieu@vimaru.edu.vn 10 PHÂN TÍCH THỐNG KÊ VÀ XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CÔNG SUẤT CÁC ĐỘNG CƠ CỦA TÀU AHTS DỰA TRÊN DỮ LIỆU ĐĂNG KÝ TÀU STATISTICAL ANALYSIS AND PRELIMINARY DETERMINATION OF ENGINE POWER FOR AHTS VESSELS BASED ON VESSEL REGISTRATION DATA 52 NGUYỄN ANH VIỆT Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: anhvietkdt@gmail.com 11 ỨNG DỤNG MẠNG BAYES ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN ĐÂM VA CỦA PHƯƠNG TIỆN THỦY TRONG QUÁ TRÌNH HÀNH HẢI APPLYING BAYESIAN NETWORK FOR ASSESSING THE CAUSATION PROBABILITY OF VESSELS ON NAVIGATION CHANNEL 57 TRẦN ĐỨC PHÖ Khoa Công trình, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: phutd.ctt@vimaru.edu.vn 12 GIẢI PHÁP MỚI GIẢM CAO TRÌNH ĐỈNH ĐÊ BẢO VỆ BỜ BIỂN THE NEW SOLUTION TO REDUCING CREST ELEVATION OF COASTAL DEFENCE STRUCTURES NGUYỄN HOÀNG*, NGUYỄN VĂN NGỌC, NGUYỄN TRỌNG KHUÊ 63 Khoa Công trình, Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam *Email liên hệ: nguyenhoang.ctt@vimaru.edu.vn 13 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI BẰNG NHẬN DẠNG CHUYỂN ĐỘNG SỬ DỤNG CHIP TRÍ TUỆ NHÂN TẠO PROPOSE METHODS TO CONTROL UAV BY MOTION RECOGNITION USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE CHIPS (AI CHIP) 69 ĐỖ KHẮC TIỆP*, ĐÀO MINH QUÂN Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: dokhactiep@vimaru.edu.vn 14 GIẢ LẬP DỮ LIỆU MÁY THU GPS CHO HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ NAVI-SAILOR 4000 TO SIMULATE THE GPS RECEIVER DATA FOR NAVI-SAILOR 4000 ECDIS NGUYỄN CÔNG VỊNH1*, NGUYỄN MẠNH CƯỜNG2 1 74 Cao đẳng nghề VMU, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2 Khoa Hàng hải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: vinh.nc@vimaru-vmc.edu.vn 15 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO TỰ ĐỘNG TẠI CÁC ĐIỂM GIAO CẮT GIỮA ĐƯỜNG NGANG DÂN SINH VÀ ĐƯỜNG SẮT BUILDING MODEL OF AUTOMATIC WARNING SYSTEM AT THE INTERSECTIONS OF RAILWAY AND LOCAL ROADS 78 NGÔ QUỐC VINH, ĐÀO QUANG VINH, NGUYỄN TRỌNG ĐỨC* Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: trong-duc.nguyen@vimaru.edu.vn 16 HÀM LƢỢNG CACBON VÔ CƠ HÕA TAN (DIC) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÙNG CỬA SÔNG BẠCH ĐẰNG (HẢI PHÕNG) CONTENT OF DISSOLVED INORGANIC CARBON (DIC) IN THE WATER ENVIRONMENT OF BACH DANG ESTUARY (HAI PHONG) LÊ VĂN NAM1,2, PHẠM THỊ KHA1, DƯƠNG THANH NGHỊ1, CAO THỊ THU TRANG1, NGUYỄN XUÂN SANG3* 82 1 Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 3 Viện Môi trường, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: sangnx.vmt@vimaru.edu.vn Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 63 - 8/2020
  3. 17 IMPROVING THE HINTERLAND CONNECTION TO ENHANCE VIETNAMS PORT OPERATIONAL PERFORMANCE PHÁT TRIỂN MIỀN HẬU PHƯƠNG TRONG VIỆC HỖ TRỢ HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC CẢNG TẠI VIỆT NAM 88 BUI THI THANH NGA Faculty of Maritime Business, Vietnam Maritime University *Email liên hệ: ngabtt.kt@vimaru.edu.vn 18 THE DETERMINANTS OF E-COMMERCE WEBSITE SELECTION USING DELPHI - FUZZY EVALUATION METHOD: A CASE STUDY OF VIETNAM CÁC TIÊU CHÍ QUYẾT ĐỊNH SỰ LỰA CHỌN TRANG THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ FUZZY-DELPHI: NGHIÊN CỨU TRƯỜNG HỢP TẠI VIỆT NAM LÊ THỊ NGỌC NGÀ1, PHẠM THỊ NGA1, NGUYỄN THỊ HƯƠNG TRÀ1, 95 ĐÀO THỊ HƯƠNG LINH1, TRỊNH THỊ HỒNG MINH1, PHẠM THỊ YẾN2* 1 International School of Education, Vietnam Maritime University 2 * Faculty of Maritime Business, Vietnam Maritime University *Email liên hệ: phamyen@vimaru.edu.vn 19 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CHỈ TIÊU PHÙ HỢP ĐỂ ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CỦA CẢNG BIỂN HẢI PHÕNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DELPHI SELECTING APPROPRIATE INDICATORS TO MEASURE HAIPHONG PORT SUSTAINABILITY USING DELPHI METHOD 100 VŨ THANH TRUNG*, TRƯƠNG THỊ NHƯ HÀ Khoa Kinh tế, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: trungvt@vimaru.edu.vn 20 MÔ HÌNH VẬN TẢI CÓ TRUNG CHUYỂN VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỊ TRƯỜNG XUẤT KHẨU GẠO CỦA VIỆT NAM HIỆN NAY THE TRANSSHIPMENT MODEL AND ITS APPLICATIONS IN THE CURRENT RICE EXPORT MARKET IN VIETNAM 105 VŨ TUẤN ANH Khoa Cơ sở - Cơ bản, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: anhvt246@vimaru.edu.vn 21 NĂNG SUẤT NHÂN TỐ TỔNG HỢP TRONG CÁC DOANH NGHIỆP CHẾ BIẾN THỰC PHẨM VIỆT NAM: CÁCH TIẾP CẬN KIỂM SOÁT HÀM SẢN XUẤT TOTAL FACTOR PRODUCTIVITY IN VIETNAMESE FOOD PROCESSING FIRMS: CONTROL FUNTION APPROACH 111 NGUYỄN VĂN Khoa Cơ sở - Cơ bản, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: vanxpo@vimaru.edu.vn 22 CHẾ ĐỘ TRÁCH NHIỆM DÂN SỰ ĐỐI VỚI THIỆT HẠI Ô NHIỄM DẦU TÀU: VAI TRÕ CỦA CÁC QUỐC GIA TRONG VIỆC THIẾT LẬP CÁC QUY TẮC THỐNG NHẤT TOÀN CẦU CIVIL LIABILITY FOR SHIPS OIL POLLUTION DAMAGE: THE ROLE OF STATES IN ESTABLISHING GLOBAL UNIFIED RULES 116 PHẠM VĂN TÂN Trung tâm Huấn luyện Thuyền viên, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: phamvantan@vimaru.edu.vn 23 NÂNG CAO NHẬN THỨC VỀ AN NINH MẠNG ĐỐI VỚI THUYỀN VIÊN VIỆT NAM RAISING AWARENESS ON CYBER SECURITY FOR VIETNAMESE SEAFARERS ĐÀO QUANG DÂN 123 Khoa Hàng hải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: daoquangdan@vimaru.edu.vn 24 GIẢI PHÁP NHẰM HOÀN THIỆN CHƯƠNG TRÌNH HỢP TÁC HỌC BỔNG, THỰC TẬP SINH CHO SINH VIÊN KHỐI ĐI BIỂN DO KHOA CHUYÊN MÔN TRỰC TIẾP QUẢN LÝ SOLUTIONS TO COMPLETE THE SCHOLARSHIP AND TRAINEE COOPERATION PROGRAM FOR MARINE STUDENTS, DIRECTLY MANAGED BY THE PROFESSIONAL FACULTIES 129 NGUYỄN MẠNH CƯỜNG Khoa Hàng hải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: nmcuong@vimaru.edu.vn Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 63 - 8/2020
  4. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY TÍNH TOÁN LỰC SIẾT CẦN THIẾT CHO NHÓM BULÔNG LẮP GHÉP CÁNH VÀ BẦU CỦA CHÂN VỊT CÁNH RỜI CALCULATING THE NECESSARY TIGHTENING FORCE FOR THE BOLTS OF THE BUILT-UP PROPELLER NGUYỄN MẠNH NÊN, PHẠM NGỌC ÁNH, HOÀNG VĂN NAM* Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: namhv.vck@vimaru.edu.vn Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Với kết cấu cánh rời và lắp với bầu bằng mối Ngày nay, chân vịt biến bước được sử dụng rộng ghép bulông (vít) nên bulông lắp ghép cánh chân rãi trong ngành kỹ thuật tàu thủy, đặc biệt là trên các vịt biến bước là chi tiết rất quan trọng. Lực siết tàu kĩ thuật cao như tàu quân sự hay tàu quét ngư lôi. của nhóm bulông lắp ghép ảnh hưởng trực tiếp Chân vịt biến bước cũng được sử dụng trên một số tới độ bền, khả năng làm việc, và độ tin cậy của tàu kĩ thuật thô sơ hơn chẳng hạn như tàu cá, tàu kéo, cả chân vịt. Lực siết nói chung phụ thuộc vào tải tàu phá băng,... Về mặt công nghệ, chân vịt biến trọng ngoài. Tuy nhiên, tải trọng tác dụng lên bước có nhiều lợi thế trong quá trình chế tạo, đặc nhóm bulông cánh lại vô cùng phức tạp, chúng biệt là đối với các chân vịt có tỉ số mặt đĩa lớn, tức là bao gồm các lực và mômen do trường phân bố áp chân vịt có hình chiếu các cánh xuống mặt phẳng suất trên cánh chân vịt gây ra. Trong bài báo này, vuông góc với đường tâm hệ trục có phần giao nhau. nhóm tác giả đưa ra phương pháp xác định tải Do độ phức tạp về hình dáng kết cấu của các chân vịt trọng tác dụng và tính toán lực siết cần thiết cho có tỉ số mặt đĩa lớn, các chân vịt cánh liền loại này bulông ghép cánh chân vịt cánh rời. Áp dụng tính thường được gia công trên các máy CNC 4 hoặc 5 toán cho chân vịt lắp trên tàu có công suất máy trục. Quá trình công nghệ chế tạo trở nên đơn giản và chính 155CV với đường kính chân vịt 1m. dễ dàng hơn nhiều đối với các chân vịt biến bước khi mà các chi tiết cánh có thể tháo rời ra. Theo đó, Từ khóa: Chân vịt biến bước, chân vịt cánh rời, chúng ta có thể đúc và gia công từng bộ phận trên bulông, tính toán độ bền. các máy CNC 3 trục thông thường nhằm tăng năng Abstract suất sản xuất cũng như giảm giá thành chế tạo, và With the structure of detachable blades fitted to sau đó tiến hành lắp ghép các chi tiết lại với nhau để the hub with bolts, the bolts of controllable pitch có được cụm chi tiết hoàn chỉnh. propeller are very important. The tightening force Mặc dù chân vịt biến bước có nhiều ưu điểm như of the bolt group directly affects the durability, được đề cập ở trên, việc lắp ghép các cánh với bầu working ability, and reliability of the propeller. chân vịt như thế nào để đảm bảo độ bền của chân vịt The tightening force generally depends on trong đó có nhóm bulông lắp ghép khi làm việc là external loads. However, the loads acting on the một vấn đề cần được quan tâm. blade bolt group are extremely complex. They Trên thực tế, thường có hai phương án lắp ghép include the forces and moments caused by the cánh với bầu tương ứng với hai dạng cấu tạo của pressure distribution field on the propeller blade. chân vịt biến bước như được minh họa trên Hình 1 In this paper, the authors propose a method to và Hình 2. Phương án 1 (Hình 1), bầu chân vịt được determine the effective load and calculate the necessary tightening force for the bolts of a chia làm hai nửa, cánh và bộ phận điều khiển bước built-up propeller. Applying for the calculation làm liền khối. Phương án 2 (Hình 2), bầu chân vịt of the propeller of the ship with the main engine được làm liền khối, cánh và bộ phận điều khiển bước capacity of 155CV and the propeller diameter tách rời và ghép lại bằng các bulông. Bài báo này đề of 1 meter. cập đến phương pháp tính toán lực siết cần thiết cho Keywords: Controllable pitch propeller, built-up nhóm bulông lắp ghép cánh và bầu trong phương án 2. propeller, bolt, strength analysis. Hiện nay việc tính toán thiết kế chân vịt biến bước nói chung và nhóm bulông lắp ghép cánh chân vịt nói riêng do một số hãng chuyên về thiết kế và SỐ 63 (8-2020) 5
  5. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY chế tạo chân vịt biến bước thực hiện, và gần như 2. Cơ sở lý thuyết không được công bố ra ngoài. Ở Việt Nam, công 2.1. Đường lối tính toán chung thức tính đường kính bulông ghép cánh chân vịt biến Chúng ta xét một cánh được lắp ghép với bầu của bước được đề cập trong Quy chuẩn quốc gia về phân chân vịt biến bước như trên Hình 3. Khi đó, tải trọng cấp và đóng tàu biển vỏ thép QCVN21:2015 [1], tuy tác dụng lên nhóm bulông lắp ghép giữa cánh và bầu nhiên công thức này không phân biệt đặc điểm lắp chân vịt chính là áp suất thủy động của chất lỏng tác ghép (lắp có khe hở hay không có khe hở) và đặc dụng lên cánh chân vịt. Trong thực tế, áp suất thủy biệt là không đề cập đến việc xác định lực siết cần động của chất lỏng tác dụng lên cánh chân vịt phân thiết cho các bulông. bố phức tạp trên toàn bộ bề mặt của cánh. Chúng ta Bài báo này nhóm tác giả đề xuất phương pháp chọn hệ quy chiếu gắn với cánh chân vịt sao cho gốc tính toán lực siết cần thiết cho nhóm bulông lắp ghép tọa độ đặt tại trọng tâm mối ghép bulông, trục Z và cánh của chân vịt cánh rời nói chung và chân vịt biến X nằm trong mặt phẳng lắp ghép, trục Z cùng bước nói riêng để làm cơ sở cho việc tính toán kích phương với đường tâm hệ trục chân vịt, trục Y vuông thước hay nghiệm bền nhóm bulông nói trên. góc với bề mặt lắp ghép (Hình 3). Khi quy đổi trường áp suất phân bố này về mặt phẳng lắp ghép ta nhận được các lực tập trung theo 3 phương Fx, Fy, Fz đặt tại trọng tâm của mối ghép và các mômen tập trung Mx, My, Mz. Cho tới nay, một số phương pháp tính toán thủy động học của chân vịt đã được đề xuất, bao gồm Hình 1. Bầu chân vịt hai nửa Hình 3. Hệ trục tọa độ tính toán Hình 2. Bầu chân vịt liền khối Hình 4. Mô phỏng tính toán trên phần mềm Ansys 6 SỐ 63 (8-2020)
  6. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY những phương pháp sau mà theo đó mức độ phức tạp chuyển theo phương của nó, mômen My có xu hướng cũng tăng dần, chẳng hạn như: lý thuyết động lượng làm bề mặt ghép xoay tương đối với nhau. (momentum theory), phương pháp đường chịu tải Gọi số bulông trong nhóm là Z. Lực F F do Fxz tác (lifting-line method), phương pháp bề mặt nâng dụng lên mỗi bulông cùng phương và ngược chiều với (lifting surface method), phương pháp phần tử biên lực Fxz, và có trị số như sau: (boundary element method), phương pháp trường (field method)…[4]. Trong bài báo này, nhóm tác giả 𝐹𝑋𝑍 2 +𝐹 2 √𝐹𝑋 𝑍 sử dụng phần mềm Ansys để mô phỏng và tính toán 𝐹𝐹 = = (2) 𝑍 𝑍 áp suất trên bề mặt cánh chân vịt. Từ đó xuất ra kết Do các bulông lắp ghép được bố trí theo đường quả các lực và mômen tại trọng tâm của mối ghép. tròn bán kính r nên lực FM do mômen My tác dụng lên Chúng ta chia các lực và mômen tác dụng lên mỗi bulông có phương vuông góc với đường nối tâm nhóm bulông ghép cánh và bầu chân vịt thành hai bulông tới tâm mối ghép, có chiều ngược với chiều nhóm. Nhóm 1 là các lực và mômen tác dụng trong của mô men My, và có trị số tính theo công thức sau: mặt phẳng ghép bao gồm các lực Fx, Fz và mômen 𝑀𝑌 My. Các lực và mômen trong nhóm này làm hai bề 𝐹𝑀 = (3) 𝑟𝑍 mặt lắp ghép có xu hướng trượt tương đối với nhau. Lực tổng hợp tác dụng lên mỗi bulông trong mặt Nếu là bulông lắp không khe hở thì thân bulông trực phẳng ghép là: tiếp tiếp nhận tải trọng và ngăn không cho hai mặt phẳng ghép trượt tương đối với nhau. Nếu bulông lắp ⃗⃗⃗ 𝐹𝑡 = ⃗⃗⃗⃗ 𝐹𝐹 + ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐹𝑀 (4) có khe hở thì cần tính lực siết Vtr để đảm bảo mối Trị số của Ft có thể tính theo công thức sau: ghép không bị trượt. Nhóm 2 là các lực và mômen tác dụng trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng Ft  FF2  FM2  2 FF FM cos( FF ; FM ) (5) lắp ghép bao gồm lực Fy, các mômen Mx, Mz và lực quán tính ly tâm Fc. Các lực và mômen trong nhóm Lực siết cần thiết theo điều kiện chống trượt Vtr này có xu hướng làm tách hở hai bề mặt ghép. Như được tính theo Ft: vậy ta cần xác định lực siết bulông để đảm bảo mối kFt ghép không bị tách hở. Vtr  (6) f Tóm lại nếu là bulông lắp không khe hở thì lực siết cần thiết là lực siết để chống tách hở mối ghép: Trong đó: V = Vth (1a) k - hệ số an toàn chống trượt, k = 1,3÷2 [2]; Nếu là bulông lắp có khe hở thì khi tính toán ta f - hệ số ma sát của cặp bề mặt lắp ghép. phải xác định được lực siết bulông V cần thiết để vừa 2.3. Xác định lực siết cần thiết theo điều kiện đảm bảo khi làm việc các bề mặt ghép không bị xê chống tách hở mối ghép dịch vừa đảm bảo mối ghép không bị tách hở. Từ Khi chưa có tác dụng của ngoại lực, lực siết Vth điều kiện chống xê dịch mối ghép ta xác định được tạo ra áp suất (ứng suất dập) trên các bề mặt ghép. lực siết cần thiết Vtr, từ điều kiện chống tách hở mối Coi áp suất trên các bề mặt ghép phân bố đều, trị số ghép ta xác định được lực siết cần thiết Vth. Vậy lực của nó được tính theo công thức sau: siết cần thiết là giá trị lớn trong hai giá trị lực siết nói trên [2]: Vth Z V  (7) A V = Max{Vtr;Vth} (1b) Trong đó: A - diện tích bề mặt ghép. Chân vịt được nhóm tác giả áp dụng tính toán cụ thể trong nghiên cứu này sử dụng nhóm bulông lắp Khi làm việc, các lực Fy, FC và các mômen Mx, ghép có khe hở. Mz làm giảm áp suất trên bề mặt ghép và làm cho mối ghép có xu hướng bị tách hở. 2.2. Tính toán lực siết cần thiết theo điều kiện chống trượt Lực Fy và FC làm áp suất trên bề mặt ghép giảm đi một lượng: Trong mặt phẳng ghép tổng hợp lực F XZ của hai lực Fx và Fz có xu hướng làm 2 bề mặt ghép dịch SỐ 63 (8-2020) 7
  7. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY ( Fy  FC )(1   ) V  k ( F   M ) (13) F  (8) Trong đó: A k - hệ số an toàn chống tách hở, thông thường k = Trong đó: 1,3 ÷2 [2]. - hệ số phân bố ngoại lực, nó phụ thuộc vào Từ đó ta tính được lực siết Vth cần thiết để chống tách hở mối ghép: vật liệu và kết cấu của bulông cũng như chân vịt. Hệ số này thông thường khá nhỏ vì độ mềm của bulông A V Vth  (14) lớn hơn nhiều các tấm ghép. Để an toàn và thuận lợi Z cho việc tính toán lực siết ta có thể coi  = 0; FC - lực quán tính ly tâm do khối lượng cánh gây ra khi chuyển động, FC được tính theo công thức sau: N  2 FC  mR   (9)  30  Trong đó: m - khối lượng 1 cánh; R - khoảng cách từ trọng tâm cánh đến tâm trục; N - số vòng quay của chân vịt trong 1 phút. Áp suất trên bề mặt ghép do mômen Mz và Mx gây ra thay đổi theo biểu đồ tương tự ứng suất uốn [2]. Tổng hợp hai mômen Mx và Mz ta nhận được Hình 5. Biểu đồ phân bố áp suất trên bề mặt ghép mômen tổng Mt. Mặt phẳng tác dụng của mômen này được xác định dựa vào trị số và chiều của Mx và Mz. 2.4. Tính toán mômen siết cần thiết Mô men siết cần thiết tương ứng có thể tính toán  Mz    Mz  (10)   arctan    arctan   theo công thức sau [6]:  Mx    Mx  V .Pr MA  (15) Trong đó: 2 α - góc giữa mặt phẳng tác dụng của Mx và Mt; Trong đó: σMx và σMz - áp suất lớn nhất do Mx và Mz gây ra. MA - mômen siết cần thiết; Bỏ qua trị số  , ta có thể xác định được trị số Pr - bước ren của vít lắp ghép; giới hạn của áp suất trên bề mặt ghép do Mt gây ra: η - hiệu suất kể đến ảnh hưởng của ma sát khi siết bulông. M t (1   ) M t M x2  M Z 2 3. Ví dụ tính toán M    (11) Wu Wu Wu Trong phần này, chúng tôi tính toán cho chân vịt biến bước lắp trên tàu có công suất máy chính là Trong đó: H = 155 CV, số vòng quay trong một phút của chân Wu - mômen cản uốn của tiết diện bề mặt ghép. vịt khi làm việc ở chế độ toàn tải là N = 629 Biểu đồ phân bố áp suất trên bề mặt ghép tại mặt vòng/phút, vận tốc khai thác của tàu là v = 10 hải phẳng tác dụng của Mt có dạng như Hình 5. lý/giờ. Chân vịt có đường kính DC = 1m, số cánh n = Áp suất nhỏ nhất trên bề mặt ghép là: 3, cánh chân vịt được thiết kế theo SeriB. Cánh ghép  min  V   F   M (12) với bầu chân vịt bằng mối ghép bulông có khe hở. Để đảm bảo mối ghép không bị tác hở thì Sử dụng phần mềm ANSYS FLUENT để mô  min  0, hoặc V   F   M . phỏng trường áp suất trên cánh và từ đó xác định tải trọng tác dụng lên nhóm bulông lắp ghép. Kết quả Để an toàn ta lấy: tính toán nhận được như sau: 8 SỐ 63 (8-2020)
  8. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Fx = 1134,89 N; Mx = 870,97 Nm; Fy = 194,97 N; My = 5,85 Nm; Fz = -2712,68 N; Mz = 374,75 Nm. Hình 6. Ví dụ tính toán lực theo phương X Kết quả tính toán được thể hiện trong Bảng 1: Bảng 1. Kết quả tính toán Ký Đơn STT Thông số Công thức Kết quả hiệu vị 1 Số bulông Zv 6 chiếc Đường kính bề mặt 2 D 192 mm lắp ráp SUSF 3 Vật liệu bulông Theo tiêu chuẩn đăng kiểm 304 8 Khối lượng cánh m 23,09 kg Khoảng cách giữa 9 trọng tâm cánh và R 23,308 cm đường tâm trục N  2 10 Lực li tâm FC Fc  mR   2.3421,943 N  30  11 Đường kính chân vịt DC 1 m Vật liệu cánh và đĩa 13 CU1-4 chân vịt Đường kính lỗ ghép 14 dlo 15 mm bulông Vật liệu đĩa xoay SUSF 15 cánh 304 Mô đun đàn hồi vật 16 Ed 1,93.105 Mpa liệu đĩa xoay cánh SỐ 63 (8-2020) 9
  9. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Ký Đơn STT Thông số Công thức Kết quả hiệu vị Chiều dày lắp ghép 17 lC 13 mm của cánh Chiều dài phần ren 18 ld 12 mm bulông bắt vào đĩa 19 Độ mềm bulông λb λb = lb/(Eb.Ab) 6,3.107 mm/N Đường kính đầu 20 Ddv 21 mm bulông Đường kính tính toán 21 D1 D1  Ddv   lc  ld  / 4 mm lỗ ghép 27,25 Atg    D2  dlo2  / 4 Diện tích biến dạng 22 Atg mm2 bích và đĩa cánh 406,49 Độ mềm của các tấm  l l  23 λtg Atg    c  d  4,3.107 mm/N E A ghép  c tg Ed Atg  24 Hệ số tải trọng ngoài  0,403 26 Áp suất do Mx gây ra 𝜎𝑀𝑥 0,75 Mpa 27 Áp suất do Mz gây ra 𝜎𝑀𝑧 0,54 Mpa Áp suất do lực ly tâm 28 𝜎𝐹𝑐 0,81 Mpa gây ra Áp suất do lực Fy gây 29 𝜎𝐹𝑦 0,007 Mpa ra Góc giữa phương áp   Mz  31 suất tổng lớn nhất với    arctan   35,788 Độ trục X   Mx  32 Áp suất lớn nhất tải  gMax 1,69 Mpa trọng ngoài gây ra Hệ số an toàn chống 33 Kth 1,5 tách hở Lực siết chống tách hở 34 Vth 12.237,389 N mối ghép Hệ số an toàn chống 35 Kt Chọn 1,5 trượt 36 Lực ngang tổng Fn 2.940,51 N Lực Fn tạo với trục X MZ F 37 β   arctan  arctan Z 67,30 Độ một góc MX FX 38 Lực do Fn gây ra FF 490,09 N 2M y 39 Lực do My gây ra FMy FMy  10,16 N DZV Góc nhỏ nhất giữa 2 40 Xác định bằng phương pháp vẽ sơ đồ 9,24 Độ lực thành phần 41 Tổng hợp lực lớn nhất Fnv 500,11 N 42 Hệ số ma sát f 0,22 10 SỐ 63 (8-2020)
  10. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Ký Đơn STT Thông số Công thức Kết quả hiệu vị Hệ số an toàn chống 43 Kt Chọn 1,5 trượt Lực siết cần thiết K th Fnv 44 Vtr V 3.409,857 N chống trượt f 45 Lực siết cần thiết V V = Max(Vtr;Vth) 12.237,389 N 46 Bước ren Pr 2 mm Hiệu suất khi siết 47 η 0,15 bulông [6] Mômen siết cần thiết 48 MA 24,969 Nm tương ứng [6] 4. Kết luận Bài báo đã đề xuất phương pháp chung tính toán TÀI LIỆU THAM KHẢO lực siết cần thiết cho bulông lắp ghép cánh và bầu [1] Quy chuẩn quốc gia về phân cấp và đóng tàu biển của chân vịt cánh rời nói chung và chân vịt biến vỏ thép QCVN21:2015. bước nói riêng. [2] Đào Ngọc Biên, Bài tập cơ sở thiết kế máy và chi Kết quả tính toán cho chân vịt tàu có công suất tiết máy, NXB Giao thông vận tải, 2011. 155 CV cho thấy lực siết cần thiết tối thiểu là [3] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1 và 2, V = 12237,3989 N, mômen siết tương ứng là NXB Giáo dục, 2004. MA = 24,969 Nm. Chọn mômen siết theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916:1995 về Bulông, vít, [4] Đặng Xuân Phương, Đánh giá độ bền của chân vít cấy và đai ốc - Yêu cầu kỹ thuật thì ta có vịt tàu thủy chế tạo bằng phương pháp ghép cánh, MA = 25,35 Nm. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số tháng 4 - 2016. Dùng kết quả này để tiến hành tính toán kích thước bulông theo độ bền thì thu được đường kính [5] Nguyễn Đăng Cường, Thiết kế và lắp ráp thiết bị bulông theo tiêu chuẩn là M14 hoàn toàn phù hợp tàu thủy, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2010. với đường kính bulông tính theo công thức trong [6] Jürgen Burmester, Josef Dillinger, Walter Quy chuẩn quốc gia về phân cấp và đóng tàu biển vỏ Escherich, Eckhard Ignatowitz, Stefan Oesterle, thép QCVN21:2015. Fachkunde Metall, Taschenbuch, 2017. Lời cảm ơn Ngày nhận bài: 23/3/2020 Bài báo là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường năm học 2019 - 2020: “Nghiên cứu Ngày nhận bản sửa: 16/4/2020 xác định tải trọng tác dụng và tính bền bu lông (vít) Ngày duyệt đăng: 20/4/2020 ghép cánh của chân vịt cánh rời” được hỗ trợ kinh phí bởi Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. SỐ 63 (8-2020) 11
  11. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIẢM LỰC CẢN TRÊN NGƯ LÔI TỐC ĐỘ CAO BẰNG MŨI LỒI TẠO XÂM THỰC A STUDY OF SOLUTION TO REDUCE DRAG FORCE OF A HIGH-SPEED TORPEDO BY A CONVEX CAVITATOR PHẠM VĂN DUYỀN1*, TRƯƠNG VIỆT ANH2 1 Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2 Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội *Email liên hệ: duyenpv.vck@vimaru.edu.vn Tóm tắt 1. Giới thiệu Ngư lôi là loại đạn di chuyển dưới nước nên yếu Khi vật thể hình trụ dạng ngư lôi có tốc độ cao tố lực cản ảnh hưởng lớn đến hiệu quả khai thác chuyển động ngầm dưới nước thì yếu tố lực cản tác và đặc tính hàng hải của loại thiết bị này. Một dụng lên ngư lôi có vai trò quyết định đến tốc độ và trong những ảnh hưởng có lợi của xâm thực đó là thời gian di chuyển trên hành trình tới mục tiêu của giảm lực cản từ môi trường tác dụng khi siêu xâm ngư lôi. Hiện tượng siêu xâm thực được biết đến như thực hình thành. Từ kết luận rút ra từ bài báo [5] là một giải pháp giúp giảm đáng kể lực cản từ môi mà nhóm đã thực hiện, mũi tam giác dạng lồi cho trường chất lỏng tác dụng lên thân ngư lôi khi ngư lôi kết quả lực cản giảm so với trường hợp mũi di chuyển với tốc độ cao ngầm dưới nước. Siêu xâm thường. Bài báo này tập trung nghiên cứu ảnh thực được hình thành trên bề mặt vật thể theo hai hưởng mũi lồi được gắn vào phần đầu ngư lôi nguyên mẫu Set53M giúp hình thành xâm thực và phương pháp đó là xâm thực nhân tạo do khí gas được bao phủ toàn bộ thân ngư lôi khi ngư lôi di bố trí ở vùng mũi vật thể giúp hình thành siêu xâm chuyển ở tốc độ cao. Từ đó giúp giảm đáng kể lực thực [2] và xâm thực hơi nước nhờ kết cấu đĩa có hình cản tác dụng lên thân ngư lôi. Mô hình xâm thực dáng đặc biệt được gắn vào phần đầu vật thể [1], [3], Singhal và phương trình xâm thực Rayleigh Plesset [4]. Hình dáng phần mũi ngư lôi có ảnh hưởng rất lớn được sử dụng trong quá trình tính toán dòng xâm đến đặc tính xâm thực hình thành trên vật thể. Ở dải thực qua vật thể dạng 3D ngư lôi nguyên mẫu và ngư vận tốc cao, siêu xâm thực hình thành và bao phủ toàn lôi được tối ưu hóa kết cấu phần mũi lồi ứng với sự bộ bề mặt thân ngư lôi giúp làm giảm đáng kể lực cản thay đổi của số xâm thực . từ môi trường, từ đó giảm sự tiêu hao nhiên liệu [3], Từ khóa: Siêu xâm thực, CFD. [4]. Trên thực tế trong lĩnh vực hải quân, ngư lôi siêu Abstract khoang đã được nghiên cứu và ứng dụng trong việc Torpedo is a projectile that moves underwater, so thiết kế một số loại ngư lôi siêu khoang di chuyển ở the drag force has big effects on using the dải tốc độ cao dưới nước như là ngư lôi VA-111 efficiency and navigation of this device. One of Shkval của Nga với tốc độ di chuyển lên tới 200 knots the advantages of cavitation is reducing the drag tương đương 100 m/s, ngư lôi siêu khoang của Hàn force when super_cavitation has appeared on the Quốc Red Shark Torpedo với tốc độ tương đương ngư body of torpedo. From the conclusion of the paper lôi VA-111 Shkval của Nga. [5] that our team did, the convex cavitation Từ kết quả nghiên cứu mà tác giả cùng nhóm makes a smaller drag force than basic triangular cavitation. This research focuses on studying the nghiên cứu đã thực hiện [5], tác giả lực chọn đường effect of convex cavitation attached on the nose of kính mũi có kích thước 0,75 đường kính thân ngư lôi torpedo Set53M helps to make bubble cavitation với góc  = - 20o. Cơ sở lựa chọn lý thuyết lựa chọn and cover the whole body when torpedo moves at đường sinh của mũi lồi Hình 1. the high speeds. Therefore, the drag force is reduced significantly. The Singhal cavitation model and Rayleigh Plesset cavitation equations are used in simulating cavitating flow over 3D basic torpedo and an optimizing torpedo with convex cavitation when cavitation number  changes. Keywords: Cavitation, super_cavitation, high-speed torpedo, CFD. Hình 1. Cơ sở dựng mũi ngư lôi dạng côn lồi và côn lõm 12 SỐ 63 (8-2020)
  12. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY Mục tiêu của bài báo này là chỉ ra ảnh hưởng của mũi hình nón 60o độ dạng lồi với đường kính 0,75 đường kính thân ngư lôi tới việc hình thành siêu xâm thực và việc giảm lực cản tác dụng lên thân ngư lôi Hình 3 so với trường hợp nguyên mẫu Hình 2 khi ngư lôi được khai thác ở dải tốc độ cao có vận tốc từ 75m/s đến 90m/s. Hình 5. Ngư lôi với kết cấu mũi lồi Mô hình tính toán và vùng không gian khảo sát được chia lưới với loại lưới tứ diện có kích thước cỡ lưới nhỏ nhất là 3mm và cỡ lớn nhất là 240mm. Lưới được chia từ trong ra ngoài. Sau khi thực hiện chia lưới, không gian tính bao gồm 291.339 phần tử lưới Hình 2. Phần mũi ngư Hình 3. Phần mũi ngư lôi được và 1.639.802 nút lưới. lôi nguyên mẫu Set53M tối ưu kết cấu phần mũi dạng lồi 2. Cơ sở lý thuyết và xây dựng mô hình tính toán Cơ sở lý thuyết về lớp biên và sự tách thành lớp biên với vật thể dạng ngư lôi [6]. Phương trình liên tục và phương trình động lượng cho dòng nhiều pha:     v j   0 (1) Hình 6. Chia lưới mô hình ngư lôi t x j nguyên mẫu Set53M    vi     vi v j    t x j (2) p p   v v j 2 vi        l   i    ij    x i x i   x j x i 3 x j   Trong đó:  là khối lượng riêng chất lỏng, v là vận tốc và p là áp suất; Hình 7. Chia lưới mô hình ngư lôi  là hệ số nhớt động học và i hệ số nhớt rối. với kết cấu mũi lồi Phương trình chuyển pha từ pha lỏng sang pha hơi: Điều kiện biên bài toán được thiết lập: - Mô hình xâm thực: k-; cavitation v v    fv  t     v v v    f v v   t   R e  Rc (3) - Vùng không gian tính: Pha nước, nhiệt độ 25oC; pha khí, nhiệt độ 25oC; Mô hình ngư lôi nguyên mẫu Set53M và ngư lôi - Trao đổi nhiệt: không; được tối ưu hóa với kết cấu phần mũi lồi được xây dựng trên Solidworks 2016. Vùng không gian khảo - Thiết lập điều kiện biên: sát có kích thước được chỉ ra trên Hình 4 và Hình 5 + vận tốc dòng đầu vào, Vinlet (m/s); với kích thước chiều dài, chiều rộng, và chiều cao 25 + Áp suất đầu ra, Poutlet = 151.550 (kPa); x 10 x 10 (m). Đường kính ngư lôi nguyên mẫu + Áp suất tại độ sâu h = 5 (m); Set53M D = 533mm. + Tiêu chuẩn hội tụ: 10-4. Để đánh giá ảnh hưởng của xâm thực tới việc giảm lực cản, số xâm thực  và hệ số lực cản CD được xác định bởi công thức: pref  pv D  ; CD  (4) Hình 4. Vùng không gian khảo sát 0,5 V 2 0,5V 2 A ngư lôi nguyên mẫu Set53M SỐ 63 (8-2020) 13
  13. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 3. Kết quả tính toán và đánh giá từ trên 80m/s đến 90m/s thì chiều dài khoang bọt khí 3.1. Phân bố đường dòng qua ngư lôi nguyên tăng lên và siêu khoang hình thành, bao phủ toàn bộ mẫu Set53M và ngư lôi được tối ưu hóa phần bề mặt thân ngư lôi ứng với trường hợp ngư lôi được mũi tối ưu hóa phần mũi, Hình 10c và Hình 10d. Trường hợp này cho kết quả lực cản giảm đáng kể so với ngư Hình ảnh phân bố đường dòng qua ngư lôi lôi nguyên mẫu. nguyên mẫu Set53M và ngư lôi gắn mũi lồi được thể hiện qua Hình 8 và Hình 9. Kết quả này được tính toán ở các giá trị vận tốc V khác nhau: 75; 80; 85 và 90 m/s ứng với giá trị số xâm thực : 0,06; 0,05; 0,04 và 0,03. a b c d Hình 8. Phân bố đường dòng qua ngư lôi Hình 10. Phân bố pha hơi trên ngư lôi nguyên mẫu nguyên mẫu Set53M Set53M và ngư lôi được gắn mũi lồi 3.3. Ảnh hưởng của xâm thực tới ngư lôi với kết cấu mũi lồi Hình 9. Phân bố đường dòng qua ngư lôi được tối ưu hóa với kết cấu mũi lồi Hình 11. Chiều dài vết xâm thực Lcav phụ thuộc  Ở trường hợp ngư lôi nguyên mẫu, hiện tượng Với ảnh hưởng của mũi lồi được gắn vào phần tách dòng xảy ra phần đầu ngư lôi và tạo ra vùng áp mũi ngư lôi đã tạo ra vùng áp suất thấp phía sau và suất thấp phía sau, tạo điều kiện hình thành các phần hiện tượng siêu xâm thực được hình thành sớm hơn tử bọt khí xâm thực. Vùng áp suất thấp được mở so với trường hợp nguyên mẫu không gắn mũi lồi. rộng trên thân ngư lôi khi vận tốc tăng lên. Với Hình 11 chỉ ra mối quan hệ giữa số xâm thực  và trường hợp ngư lôi được gắn thêm mũi lồi thì điểm chiều dài vết xâm thực. Chiều dài vết xâm thực tăng tách thành nằm trên mũi nón và điều này làm vùng khi vận tốc ngư lôi tăng lên, cụ thể chiều dài vết xâm áp suất thấp phía sau lớn hơn trường hợp nguyên thực đối với trường hợp tối ưu xấp xỉ 1,8 lần chiều mẫu. dài vết xâm thực với trường hợp nguyên mẫu và bọt 3.2. Phân bố pha hơi trên ngư lôi nguyên mẫu khí chiếm toàn bộ thân ngư lôi khi vận tốc ngư lôi Set53M và ngư lôi được tối ưu hóa phần mũi đạt 90m/s ứng với  = 0,03. Để đánh giá quá trình thay đổi kích thước vùng bọt khí, Hình 10 thể hiện vùng có áp suất giảm xuống dưới áp suất hơi bão hòa của nước. Vùng áp suất thấp phát triển ứng khi vận tốc ngư lôi tăng. Ở giá trị vận tốc 75m/s; 80m/s ứng với  = 0,06; 0,05 Hình 10a và Hình 10b cho kết quả vùng áp suất thấp xuất hiện phía sau vùng mũi và hình thành bọt khí xâm thực, chiều dài trung bình vết xâm thực đối với Hình 12. Sự thay đổi hệ số lực cản CD khi thay đổi  trường hợp ngư lôi được gắn thêm mũi lồi lớn hơn so với trường hợp ngư lôi nguyên mẫu. Khi tốc độ tăng, Hình 12 thể hiện mối quan hệ giữa số xâm thực  và hệ số lực cản CD. Ngư lôi được gắn thêm mũi lồi 14 SỐ 63 (8-2020)
  14. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY cho kết quả lực cản giảm đáng kể so với trường hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO nguyên mẫu Set53M. Khi các bọt khí xâm thực phát [1] Ahn B.K., C.S. Lee, Kim H.T, Experimental and triển và chiếm một phần thân ngư lôi ứng với giá trị numerical studies on super-cavitating flow of  = 0,06 lực cản tác dụng lên ngư lôi được tối ưu hóa axisymmetric cavitators, Intl. Journal of Naval phần mũi nhỏ hơn 5% so với trường hợp lực cản tác Architecture and Ocean Engineering, Vol. 2, dụng lên ngư lôi nguyên mẫu. Ở những giá trị vận pp.39-44, 2010. tốc lớn hơn, khi hiện tượng siêu xâm thực hình thành, túi khí xâm thực bao phủ toàn bộ bề mặt thân ngư lôi [2] Byoung-KwonAhn et al, An experimental thì yếu tố lực cản ma sát và lực cản hình dáng tác investigation of artificial supercavitation dụng lên thân ngư lôi giảm đáng kể, đạt giá trị xấp xỉ generated by air injection behind disk-shaped 40% khi  = 0,03. cavitators, Intl. Journal of Naval Architecture and 4. Kết luận Ocean Engineering, Vol. 9, Issue 2, pp.227-237, 2017. Ảnh hưởng kết cấu mũi lồi được gắn vào phần mũi ngư lôi đường kính 533mm với giá trị số xâm [3] D.Yang, Y.L.Xiong and X.F.Guod, Drag thực giảm từ  = 0,06 đến  = 0,03 được thực hiện reduction of a rapid vehicle in supercavitating mô phỏng bài toán xâm thực trên phần mềm ANSYS flow, International Journal of Naval Architecture - CFX và có được một số kết luận sau: and Ocean Engineering, Vol. 9, Issue 1, pp.35-44, - Kích thước vết xâm thực (thông số về chiều dài) 2017. tăng đáng kể so với trường hợp ngư lôi nguyên mẫu, [4] Jung-Kyu Choi et al, A numerical and xấp xỉ đạt 1,8 lần. Kết quả này có thể được nghiên experimental study on the drag of a cavitating cứu và ứng dụng phát triển loại ngư lôi siêu khoang. underwater vehicle in cavitation tunnel, - Thông số lực cản (lực cản ma sát và lực cản International Journal of Naval Architecture and hình dáng) tác dụng lên bề mặt thân ngư lôi ở trường Ocean Engineering, Vol. 7, Issue 5, pp.888-905, hợp được gắn thêm mũi lồi cho kết quả giảm đáng kể, 2015. xấp xỉ 40% so với ngư lôi nguyên mẫu Set53M. [5] Truong Viet Anh, Pham Van Duyen, Nguyen Lời cảm ơn Quang Huy, Hoang Thi Hong Minh, Some Bài báo là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa aspects of cavitation around a triangular học cấp trường năm học 2019 - 2020: “Nghiên cứu cavitator with curved sides, International giải pháp giảm lực cản trên ngư lôi tốc độ cao conference on Fluid Machinery and Automation Set-42M bằng mũi lồi tạo siêu xâm thực”, được hỗ System, 2018. trợ kinh phí bởi Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. [6] Hoàng Thị Bích Ngọc, Lý thuyết lớp biên và phương pháp tính, NXB Khoa học và kỹ thuật, 1999. Ngày nhận bài: 23/3/2020 Ngày nhận bản sửa: 16/4/2020 Ngày duyệt đăng: 23/4/2020 SỐ 63 (8-2020) 15
  15. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM VỚI ĐIỆN HÓA NHẰM TĂNG NĂNG SUẤT GIA CÔNG RESEARCH OF COMBINATION OF ULTRASONIC AND ELECTROCHEMICAL MACHINING TO INCREASE PROCESSING PRODUCTIVITY NGUYỄN TIẾN DŨNG Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: dungnt@vimaru.edu.vn Tóm tắt Gia công siêu âm là kết quả của rung siêu âm, Trong nghiên cứu này, tác giả kết hợp giữa hệ mặt dụng cụ tác động vào các hạt mài, các hạt mài thống gia công siêu âm với phương pháp điện này tác động vào bề mặt của vật gia công tạo ra quá hóa. Tiến hành gia công với các chế độ điện áp trình cắt. Tuy nhiên, gia công kim loại bằng siêu âm khác nhau, trong khoảng thời gian 3 phút, nhận có độ bền cao nhưng hiệu quả gia công thấp [5]. thấy rằng khi điện áp tăng từ 0V lên 4V thì chiều Gia công điện phân là một quá trình loại bỏ các sâu cắt tăng từ 0,2mm lên 1,5mm (hiệu suất gia "ion" kim loại dưới tác động của điện trường. công tăng), độ mòn dụng cụ giảm từ 0,09mm Phương pháp này không làm thay đổi cơ tính bề mặt, xuống 0,04mm. Tuy nhiên, khi điện áp là 4V thì không gây ứng suất dư, cho độ nhám thấp và hiệu lại làm tăng độ nhám bề mặt gia công. Vì vậy, tối quả gia công cao [6, 7]. ưu nhất là điện áp trong khoảng từ 2V đến 3V. Hai phương pháp trên có thể được kết hợp để Từ khóa: Gia công siêu âm, phương pháp điện phát huy lợi thế tương ứng của chúng, để nâng cao hóa, dung dịch gia công, gia công hợp kim cứng, hiệu quả và chất lượng bề mặt gia công. Cũng có năng suất gia công. nhiều nghiên cứu về phương pháp gia công hỗn hợp Abstract điện hóa siêu âm ở trong và ngoài nước [8-11], tuy In this study, we have combined the ultrasonic nhiên với điều kiện trong nước, đa phần các nghiên machining with the electrochemical one. After cứu phương pháp gia công hỗn hợp này chủ yếu để electrochemical machining at different voltages tạo ra các hạt vật liệu có kích thước nano [12] mà for 3 minutes, it is seen that when the voltage chưa nghiên cứu đến khả năng gia công. Trong công increases from zero to 4 volts, the cutting depth trình này, tác giả trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của from 0.2mm to 1.5mm (processing efficiency điện áp đến độ nhám bề mặt, hiệu suất gia công và increase) the tool wear reduces from 0.09mm to độ mòn của dụng cụ cắt khi kết hợp gia công điện 0.04mm. However, when at voltage of 4 volts, the hóa và siêu âm. toughness of the machining surface goes further. 2. Nguyên lý cơ bản gia công bằng điện hóa - siêu âm That is why the optimum voltage is in range from Gia công hỗn hợp điện hóa siêu âm là một 2V to 3V. phương pháp gia công sử dụng nguyên lý siêu âm và Keywords: Ultrasonic machining (USM), nguyên lý điện phân để thực hiện gia công hỗn hợp. Electrochemical Machining (ECM), machining Hình 1 là sơ đồ nguyên lý và thực tế gia công hỗn liquid, hard alloy machining, processing hợp điện phân siêu âm. Chi tiết gia công được kết productivity. nối với điện cực dương (anốt) của nguồn điện một 1. Mở đầu chiều và dụng cụ được kết nối với điện cực âm Ngày nay, việc nghiên cứu và phát triển các công (catốt). Cả chi tiết gia công và dụng cụ được đặt vào nghệ sản xuất chi tiết với kích thước nhỏ, làm từ vật trong bể chứa hỗn hợp dung dịch điện phân. Khi mở liệu có độ cứng cao đang rất cấp thiết. Hiện nay đã nguồn điện, dòng điện chạy qua hai điện cực thông có một số phương gia công được các chi tiết có kích qua bể chứa có tác dụng làm hoà tan kim loại ở anốt thước nhỏ và độ cứng cao như gia công bằng tia lửa với 1 lượng được xác định theo định luật Faraday. điện, gia công bằng laser [1-4]… nhưng các phương Tại thời điểm này, các hạt mài mòn trong chất lỏng pháp này đều cho năng suất rất thấp và thường làm gia công phải chịu sự tác động với tần số cao của thay đổi tính chất cơ tính của lớp bền mặt. sóng siêu âm, đập vào bề mặt của chi tiết gây mài 16 SỐ 63 (8-2020)
  16. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY mòn bề mặt, đồng thời phá hủy các sản phẩm điện Sử dụng dòng điện một chiều với các thông số phân trong khu vực gia công hình thành phoi gia điện áp thay đổi lần lượt 0V (gia công không có điện công và phoi này sẽ bị dòng chất lỏng đưa ra ngoài phân), 1V, 2V, 3V, 4V, gia công trong thời gian 3 khu vực gia công dưới tác động của rung siêu âm và phút. Sau khi gia công, hình ảnh các rãnh cắt được xâm thực. Quá trình này được lặp đi lặp lại để tạo ra thể hiện ở Hình 2 và độ sâu của từng chế độ điện áp chi tiết gia công. thể hiện ở Hình 3, độ nhám bề mặt của từng rãnh gia công và đo độ mòn của dụng cụ gia công tương ứng với từng thí nghiệm được thể hiện ở Hình 3 và Hình 4. Hình 2. Hình ảnh chi tiết sau khi gia công với điện áp khác nhau 1.5 §é s©u gia c«ng (mm) Độ sâu gia công (mm) 1.0 0.5 Hình 1. Sơ đồ nguyên lý cơ bản gia công bằng điện hóa - siêu âm 0.0 0 2 4 3. Kết quả thực nghiệm gia công và phân tích Điện§iÖn ¸p (V) áp (V) Với thí nghiệm này, tác giả nghiên cứu chủ yếu là Hình 3. Ảnh hưởng của thay đổi điện áp ảnh hưởng của dòng điện khi gia công bằng dụng cụ đến tốc độ gia tiết diện vuông 1x1(mm), chiều dài phần gia công Có thể thấy trong Hình 2 và Hình 3 rằng, sau 3 10mm được lắp trên trục chính của máy và được làm phút gia công thì khi tăng điện áp gia công, độ sâu từ thép C45, đã được nhiệt luyện có độ bền cao, của rãnh vuông tăng dần và độ sâu gia tăng rõ rệt khi chống mài mòn. Chi tiết gia công có dạng tấm, có điện áp là 4V (tăng từ 0,2mm lên 1,5mm). Từ Hình 4, kích thước (chiều dài x chiều rộng x chiều dày) khi điện áp bằng 0, lúc này dụng cụ bị mòn rất nhanh 100x50x5 (mm), làm từ vật liệu siêu cứng YG8 do các hạt mài trong dung dịch tác động vào. Khi (thành phần 92% WC (wonframcacbua), 8% Co tăng điện áp, tác dụng của hiệu ứng điện phân tăng (coban)), vật liệu này thường dùng chế tạo búa mạnh, độ mòn của dụng cụ giảm do sự dịch chuyển nghiền đá, sỏi, cát vàng. Hạt gia công là Cacbua silic có ion kim loại từ chi tiết gia công (catốt) sang dụng cụ kích thước hạt là 38µm, chất điện phân là dung dịch (anốt) và khi điện áp điện phân vượt quá 3V thì độ nước natri nitrat 5%, tỷ lệ khối lượng của dung dịch này hao mòn thậm chí còn giảm rất rõ rệt (giảm từ (dung môi/hạt mài) là 20%, áp suất tĩnh 2.0 N. 0,09mm xuống 0,04mm). Có thể thấy trong Hình 5, SỐ 63 (8-2020) 17
  17. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY khi điện áp điện phân là 2V, bề mặt của chi tiết gia nhiên, vừa để đảm bảo hiệu suất gia công tăng, vừa công có độ nhám bề mặt là nhỏ nhất (0,6µm). Ban cho độ nhám bề mặt là nhỏ và vừa tổn hao dụng cụ đầu, điện áp tăng, tác dụng điện phân sẽ tăng, làm gia công là ít nhất, thì điện áp gia công cũng không cho các đỉnh nhám trên bề mặt vật gia công được tạo được quá lớn, tối ưu nhất trong khoảng từ 2V đến 3V ra bởi các hạt mài nhanh chóng bị san phẳng, làm độ thì chiều sâu cắt đạt từ 0,7mm đến 1,2mm, độ mòn nhám bề mặt giảm. Khi điện áp vượt quá 2V, sẽ tạo dụng cụ giảm xuống còn 0,07mm đến 0,06mm và độ ra hiện tượng vi phóng điện giữa hai điện cực, làm nhám bề mặt đạt 0,6µm đến 0,7µm. sinh ra các lỗ phóng điện trên bề mặt có kích thước cực Lời cảm ơn lớn, dẫn đến tác dụng loại bỏ kim loại trên bề mặt chi Bài báo là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa tiết của hạt mài là không đều nhau, vì thế độ nhám của học cấp Trường năm học 2019 - 2020: “Nghiên cứu bề mặt gia công sẽ tăng lên. Đặc biệt, khi điện áp gia ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến quá trình công là 4V, thì độ nhám bề mặt gia công còn lớn hơn cả gia công bằng phương pháp điện hóa siêu âm”, khi không kết hợp với phương pháp điện hóa. được hỗ trợ kinh phí bởi Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. 0.10 TÀI LIỆU THAM KHẢO §é mßn cña dông cô (mm) [1] NorlianaMohd Abbas, Darius G.Solomon, 0.08 Md.Fuad Bahari. A review on current research Độ mòn dụng cụ (mm) trends in electrical discharge machining (EDM). 0.06 International Journal of Machine Tools and Manufacture, pp.1214-1228, June 2007. [2] A.TorresI.Puert, C.J.Luis. Modelling of surface 0.04 finish, electrode wear and material removal rate 0 2 4 in electrical discharge machining of §iÖn ¸p(V)(V) Điện áp hard-to-machine alloys. Precision Engineering Hình 4. Ảnh hưởng của thay đổi điện áp Vol. 40, pp. 33-45, April 2015. đến độ mòn của dụng cụ [3] K Kuno, T Suzuki. Laser machining method. US Patent 8,735,771, 2014. [4] S.H.Masooda, Kelly Armitage, Milan Brandt. An experimental study of laser-assisted machining of 1.2 hard-to-wear white cast iron. US International Journal of Machine Tools and Manufacture 1.0 Vol.51, Issue 6, pp. 450-456 Patent 6,555,782, Ra (m) 2003, June 2011. 0.8 [5] Ravipudi Venkata Rao, P. J. Pawar & J. P. Davim. Parameter Optimization of Ultrasonic Machining 0.6 Process Using Nontraditional Optimization Algorithms. Materials and Manufacturing 0 2 4 §iÖnáp Điện ¸p(V) (V) Processes Vol. 25, Issue 10, 2010. [6] B.Bhattacharyya, J.MundaM.Malapati. Hình 5. Ảnh hưởng của thay đổi điện áp Advancement in electrochemical micro đến độ nhám bề mặt machining. International Journal of Machine 4. Kết luận Tools and Manufacture, pp. 1577-1589, 2004. Bài báo đã thiết kế hệ thống gia công siêu âm có [7] T Batzinger, W Li, M Lamphere, T Rogenski. kết hợp với phương pháp điện hóa nhằm mục đích Electrochemical machining method, tool tăng hiệu suất gia công. Thực nghiệm đã chỉ ra rằng, assembly, and monitoring method. US Patent khi có kết hợp với phương pháp điện hóa, với cùng App. 10, 2005. một thời gian gia công thì độ sâu gia công đã tăng, [8] Yang Dachun et al. Study of combined ultrasonic điều này chứng tỏ hiệu suất gia công đã tăng. Tuy and electrochemical machining to the hard and 18 SỐ 63 (8-2020)
  18. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY brittle metal. Electromachining & Mould. 02, 2002. [11] Yong Wei Zhu, Yu Ren Du, Xing Lei Miao, Nai [9] Dan Nicoară Alexandru Hedeş Ioan Şora. Zhang Yun. Study and Application on Ultrasonic Enhancement of an Electrochemical Ultrasonical Combined Electrical Machining Process. Proceedings of the 5th Micro-Machining the Special Shape WSEAS International Conference on Applications Micro-Structures. Applied Mechanics and of Electrical Engineering, Prague, Czech Republic, Materials, Vol. 313-314, pp.711-716, 2013. March 12-14, pp. 213-218, 2006. [12] Đỗ Quang Ngọc, Hoàng Kim Kiệt. Nghiên cứu [10] Sebastian Skoczypiec. Research on chế tạo hạt nano CoP bằng phương pháp điện hóa ultrasonically assisted electrochemical machining siêu âm. Hội nghị Vật lý Chất rắn và Khoa học process. Int J Adv Manuf Technol, Vol. 52, pp. Vật liệu Toàn quốc - SPMS 2017. 565-574, 2011. Ngày nhận bài: 27/3/2020 Ngày nhận bản sửa: 13/4/2020 Ngày duyệt đăng: 16/4/2020 SỐ 63 (8-2020) 19
  19. TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KỲ DỊ VÀ VÙNG LÂN CẬN CỦA CHÚNG TRONG KHÔNG GIAN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHUỖI ĐỘNG HỌC PHẲNG, MẠCH KÍN DỰA TRÊN CHỈ SỐ TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG IDENTIFYING SINGULAR POINTS AND THEIR NEIGHBORS IN THE WORKSPACE OF PLANAR CLOSED-LOOP MECHANISMS BASED ON MOTION TRANSMISSION INDEX NGUYỄN ĐỨC SANG*, NGUYỄN ĐÌNH KHIÊM Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: sangnd.vck@vimaru.edu.vn Tóm tắt through motion transmission index (MTI). The Các điểm kỳ dị trong không gian làm việc của các method is demonstrated by 2 examples with a cấu trúc động học mạch kín hay các robot song four-bar linkage mechanism and 2 DoFs parallel song là vấn đề thu hút rất nhiều sự quan tâm, robot. The results shown are important and being nghiên cứu vì nó là nguyên nhân dẫn đến mất khả used as the first step in the design and control of năng điều khiển chuyển động do sự thay đổi đột the closed-loop mechanisms. ngột (tăng, giảm) về số bậc tự do của cơ cấu nếu Keywords: Parallel robot, kinematics, rơi vào cấu hình kỳ dị. Trong bài báo này, tác giả closed-loop, workspace, singularity, pressure trình bày việc xác định các điểm kỳ dị và vùng lân angle, chỉ số truyền chuyển động. cận của chúng trong không gian làm việc của các chuỗi động học phẳng mạch kín bằng phương 1. Giới thiệu chung pháp tiếp cận mới dựa trên góc áp lực. Bên cạnh Robot song song và các chuỗi động học mạch kín đó, phương pháp này cũng cho phép đánh giá ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế do chất lượng các vùng hoạt động trong không gian những ưu điểm vượt trội của nó so với các cánh tay thao tác của các cơ cấu phẳng này thông qua chỉ robot công nghiệp truyền thống. Những lợi thế nổi số truyền chuyển động (motion transmission index). Phương pháp được minh hoạ bằng việc bật như độ cứng vững lớn, độ chính xác cao, khả phân tích cơ cấu 4 khâu bản lề, robot song song 2 năng chịu tải lớn cũng như tốc độ di chuyển nhanh bậc tự do. Các kết quả phân tích về điểm kỳ dị của khâu thao tác giúp robot song song được ứng cũng như lân cận của chúng rất có ý nghĩa và dụng trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, thiết được coi như là bước đầu tiên trong việc thiết kế bị y tế hay các thiết bị mô phỏng bay,... Tuy nhiên, cũng như điều khiển các cơ cấu động học. chúng lại có nhược điểm về không gian làm việc nhỏ, Từ khóa: Robot song song, động học, mạch kín, độ linh hoạt thấp khi so sánh với các robot cánh tay vùng làm việc, điểm kỳ dị, góc áp lực, motion transmission index. (robot chuỗi hở) có cùng kích thước [2]. Hơn nữa, Abstract một vấn đề rất quan trọng trong nghiên cứu các cấu Singular configurations in the workspace of trúc động học kín này đó là việc tồn tại các điểm kỳ planar closed-loop mechanism or parallel robot dị (singular points) trong vùng làm việc của chúng. attracts intensive attention of researchers since Khi robot hoạt động và đi qua các điểm này có thể this is the direct cause of uncontrolled xáy ra hiện tượng mất điều khiển do thay đổi đột phenomenon as the sudden changes (gain or lose) ngột số bậc tự do (tăng hoặc giảm) của cơ cấu. Vì in the degree of freedom (DoF) of mechanisms vậy, nghiên cứu về các điểm kỳ dị cũng như vùng lân when then they encounter these configurations. This paper presents a novel method to identify cận được đặc biệt chú ý trong thiết kế cấu trúc của singular points and their neighbors in the các robot song song. Việc xác định các điểm này có workspace based on pressure angle. In addition, thể thực hiện bằng cách phân tích ma trận Jacobian this method also allows us to evaluate the hoặc dựa trên lý thuyết xoắn ốc (screw theory). Tuy performance of the areas in the task space 20 SỐ 63 (8-2020)
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2