Luận văn: Xây dựng mô hình động lực học hệ truyền động cơ cấu cam phẳng

Luận văn thạc sĩ: Xây dựng mô hình động lực học & mô phỏng số hệ truyền động cơ khí dùng cơ cấu cam phẳng. Nghiên cứu & ứng dụng kỹ thuật mô phỏng.

• Tác giả: Nguyễn Văn Thọ
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phong Điền
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Cơ học kỹ thuật
• Đề tài: Xây dựng mô hình động lực học và mô phỏng số các hệ truyền động cơ khí dùng cơ cấu cam phẳng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời nói đầu
• 1. CHƯƠNG 1: Mở đầu về phương pháp kết hợp giữa hệ nhiều vật (MBD) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) — Rigid Finite Element Method(RFEM)
• 1.1. Lý do sử dụng phương pháp RFEM
• 1.2. Ý tưởng của phương pháp
• 1.3. Các phương pháp chia hệ thành các phần tứ rfes và sdes
• 1.3.1. Phương thức chia tự nhiên( Natural division}
• 1.3.2. Phuong thire chia ảo( Virtual division)
• 1.4. Phương pháp kết hợp
• 1.5. Hai phương pháp RFEM
• 2. CHƯƠNG 2: Tổng quan về FEMI và một số khái niệm cơ bản liền quan đến MBD.
• 2.1. Tổng quan về FEM
• 2.2. Khải niệm cơ bản
• 2.2.1. Tóm lược lịch sử của FEM
• 2.2.2. Các ứng dụng của KKM trong kỹ thuật
• 2.2.3. c gói phin mém FEM s§n cé trên thì trường hiện nay
• 2.2.4. Miột số khái niệm cơ bản liên quan động lực học hệ nhiễu vật
• 2.2.5. Biển dỗi hệ tọa độ và phép biển dỗi thuần nhất
• 2.2.6. Toản tit Lagrange
• 2.2.7. Thế năng của trọng lực
• 2.2.8. Lực suy rộng
• 3. CHƯƠNG 3: Phương pháp RFE — Rigid FiniteElement
• 3.1. Chia khau Flexible Link thành các phần tử rắn rfes và phần tử£18 xo gidm chan sdes.2
• 3.2. Động năng của khâu Flexible
• 3.3. Thế năng biến dạng vả năng lượng hao tan củaKhâu p
• 3.4. Lông hợp lại các phương trình
• 4. CHƯƠNG 4: Phương pháp rigid finite element edi tién. Toa dé suy réng(gencralized coordinate) va. ma tran bién dỗi
• 4.1. Động năng của khâu Flexible và đạo hảm của nó
• 4.2. Thế năng của khâu Elksihlc
• 4.3. Tổng hợp lại các phương trinh
• 4.4. Mô hình tuyến tính
• 5. CHƯƠNG 5: Tink loan cho dim chu(Cantilever Beam). Phuong trinh ctia dao động tự do của dâm
• 5.1. Phương pháp RIT: cổ điển cho mé hinh tuyénn tính
• 5.2. Phương pháp RFE cải tiễn cho mô hình phi tuyến
• 5.3. Phương pháp REE cải tiến cho mô hình tuyến tính
• 6. CHƯƠNG 6: Một số phương pháp số sử dụng trong phân tích hệ RIEM. Kho sat dao ding tr do dao động riêng của hệ tuyén tinh
• 6.1. Phương pháp đưa về dạng chuẩn(standard Tam)
• 6.2. Phương pháp lặp lũy Tp on er Hteration)
• 6.3. Phương pháp địch chuyển
• 6.4. Phương pháp facobi
• 6.5. Phương pháp tích phân trực tiếp để tỉnh toán dao động cưỡng, bức
• 6.6. Phương phap Newmark
• 6.7. Phương pháp Wilson
• 6.8. Áp dựng các phương pháp số vào giải bài toán 1dimở chương Š
• 6.9. Khảo sát dao dộng tự do của dim
• 6.10. Khảo sát dao động cưỡng bức của dam
• Kếi luận
• Thụ lục chương trinh Matlab
• TALLIEU THAM KHAO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Luận Văn Mô Hình Động Lực Cơ Cấu Cam Phẳng

Luận văn này tập trung vào việc xây dựng mô hình động lực học và mô phỏng số cho các hệ truyền động cơ khí sử dụng cơ cấu cam phẳng. Đây là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật cơ khí, đặc biệt trong thiết kế và điều khiển hệ truyền động. Mục tiêu chính là phát triển một phương pháp hiệu quả để phân tích và dự đoán hành vi của hệ thống, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy. Luận văn sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) kết hợp với phương pháp hệ nhiều vật (MBD) để mô hình hóa chính xác các thành phần của hệ thống, bao gồm cả vật rắn tuyệt đối và vật rắn có thể biến dạng. Phương pháp này cho phép xem xét ảnh hưởng của các yếu tố như lực quán tính, sai số cơ cấu cam, và rung động. Kết quả mô phỏng số được sử dụng để kiểm nghiệm mô hình và đánh giá hiệu quả của các giải pháp thiết kế khác nhau. Theo tài liệu gốc, “Phương pháp phần tử hữu hạn đã được áp dụng rộng rãi từ những năm 1980 khi tốc độ tính toán của máy tính tăng lên nhanh chóng. Phương pháp này giúp giải quyết nhiều bài toán kỹ thuật phức tạp”.

1.1. Giới thiệu về hệ truyền động cơ khí dùng cơ cấu cam phẳng

Hệ truyền động cơ khí sử dụng cơ cấu cam phẳng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ máy công cụ đến động cơ đốt trong. Cơ cấu cam có khả năng biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc dao động, cho phép điều khiển chính xác các cơ cấu chấp hành. Tuy nhiên, việc thiết kế và tối ưu hóa hệ truyền động này đòi hỏi phải hiểu rõ về động lực học của hệ thống, bao gồm cả ảnh hưởng của các yếu tố như vận tốc góc, gia tốc góc, và lực quán tính.

1.2. Tầm quan trọng của mô hình hóa động lực học và mô phỏng số

Mô hình hóa động lực học và mô phỏng số đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và tối ưu hóa hệ truyền động cơ khí. Bằng cách xây dựng một mô hình chính xác của hệ thống, kỹ sư có thể dự đoán hành vi của nó trong các điều kiện hoạt động khác nhau, từ đó phát hiện và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn trước khi chế tạo sản phẩm thực tế. Các phần mềm mô phỏng động lực học như MATLAB Simulink, Adams, và MotionSolve cung cấp các công cụ mạnh mẽ để thực hiện mô phỏng số và phân tích kết quả.

II. Thách Thức Trong Mô Hình Hóa Hệ Truyền Động Cơ Khí Cam

Việc mô hình hóa động lực học và mô phỏng số cho hệ truyền động cơ khí sử dụng cơ cấu cam phẳng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là việc mô hình hóa chính xác các yếu tố phi tuyến, chẳng hạn như ma sát, khe hở, và biến dạng đàn hồi của các thành phần. Các yếu tố này có thể ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của hệ thống, đặc biệt là ở tốc độ cao và tải trọng lớn. Ngoài ra, việc tích hợp các phương pháp phần tử hữu hạn và hệ nhiều vật đòi hỏi phải có kiến thức chuyên sâu về cả hai lĩnh vực. Theo tài liệu gốc, “Với những mô hình phức tạp gồm hệ thống các vật rắn tuyệt đối và vật rắn có thể biến dạng liên kết với khớp lò xo, giảm chắn thì FEM gặp một số vấn đề khi biến đổi trực tiếp, quá trình tính toán thì quá lớn đòi hỏi phải có những máy tính hiệu năng cao”.

2.1. Khó khăn trong mô hình hóa các yếu tố phi tuyến

Các yếu tố phi tuyến như ma sát, khe hở, và biến dạng đàn hồi có thể gây ra sai số đáng kể trong kết quả mô phỏng số nếu không được mô hình hóa chính xác. Việc xác định các tham số cho các mô hình phi tuyến này cũng là một thách thức, vì chúng thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu, điều kiện bôi trơn, và nhiệt độ. Do đó, cần phải sử dụng các phương pháp thực nghiệm và phần mềm CAE để xác định các tham số này một cách chính xác.

2.2. Vấn đề tích hợp phương pháp FEM và MBD trong mô hình hóa

Việc tích hợp các phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và hệ nhiều vật (MBD) đòi hỏi phải có kiến thức chuyên sâu về cả hai lĩnh vực. FEM thường được sử dụng để mô hình hóa các thành phần có biến dạng đàn hồi, trong khi MBD được sử dụng để mô hình hóa chuyển động của các vật rắn. Việc kết hợp hai phương pháp này đòi hỏi phải xác định rõ ràng ranh giới giữa các thành phần được mô hình hóa bằng FEM và MBD, cũng như cách thức chúng tương tác với nhau.

2.3. Ảnh hưởng của sai số chế tạo cơ cấu cam

Sai số cơ cấu cam có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Các sai số này có thể gây ra rung động, tiếng ồn, và mài mòn, làm giảm độ chính xác của hệ thống. Luận văn cần xem xét ảnh hưởng của các sai số chế tạo đến kết quả mô phỏng.

III. Phương Pháp Xây Dựng Mô Hình Động Lực Học Hướng Dẫn Chi Tiết

Luận văn đề xuất một phương pháp xây dựng mô hình động lực học chi tiết cho hệ truyền động cơ khí sử dụng cơ cấu cam phẳng. Phương pháp này bao gồm các bước sau: (1) Xây dựng mô hình 3D của hệ thống bằng phần mềm thiết kế cơ khí như Autodesk Inventor hoặc SolidWorks. (2) Chia hệ thống thành các phần tử hữu hạn bằng FEM. (3) Mô hình hóa các khớp nối và liên kết giữa các thành phần bằng MBD. (4) Xác định các tham số vật liệu và điều kiện biên. (5) Thực hiện mô phỏng số bằng MATLAB Simulink, Adams, hoặc MotionSolve. Theo tài liệu gốc, “Ý tưởng của phương pháp: Chia khâu flexible thành các phần tử cứng được nối với nhau bằng các phần tử lò xo và giảm chấn”.

3.1. Mô hình hóa các thành phần cơ khí bằng FEM

Phần tử hữu hạn (FEM) là một phương pháp mạnh mẽ để mô hình hóa các thành phần cơ khí có biến dạng đàn hồi. Phương pháp này chia thành phần thành các phần tử nhỏ, sau đó giải các phương trình vi phân để xác định chuyển vị và ứng suất trong mỗi phần tử. Kết quả từ FEM có thể được sử dụng để đánh giá độ bền cơ cấu cam và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn như nứt và hỏng hóc.

3.2. Mô hình hóa các khớp nối và liên kết bằng MBD

Hệ nhiều vật (MBD) là một phương pháp phù hợp để mô hình hóa chuyển động của các vật rắn và các khớp nối giữa chúng. MBD cho phép mô hình hóa các yếu tố như ma sát, khe hở, và lực tác dụng. Kết quả từ MBD có thể được sử dụng để xác định vận tốc góc, gia tốc góc, và lực quán tính trong hệ thống.

IV. Mô Phỏng Số Kiểm Nghiệm Bí Quyết Tối Ưu Hệ Truyền Động

Sau khi xây dựng mô hình động lực học, luận văn sử dụng mô phỏng số để kiểm nghiệm mô hình và đánh giá hiệu quả của các giải pháp thiết kế khác nhau. Mô phỏng số được thực hiện bằng các phần mềm mô phỏng động lực học như MATLAB Simulink, Adams, hoặc MotionSolve. Kết quả mô phỏng được so sánh với kết quả thực nghiệm để kiểm nghiệm mô hình và điều chỉnh các tham số nếu cần thiết. Theo tài liệu gốc, “Ưu điểm của phương pháp là có thể áp dụng các phương pháp số để giải bài toán một cách hiệu quả. Ưu điểm nữa là có thể áp dụng để khảo sát cả biến dạng nhỏ lẫn biến dạng lớn”.

4.1. Sử dụng MATLAB Simulink để mô phỏng hệ truyền động

MATLAB Simulink là một công cụ mạnh mẽ để mô phỏng và phân tích các hệ thống động lực học. Simulink cung cấp các khối chức năng để mô hình hóa các thành phần cơ khí, điện, và điều khiển. Kết quả mô phỏng từ Simulink có thể được sử dụng để đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của hệ truyền động.

4.2. Kiểm nghiệm mô hình bằng kết quả thực nghiệm

Việc kiểm nghiệm mô hình bằng kết quả thực nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của mô hình động lực học. Kết quả mô phỏng số cần được so sánh với kết quả đo được từ các thử nghiệm thực tế. Nếu có sự khác biệt đáng kể, cần phải điều chỉnh các tham số của mô hình để phù hợp với kết quả thực nghiệm.

4.3. Phân tích rung động và va chạm trong hệ thống

Luận văn cần tập trung vào mô phỏng rung động và mô phỏng va chạm trong cơ cấu cam. Rung động có thể gây ra tiếng ồn và mài mòn, trong khi va chạm có thể gây ra hỏng hóc. Các phần mềm mô phỏng như Adams cung cấp các công cụ để phân tích và giảm thiểu rung động và va chạm.

V. Ứng Dụng Thực Tế Thiết Kế Tối Ưu Cơ Cấu Cam Trong Công Nghiệp

Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ thiết kế cơ cấu cam cho động cơ đốt trong đến tối ưu hóa hệ truyền động cho máy công cụ. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng số được đề xuất có thể giúp kỹ sư thiết kế các hệ truyền động có hiệu suất cao, độ tin cậy cao, và tuổi thọ dài. Ứng dụng cơ cấu cam trong công nghiệp ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt trong các hệ thống tự động hóa và robot.

5.1. Tối ưu hóa thiết kế cơ cấu cam cho động cơ đốt trong

Thiết kế cơ cấu cam cho động cơ đốt trong là một bài toán phức tạp, đòi hỏi phải cân bằng giữa nhiều yếu tố như hiệu suất, độ ồn, và khí thải. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng số được đề xuất có thể giúp kỹ sư tối ưu hóa hình dạng cam để đạt được hiệu suất động cơ cao nhất với độ ồn và khí thải thấp nhất.

5.2. Ứng dụng trong thiết kế hệ truyền động cho máy công cụ

Hệ truyền động trong máy công cụ đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng số có thể giúp kỹ sư thiết kế các hệ truyền động có khả năng đáp ứng các yêu cầu khắt khe này, đồng thời giảm thiểu rung động và mài mòn.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Mô Hình Động Lực Học Tương Lai

Luận văn đã trình bày một phương pháp xây dựng mô hình động lực học và mô phỏng số cho hệ truyền động cơ khí sử dụng cơ cấu cam phẳng. Phương pháp này kết hợp các ưu điểm của FEM và MBD, cho phép mô hình hóa chính xác các yếu tố phi tuyến và dự đoán hành vi của hệ thống trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc tích hợp các phương pháp tối ưu hóa hệ truyền động để tự động tìm kiếm các giải pháp thiết kế tốt nhất, và kiểm nghiệm mô hình với dữ liệu thực tế từ các ứng dụng công nghiệp.

6.1. Tích hợp các phương pháp tối ưu hóa hệ truyền động

Các phương pháp tối ưu hóa hệ truyền động có thể được tích hợp vào mô hình động lực học để tự động tìm kiếm các giải pháp thiết kế tốt nhất. Các phương pháp này bao gồm các thuật toán di truyền, thuật toán bầy đàn, và các phương pháp tối ưu hóa dựa trên gradient.

6.2. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong mô hình hóa động lực học

Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể được sử dụng để cải thiện độ chính xác và hiệu quả của mô hình hóa động lực học. Các thuật toán học máy có thể được sử dụng để xây dựng các mô hình phi tuyến từ dữ liệu thực nghiệm, hoặc để tự động điều chỉnh các tham số của mô hình cho phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu về phương pháp kết hợp giữa hệ nhiều vật (MBD) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) — Rigid Finite Element Method(RFEM) 1. Lý da sử dụng phương pháp RFEM Mô hình hóa động lực học hệ nhiều vật lá chú đề quan lâm của rất nhiều nghiên cứu trong những năm qua. Không chỉ những máy móc vả cơ cầu mà cả những bộ phận cầu thành chúng đều lả những hộ nhiễ hình hóa những hệ nảy thực sự rất cần thiết trong quả trình thiết kế máy. Phân tích động lực học hệ nhiều vật, viết tắt là MBD( MultiBodies Dynamics) theo phương pháp truyền thống mô phỏng những hệ vật rắn tuyệt đổi chuyến động dưới tác dụng của lực.

Tuy nhiên, một trong những khó khăn lớn của mô hinh hệ nhiều vật là khâu FLIZXIBL(Ehâu có khả năng biến dang). Thue tế, có nhiều hệ rất lớn chuyển động như sự quay của cần trục, chuyển động tịnh tiến của cánh tay robot có thể gây ra đao động của khâu Flexible. Dao déng nay cé thé lam cân trở hoặc sai lệch chuyển. động của những khâu chính.

Vậy là phương pháp MHI2 gặp phải rất nhiều vẫn dễ liên quan đến sai số và tạo ra khoảng cách giữa lý thuyết và thực nghiệm. Phương pháp phan lử hữu hạn (EM) ra đời cùng với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính cũng đã giúp chúng ta mô hình hóa gần đứng được nhiều hệ động lực và giải quyết được nhiều bài toán kỹ thuật phức tạp. Song với những hệ thống lớn gồm các vật rắn tuyệt đối, vật rắn biến dạng liên kết với nhau bởi các lò xo và giảm chấn, phương pháp nảy gặp nhiều khó khăn trong van để biển đổi trực tiếp và quá trình tính toán lớn. Từ đỏ đặt ra yêu cầu phải tìm một phương pháp mô phóng trung thực hơn chuyển động của hệ nhiều vật, đồng thời tận dụng được khả năng tính toán với hiệu năng rất lớn của máy tinh.

Một trong những phương pháp dó là “ phương pháp phần tử hữu hạn cứng” Rigid Finite Element Method.ê Hoải Thanh — CHKT 2007-2009 3 Luận văn thạc sĩ Chương 6: Một số phương pháp số sử dụng trong phân tích hệ RIEM. Kho sat dao ding tr do dao động riêng của hệ tuyén tinh: 83 6. Phương pháp đưa về dạng chuẩn(standard Tam). Phương pháp lặp lũy Tp on er Hteration).

Phương pháp địch chuyển. Phương pháp facobi 86 6. Phương pháp tích phân trực tiếp để tỉnh toán dao động cưỡng, bức 87 6. Phương phap Newmark - 88 6.

Phương pháp Wilson. Áp dựng các phương pháp số vào giải bài toán 1dimở chương Š 98 6. Khảo sát dao dộng tự do của dim 98 6. Khảo sát dao động cưỡng bức của dam: - 102 Kếi luận Thụ lục chương trinh Matlab TALLIEU THAM KHAO.

1é Hoai Thanh — CHET 2007-2009 2 Luận văn thạc sĩ Chương 6: Một số phương pháp số sử dụng trong phân tích hệ RIEM. Kho sat dao ding tr do dao động riêng của hệ tuyén tinh: 83 6. Phương pháp đưa về dạng chuẩn(standard Tam). Phương pháp lặp lũy Tp on er Hteration).

Phương pháp địch chuyển. Phương pháp facobi 86 6. Phương pháp tích phân trực tiếp để tỉnh toán dao động cưỡng, bức 87 6. Phương phap Newmark - 88 6.

Phương pháp Wilson. Áp dựng các phương pháp số vào giải bài toán 1dimở chương Š 98 6. Khảo sát dao dộng tự do của dim 98 6. Khảo sát dao động cưỡng bức của dam: - 102 Kếi luận Thụ lục chương trinh Matlab TALLIEU THAM KHAO.

1é Hoai Thanh — CHET 2007-2009 2 Luận văn thạc sĩ fa) hân từ với hich tưuớc hữu hạn. phan từ sis vớt đấc linh Flenihlr và căn, Tập trung tại một điểm. AR, % AR; Hình 1. Phương thức chia ảo của dầm va tam thanh cac phan tit rfe va sde.

(a), Chia khởi thủy thành các phần tử với kích thước hữu hạn để xác định các tham số của sde (b) Chia bước thứ 2, tách các rÍe rồi gắn với nhau bởi các sde 1. Phương pháp kết hợp: Một phần của hệ sẽ được chia theo phương pháp chia tự nhiên, và phần con lai chia theo phương thức chia ảo.4 Hai phương pháp RFEM: Hiện nay có hai phương phap RFEM la RFEM cé dién(Classical Rigid Finite Element Method, ky hiéu la CRFEM) va RFEM cdi tién(Modification Rigid Element Method, ky hiéu 1a MRFEM). Méi phương. phap đều có những ưu điểm riêng.

Lê Hoài Thanh - CHKT 2007-2009 6 Luận văn thạc sĩ 1. Ý tưởng của phương pháp: Cha khâu “flexible” — khẩu biến dạng — thành ede phan tir cứng(tUGID) được nồi với nhan bằng các phần tứ lò xo và giảm chấn. Phương pháp có một số ưu điểm nổi bật. 7 bai, phương, pháp cỏ cách tiếp cận thống nhấL trong việc mô tà khâu “Rigid” và khâu “FLEXIBLE”.

Thứ ba, có thể áp dụng các phương pháp số để giải bải toản một cách hiệu quả. Ưu điểm £hứ # là có thể áp đụng để khảo sát cả biến dang nhỏ lẫn biến dạng lớn. Cuối cùng là phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi và thành công trong các bải toàn thực tế cũng như trong thiết kế công nghiệp. Các phương pháp chia hệ thành các phân tử rfes và sdes: 1.

Phương thức chia tự nhién( Natural division): "Trong nhương pháp này, ta có thể tách biệt phần Rigid va phần Flexible của hệ (khối lương và kích thước của phần Flexible có thể bỏ qua). Phần Rigid được xem như là vật rắn tuyệt đối — gọi là phan ot rfe( Rigid Finite Element), con phần Flexible xem như lả các phần tử lò xo vả giảm chấn, gọi 14 sde(Spring-Damping Elements). Mét vi dy dién hình của cách chia nảy máy công cu, trong dé, cảu khối dủa máy xem như là các rÍo còn các rãnh nối trượt xem như là các phần tử Flexiblc T.ê Hoái Thanh — CHKT 2007-2009 4 Luận văn thạc sĩ Hình 1. Chia máy công cụ thành các phần tử RFE và SDE.

Phương thức chia ảo( Virtual division):Hình 1. Phương pháp này hay được sử dụng khi hệ là liên tục về vật liệu. Trong hệ nảy tỉnh chất khối lượng, lò xo, giảm chân được phân bố liên tục. Việc rời rac hệ liên tục này được chia thành 2 bước.

Đầu tiên, hê liên tục này được chia thành các phần tử với kích thước hữu hạn. đặc tính của lò xo và giảm chấn được tập trung tại một điểm( đây là cách mả ta có phần tử sde) — bước này gọi là chia chính( primary division). Trong bước chia thử hai, các rfe bi ngăn cách bởi các sde, hay nói cách khác hê các rfe được kết nổi với nhau bởi các sde(secondary division) Phương pháp rời rạc này hay được sử dụng cho đẩm và tam Lê Hoài Thanh — CHKT 2007-2009 Š Luận văn thạc sĩ Hình 1. Chia máy công cụ thành các phần tử RFE và SDE.

Phương thức chia ảo( Virtual division):Hình 1. Phương pháp này hay được sử dụng khi hệ là liên tục về vật liệu. Trong hệ nảy tỉnh chất khối lượng, lò xo, giảm chân được phân bố liên tục. Việc rời rac hệ liên tục này được chia thành 2 bước.

Đầu tiên, hê liên tục này được chia thành các phần tử với kích thước hữu hạn. đặc tính của lò xo và giảm chấn được tập trung tại một điểm( đây là cách mả ta có phần tử sde) — bước này gọi là chia chính( primary division). Trong bước chia thử hai, các rfe bi ngăn cách bởi các sde, hay nói cách khác hê các rfe được kết nổi với nhau bởi các sde(secondary division) Phương pháp rời rạc này hay được sử dụng cho đẩm và tam Lê Hoài Thanh — CHKT 2007-2009 Š Luận văn thạc sĩ Chương 6: Một số phương pháp số sử dụng trong phân tích hệ RIEM. Kho sat dao ding tr do dao động riêng của hệ tuyén tinh: 83 6.

Phương pháp đưa về dạng chuẩn(standard Tam). Phương pháp lặp lũy Tp on er Hteration). Phương pháp địch chuyển. Phương pháp facobi 86 6.

Phương pháp tích phân trực tiếp để tỉnh toán dao động cưỡng, bức 87 6. Phương phap Newmark - 88 6. Phương pháp Wilson. Áp dựng các phương pháp số vào giải bài toán 1dimở chương Š 98 6.

Khảo sát dao dộng tự do của dim 98 6. Khảo sát dao động cưỡng bức của dam: - 102 Kếi luận Thụ lục chương trinh Matlab TALLIEU THAM KHAO. 1é Hoai Thanh — CHET 2007-2009 2 Luận văn thạc sĩ fa) hân từ với hich tưuớc hữu hạn. phan từ sis vớt đấc linh Flenihlr và căn, Tập trung tại một điểm.

AR, % AR; Hình 1. Phương thức chia ảo của dầm va tam thanh cac phan tit rfe va sde. (a), Chia khởi thủy thành các phần tử với kích thước hữu hạn để xác định các tham số của sde (b) Chia bước thứ 2, tách các rÍe rồi gắn với nhau bởi các sde 1. Phương pháp kết hợp: Một phần của hệ sẽ được chia theo phương pháp chia tự nhiên, và phần con lai chia theo phương thức chia ảo.4 Hai phương pháp RFEM: Hiện nay có hai phương phap RFEM la RFEM cé dién(Classical Rigid Finite Element Method, ky hiéu la CRFEM) va RFEM cdi tién(Modification Rigid Element Method, ky hiéu 1a MRFEM).

Méi phương. phap đều có những ưu điểm riêng. Lê Hoài Thanh - CHKT 2007-2009 6 Luận văn thạc sĩ Trong phương pháp RI7EM, tắt cả các chuyên vi(dich chuyển) đều có thể tinh được, tử đó có thể phân tích tất cả các biến dang có thể(uỗn, xoắn, trượt hay dan đải) Tất cá các chuyến vị nảy đều được so với hệ toa độ gắn với rÍe(0) Phương pháp MIRHHM hay được sử dụng để rời rạc hóa một dẦm Flexible với đặc tính flezible quan trọng nhất là uốn và xoắn. Khác với phương pháp CREEM, chuyển vị của mỗi phần tứ río được so với với phần tử trước nó.

Phương pháp này thích hợp cho khảo sát các biến dạng uốn vả xoắn. Ngoài ra oòn có một sự khác biệt quan trạng nữa là: trong công thức của phương trình chuyển động của CREEM, ma trận khối lượng của khâu laxible mà ma trận đường chéo, còn ma tận độ cứng và ma trận cân là ma trận di băng(đỗi xứng). Còn trong ông thive cia phuong phip MRFEM, ma trận khói lượng là ma trận dạng dãi bằng, còn ma trận độ cửng và mơ trận cản lại có dạng đường cháo.ê Hoải Thanh — CHKT 2007-2009 7 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Mở đầu về phương pháp kết hợp giữa hệ nhiều vật (MBD) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) — Rigid Finite Element Method(RFEM) 1. Lý da sử dụng phương pháp RFEM Mô hình hóa động lực học hệ nhiều vật lá chú đề quan lâm của rất nhiều nghiên cứu trong những năm qua.

Không chỉ những máy móc vả cơ cầu mà cả những bộ phận cầu thành chúng đều lả những hộ nhiễ hình hóa những hệ nảy thực sự rất cần thiết trong quả trình thiết kế máy.