NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK (Cơ cấu bốn khâu bản lề, Tay quay con trượt, Culit) BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG CHƯƠNG 1: Mở đầu; CHƯƠNG 2: Các phương pháp nghiên cứu động lực học một số cơ cấu; CHƯƠNG 3: Phân tích động lực học một số cơ cấu sử dụng phần mềm MATLAB-SIMULINK; CHƯƠNG 4: Kết luận và kiến nghị CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU 1. Phương pháp vẽ: Gồm PP họa đồ véc tơ và đồ thị động học Ưu điểm: - Trực quan, đơn giản - Dễ nhận biết và kiểm tra. Nhược điểm: -Độ chính xác phụ thuộc vào sai số dựng hình. -Kết quả tính toán không liên tục. 2. Phương giải tích: Gồm PP giải tích véc tơ và giải tích ma trận Ưu điểm: Thể hiện mối quan hệ giữa các đại lượng bằng biểu thức giải tích, là cơ sở cho việc khảo sát dùng máy tính. Kết quả tính toán đạt độ chính xác cao. Nhược điểm: Đối với một số cơ cấu, công thức giải tích rất phức tạp và khó kiểm tra. I. Các phương pháp nghiên cứu động học cơ cấu Phương pháp họa đồ véc tơ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU Họa đồ vận tốc Họa đồ gia tốc Phương pháp thực hiện: -Dựng họa đồ vị trí cơ cấu. - Tính toán vận tốc, gia tốc từ gần ra xa khâu dẫn bằng cách xây dựng họa đồ vận tốc và họa đồ gia tốc với tỉ lệ xích thích hợp. p b   BC c   CD   AB V B V CB V C π nc b' n CB c' //CD //AB //BC a B n a C n a C t a CB t a CB n 1 2 3 y x A =0 B C D Họa đồ vị trí S c V c a c S c V c a c t ( ϕ) o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 12 L(mm) Phương pháp đồ thị động học CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU Đồ thị động học Phương pháp thực hiện: -Vẽ đồ thị chuyển vị của con trượt. - Vẽ đồ thị vận tốc, gia tốc (dùng phương pháp vi phân đồ thị) B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C C 1 12 2 11 3 10 4 8 6 7 5 9 H Phương pháp giải tích CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU Bước 1: Thiết lập phương trình vị trí; Bước 2: Giải bài toán vị trí cơ cấu; Bước 3: Đạo hàm cấp một theo thời gian các phương trình vị trí. Giải bài toán vận tốc cơ cấu; Bước 4: Đạo hàm cấp hai theo thời gian của phương trình vị trí. Giải bài toán gia tốc cơ cấu; Giải tích véc tơ Giải tích ma trận Phương pháp giải tích véc tơ Bài toán vị trí cơ cấu: xác định góc φ 2 và φ 3 Viết lại phương trình véc tơ: Bình phương cả hai vế để khử φ 2 & rút gọn: Đặt: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU (Xác định tương tự cho φ 2 ) Xác định vận tốc Xác định gia tốc CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU Phương pháp giải tích véc tơ 2. Phương giải tích ma trận Cơ cấu bốn khâu bản lề x y A B C D l 2 l 3 l 4 P a b CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU Phương trình véc tơ: Chiếu lên hệ trục: Viết hệ phương trình vị trí dưới dạng ma trận: Hệ phương trình vận tốc: Hệ phương trình gia tốc: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU 1. Phương pháp họa đồ véc tơ - Tách nhóm atxua, tách từ khâu xa về khâu gần - Phân tích lực tại các khớp động và xây dựng phương trình cân bằng lực -Lập họa đồ véc tớ và tính các lực tại khớp động của các nhóm tĩnh định - Phân tích lực trên khâu dẫn và tính mô men cân bằng trên khâu dẫn 2. Phương pháp phân lực trực tiếp - Đây là một phương pháp khác để tính áp lực khớp động, hoặc dùng để trực tiếp nghiệm lại kết quả tính áp lực khớp động theo điều kiện tĩnh định. - Cơ sở của phương pháp phân lực trực tiếp là nguyên lý cộng tác dụng độc lập của các ngoại lực, hay còn gọi là nguyên lý cộng tác dụng của hệ lực II. Các phương pháp phân tích lực cơ cấu [...]... TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Sơ đồ khối mô phỏng trên SIMULINK PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Kết quả mô phỏng Đồ thị động học khâu 2 cơ cấu bốn khâu bản lề PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Đồ thị động học khâu 3 cơ cấu bốn khâu bản lề PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Đồ thị động. .. CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Đồ thị động học khâu 4 cơ cấu bốn khâu bản lề PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Gia tốc góc khâu 3 theo thời gian Giá trị gia tốc góc max và min của khâu 3 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Sử dụng Matlab phân tích động lực học cơ cấu Cơ cấu tay quay con trượt (TQCT) Vẽ họa đồ vị trí lAB = lBC = 1m, tại... hiện phân tích động học cơ cấu trên phần mềm Matlab - Phân tích, xây dựng các phương trình tính toán các thông số động học (vị trí, vận tốc, gia tốc); - Thiết lập các lệnh tương ứng trong Matlab - Chạy chương trình và hiển thị kết quả tính toán trên Matlab PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Sử dụng Simulink phân tích động học cơ cấu Các bước giải bài toán động học bằng SIMULINK... r2 sin θ2 − ω2 r2cosθ2 − ω3 r3cosθ3 2 2 ∆ 2 = ε 2 r2cosθ2 − ω2 r2 sin θ2 − ω3 r3 sin θ3 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC LỰC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Sơ đồ khối mô phỏng trên SIMULINK cơ cấu TQCT PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC LỰC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Kết quả mô phỏng: Đồ thị động học khâu 2 cơ cấu TQCT ... m ) 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK GIỚI THIỆU CHUNG 1 .Phần mềm Matlab - Đặc điểm: Môi trường tính toán số và lập trình; - Được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật 2 Phần mềm Simulink - Simulink là một công cụ trong Matlab - Simulink có các công cụ được tích hợp, lập trình sẵn có ở dạng sơ đồ khối chức năng PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK... atan((yD-yC)/(xD-xC))+pi; PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Kết quả: Họa đồ vị trí cơ cấu Bai toan vi tri co cau bon khau ban le: phi= 135 (do) rA = [ 0, rD = [ 0.3, 0, 0, 0 ] (m) 0 ] (m) rB= [-0.0707107,0.0707107,0 ](m) rC=[ 0.206082,0.28492,0](m) phi2 = 37.7362 (do) phi3 = 108.244 (do) >> PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Xác định vận tốc cơ cấu Nhập lệnh: Kết... => F01x, F01y, Mmz Phan luc tu khau 0 len khau 1: F01=[ -100, Mo men dan dong khau dan: Mm = [ 0, 113.821, 0, 0 ] (N) 147.826 ] (N.m) PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK ; Sử dụng Simulink phân tích động học cơ cấu Cơ cấu tay quay con trượt (TQCT) r2 cos θ2 + r3 cos θ3 = r1   r2 sin θ2 + r3 sin θ3 = r4 y B  −ω2 r2 sin θ2 − ω3 r3 sin θ3 = V   ω2 r2 cosθ2 + ω3r3cosθ3... => F01x, F01y, Mmz Phan luc tu khau 0 len khau 1: F01=[-23.6813,-0.284117,0](N) Mo men dan dong khau dan: Mm = [ 0, 0, 2.04816] (N.m) PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC LỰC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Sử dụng Simulink phân tích động học cơ cấu VD1 Cơ cấu bốn khâu bản lề R3 B R4 R2 A r2 cos θ2 + r3 cos θ3 = r1 + r4 cos θ4   r2 sin θ2 + r3 sin θ3 = r4 sin θ4 C y D R1 2 Đã cho: ε 2 = 1 (rad/s ), r2 = 0.2m,... =[1.18975,-1.1421,0](m/sˆ2) PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Bài toán lực cơ cấu bốn khâu bản lề Phân tích lực trên các khâu: x F23 C x F32 y F12 C x F23 Mqt2 C2 F32 y F32 Mqt3 F12 Fqt3 Fqt2 G2 B F23 Fe C3 - Xác định gia tốc trọng tâm các khâu x F12 G3 y x F21 Mqt1 B Fqt1 Mm G1 y F03 y F01 C1 D = aB1/2; aC2 = (aB1+aC)/2; = aC/2; F01 x A F03 x F03 aC1 aC3 F21 F21 F01 + Xác định lực quán tính... -dot(Omega2,Omega2)*(rC-rB); [ -0.732051,0,0 ](m/sˆ2) aCBn=-dot(Omega2,Omega2)*(rC-rB); aCB = aCBt=cross(Epsilon2,rC-rB); [-0.366025,1.36603,0](m/sˆ2) PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Bài toán lực cơ cấu tay quay con trượt Phân tích lực trên các khâu: Tính phản lực F23 x 12 F F F23= y 12 y 12 F F21 F12 sym('F23y','real') 0 B B x F21 Fqt2 y F01 F23+Fe+G3+Fqt3; +cross(rC2x G2 G2 F23 y 01 F F23 Fqt3 . NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK (Cơ cấu bốn khâu bản lề, Tay quay con trượt, Culit) BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG CHƯƠNG. pháp nghiên cứu động lực học một số cơ cấu; CHƯƠNG 3: Phân tích động lực học một số cơ cấu sử dụng phần mềm MATLAB-SIMULINK; CHƯƠNG 4: Kết luận và kiến nghị CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC. trên Matlab PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK Các bước giải bài toán động học bằng SIMULINK - Viết