Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ANH TUẤN CÁC BIỆN PHÁP GIẢM BỚT DAO ĐỘNG KHÔNG MONG MUỐN TÁC ĐỘNG LÊN CƠ THỂ NGƯỜI LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hà Nội, Năm 2012 NGUYỄN ANH TUẤN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Nguyễn Anh Tuấn LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo tham gia giảng dậy đào tạo suốt trình tác giả học nghiên cứu sinh Đặc biệt xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành tới GS TSKH Nguyễn Văn Khang TS Triệu Quốc Lộc người tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận án Đồng thời tác giả xin chân thành cảm ơn Bộ môn Cơ học ứng dụng – Viện Cơ khí – trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật Bảo hộ lao động tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả làm việc suốt thời gian nghiên cứu sinh Cuối tác giả xin bầy tỏ lòng biết ơn hỗ trợ vật chất động viên tinh thần bàn bè, đồng nghiệp người thân gia đình suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận án MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh đồ thị Mở đầu Chương 1: Tổng quan ảnh hưởng rung động đến thể người 1.1 Ảnh hưởng rung toàn thân 1.2 Ảnh hưởng rung cục 1.3 Một số nghiên cứu giới ảnh hưởng rung động thể người 1.4 Một số nghiên cứu Việt Nam ảnh hưởng rung động thể người 1.5 Kết luận chương Chương 2: Ảnh hưởng vị trí lắp đặt TCĐL đến tính chất dao động hệ dao động nhiều bậc tự 2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp quy hoạch dẫy dạng bậc hai giải toán quy hoạch phi tuyến có ràng buộc 2.1.1 Các điều kiện tối ưu toán quy hoạch ràng buộc 2.1.1.1 Điều kiện cần toán quy hoạch tối ưu ràng buộc 2.1.1.2 Điều kiện đủ toán quy hoạch tối ưu ràng buộc 2.1.1.3 Xác định tối ưu cách sử dụng điều kiện cần đủ 2.1.2 Các điều kiện tối ưu toán quy hoạch ràng buộc 2.1.2.1 Tính chất cộng tính ràng buộc 2.1.2.2 Các điều kiện Kuhn-Tucker 2.1.2.3 Sơ lược điều kiện đủ 2.1.3 Phương pháp quy hoạch dẫy dạng toàn phương 2.1.3.1 Bài toán quy hoạch phi tuyến có ràng buộc đẳng thức 2.1.3.2 Bài toán quy hoạch toàn phương với điều kiện tuyến tính hóa 2.1.3.3 Bài toán quy hoạch phi tuyến có ràng buộc bất đẳng thức 2.1.4 Giải toán quy hoạch phi tuyến phương pháp SQP thông qua sử dụng phần mềm Maple 2.2 Tính toán giảm dao động cho mô hình dao động ba bậc tự 11 13 17 19 19 19 19 20 20 21 21 21 25 25 26 28 29 30 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 TCĐL Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m1 Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m2 Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m3 Mô hình chịu kích động động học Tính toán giảm dao động cho mô hình dao động tám bậc tự TCĐL Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m1 Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m4 Mô hình chịu kích động động lực với lực đặt m8 Mô hình chịu kích động động học Kết luận chương Tổng hợp kết tính toán mô hình TCĐL SQP Kết luận Chương 3: Các nghiên cứu thực nghiệm phòng thí nghiệm ảnh hưởng TCĐL tính chất hệ dao động 3.1 Thiết bị thử nghiệm 3.1.1 Hệ thiết bị thử nghiệm độ cứng lò xo 3.1.2 Hệ thiết bị đo đạc đánh giá hiệu giảm rung 3.2 Thử nghiệm mô hình dao động không cản 3.2.1 Mô hình TCĐL hệ bậc tự 3.2.2 Mô hình TCĐL hệ hai bậc tự 3.2.3 Mô hình TCĐL hệ ba bậc tự 3.3 Thử nghiệm mô hình dao động có cản 3.4 Mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén phòng thí nghiệm 3.4.1 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động 3.4.2 Tính toán tối ưu TCĐL phương pháp SQP 3.4.3 Kết đo đạc thực nghiệm phòng thí nghiệm 3.5 Kết luận chương Chương 4: Áp dụng lý thuyết TCĐL vào công nghệ giảm rung bảo hộ lao động 4.1 Giảm rung cho công nhân làm việc sàn thao tác TCĐL 4.1.1 Xây dựng mô hình dao động người đứng sàn làm việc 4.1.2 Mô số mô hình giảm rung cho người đứng sàn thao tác TCĐL 4.2 Giảm rung cho người ngồi ghế chịu kích động rung TCĐL 4.2.1 Mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế chịu kích động rung 4.2.1.1 Xây dựng mô hình 32 32 38 41 44 47 47 58 65 72 79 79 83 84 84 84 84 86 86 88 91 93 97 97 99 103 104 105 105 105 108 111 111 111 Mô số mô hình đơn giản ghế ngồi giảm rung Mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế chịu kích động rung Xây dựng mô hình Mô số mô hình phức tạp người ngồi ghế chịu kích động rung Giảm rung cho tay người găng tay chống rung Mô hình dao động hệ găng tay chống rung Thiết lập phương trình dao động Mô số mô hình găng tay chống rung Thực nghiệm mô hình thiết kế, đo đạc đánh giá mô hình găng tay chống rung 4.3.2.1 Tính toán thực nghiệm tham số găng tay chống rung 4.3.2.2 Thiết kế chế tạo 4.3.2.3 Đo đạc, đánh giá thử nghiệm 4.4 Giảm rung cho công nhân vận hành máy khoan đá khí nén cấu tay cầm TCĐL 4.4.1 Giới thiệu khái quát máy khoan đá khí nén cầm tay 4.4.2 Kết đo ảnh hưởng rung động máy khoan đá khí nén đến người vận hành 4.4.3 Tính toán thiết kế mô hình thử nghiệm thực tế sản xuất 4.4.3.1 Tính toán tham số tay cầm giảm rung cho máy khoan đá khí nén 4.4.3.2 Tính toán thiết kế mô hình thử nghiệm thực tế sản xuất 4.5 Kết luận chương Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục công trình công bố luận án Phụ lục Phụ lục 1: Tính toán thiết lập phương trình vi phân dao động Lagrange loại II cho số mô hình Phụ lục 2: Kết đo đạc thực nghiệm trung tâm thử nghiệm chất lượng, cục tiêu chuẩn – đo lường chất lượng Phụ lục 3: Đánh giá nhận xét sở áp dụng 4.2.1.2 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.3 4.3.1 4.3.1.1 4.3.1.2 4.3.2 112 114 114 118 119 120 120 122 123 123 125 125 127 127 128 131 131 133 141 142 144 148 149 164 165 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT a abs ci CTC f F(t) ki KT max mi R0i Ri P SQP TCĐL V ω Ω - Gia tốc dao động [m/s2] - Giá trị tuyệt đối - Độ cản phần tử thứ i [Ns/m] - Tỷ số truyền rung - Tần số dao động [Hz] - Lực kích động - Độ cứng phần tử thứ i [N/m] - Điều kiện Kuhn – Tucker - Giá trị lớn - Giá trị nhỏ - Khối lượng phần tử thứ i [kg] - Biên độ dao động chưa lắp TCĐL phần tử thứ i [mm] - Biên độ dao động lắp TCĐL phần tử thứ i [mm] - Lực ấn tay người [N] - Phương pháp quy hoạch chuỗi dạng toàn phương - Tắt chấn động lực - Vận tốc dao động [mm/s] - Tần số dao động góc riêng [rad/s] - Tần số dao động góc lực kích động [rad/s] DANH MỤC CÁC BẲNG Bảng 1.1: Bảng 1.2: Bảng 1.3: Bảng 1.4: Bảng 1.5: Bảng 1.6: Bảng 1.7: Bảng 2.1: Bảng 2.2: Bảng 2.3: Bảng 2.4: Bảng 2.5: Bảng 2.6: Bảng 2.7: Bảng 2.8: Bảng 2.9: Bảng 2.10: Bảng 2.11: Bảng 2.12: Bảng 2.13: Bảng 2.14: Bảng 2.15: Bảng 2.16: Bảng 2.17: Bảng 2.18: Phân loại mức độ ngón tay trắng Thang phân loại rối loạn thần kinh – cảm giác Kết đo mức rung công nhân vận hành máy khoan khí nén Các triệu chứng bệnh công nhân khoan đá than Tình trạng bệnh tật công nhân khoan đá than Các triệu chứng bệnh tiếp xúc với rung động Kết khám lâm sàng – xương – khớp Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m2 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m3 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m2 trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m2 trước sau gắn TCĐL m2 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m2 trước sau gắn TCĐL m3 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m3 trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m3 trước sau gắn TCĐL m2 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m3 trước sau gắn TCĐL m3 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m2 Hiệu giảm rung ba bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m3 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m4 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m1 trước sau gắn TCĐL m8 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m4 trước sau gắn TCĐL m1 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m4 trước sau gắn TCĐL m4 Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực Trang 7 15 15 15 17 17 33 35 37 39 39 40 42 42 43 45 45 46 50 53 56 59 61 khối lượng m4 trước sau gắn TCĐL m8 Bảng 2.19: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m8 trước sau gắn TCĐL m1 Bảng 2.20: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m8 trước sau gắn TCĐL m4 Bảng 2.21: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động lực khối lượng m8 trước sau gắn TCĐL m8 Bảng 2.22: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m1 Bảng 2.23: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m4 Bảng 2.24: Hiệu giảm rung hệ tám bậc tự chịu kích động động học trước sau gắn TCĐL m8 Bảng 2.25: Tổng hợp tính toán lý thuyết mô hình hệ ba bậc tự Bảng 2.26: Tổng hợp tính toán lý thuyết mô hình hệ tám bậc tự Bảng 3.1: Kết thử nghiệm mô hình TCĐL hệ bậc tự Bảng 3.2: Kết thử nghiệm mô hình TCĐL hệ hai bậc tự Bảng 3.3: Kết thử nghiệm mô hình TCĐL hệ ba bậc tự Bảng 3.4: Kết đánh giá hiệu giảm rung tay cầm cách rung Bảng 3.5: Kết đánh giá hiệu giảm rung tay cầm cách rung kết hợp với TCĐL lắp cho máy khoan đá khí nén Bảng 3.6: So sánh hiệu giảm chấn mô hình lý thuyết thực nghiệm phòng thí nghiệm mô hình giảm rung máy khoan đá khí nén Bảng 4.1: Hiệu giảm rung mô hình người đứng sàn thao tác Bảng 4.2: Hiệu giảm rung cho mô hình đơn giản người ngồi ghế trước sau lắp TCĐL Bảng 4.3: Hiệu giảm rung cho mô hình phức tạp người ngồi ghế trước sau lắp TCĐL Bảng 4.4: Tổng hợp kết đo đạc đánh giá hiệu giảm rung mẫu găng tay Bảng 4.5: So sánh kết tính toán lý thuyết với kết đo đạc thực nghiệm hiệu giảm rung găng tay chống rung Bảng 4.6: Kết đo rung vị trí tay cầm người công nhân Bảng 4.7: Kết đo rung máy khoan khí nén vỉa đá Đông (+30) – mỏ Mạo Khê ngày 12/7/2007 Bảng 4.8: Kết đo rung máy khoan khí nén xuyên vỉa đá 8-9A (-80) – mỏ Mạo Khê ngày 13/7/2007 Bảng 4.9: Kết đo rung động máy khoan điện Nga 27B12KBT vị trí gương than (+15) – mỏ Hà Lầm, ngày 20/5/2008 Bảng 4.10: Kết đo rung động máy khoan khí nén mỏ khai thác đá Đà Nẵng Bảng 4.11: Kết đo rung động máy khoan khí nén mỏ khai thác đá Mỹ Thành – Miếu Môn – Hòa Bình Bảng 4.12: Các loại máy khoan đá khí nén phổ biến Việt Nam Bảng 4.13: Kết đánh giá hiệu giảm rung tay cầm cách rung Bảng 4.14: Kết đánh giá hiệu giảm rung tay cầm cách rung kết hợp với TCĐL Bảng 4.15: So sánh hiệu giảm chấn mô hình lý thuyết thực nghiệm thực tế sản xuất mô hình giảm rung máy khoan đá khí 63 66 68 70 73 75 77 79 80 86 89 91 103 103 104 109 113 118 126 126 129 129 129 129 129 130 130 141 141 141 nén DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3.a: Hình 2.3.b: Hình 2.3.c: Hình 2.4: Hình 2.5.a: Hình 2.5.b: Hình 2.5.c: Hình 2.6: Hình 2.7.a: Hình 2.7.b: Hình 2.7.c: Hình 2.8: Hình 2.9.a: Hình 2.9.b: Hình 2.9.c: Hình 2.10.a: Hình 2.10.b: Hình 2.10.c: Hình 2.11.a: Hình 2.11.b: Hình 2.11.c: Tỷ lệ bệnh tiếp xúc với rung động Biến dạng xương bàn chân ảnh hưởng rung toàn thân Giao diện nhập thông số kết tính toán tối ưu Bộ TCĐL m1 hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m1 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m1 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m1 Bộ TCĐL m2 hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m2 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m2 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m2 Bộ TCĐL m3 hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m3 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m3 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m1 trước sau gắn TCĐL m3 Hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m1 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m1 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m1 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m2 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m2 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m2 Biên độ dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m3 Vận tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 trước sau gắn TCĐL m3 Gia tốc dao động hệ ba bậc tự chịu kích động động lực m2 Trang 5 31 32 34 34 34 34 36 36 36 36 37 38 38 38 39 39 39 40 40 40 40 41 1 1 (16) m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mtc ytc2 2 2 1 1 (17) k1 y12 + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + ktc ( ytc − y3 ) = Π 2 2 1 (18) = Φ c1 y1 + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + ctc ( ytc − y3 ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (19) = Q1* F (t );= Q2* 0;= Q3* 0;= Qtc* Thế biểu thức (16), (17), (18) (19) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự sử dụng TCĐL vị trí m3 y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = F0sinΩt m1 c (c c ) y m2 y2 − y1 + + − c3 y3 − k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = (20) y3 − c3 y + (c3 + ctc ) y3 − ctc ytc − k3 y2 + (k3 + ktc ) y3 − ktc ytc = m3 mtc ytc − ctc y3 + ctc ytc − ktc y3 + ktc ytc = T= Mô hình chịu kích động động học a) b) c) Hình Hệ ba bậc tự chịu kích động học a) – Hệ gốc chưa lắp TCĐL; b) – Hệ lắp TCĐL m1 c) – Hệ lắp TCĐL m2 ; d) – Hệ lắp TCĐL m3 d) a Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự chưa sử dụng TCĐL Xét hệ dao động gồm ba khối lượng m1, m2, m3; lò xo có độ cứng tương ứng k1, k2, k3 cản nhớt tương ứng c1, c2, c3 ; hệ chịu kích động điều hòa vị trí khối lượng m1 với lực kích động u(t) = U0cos(Ωt) hình 2.a Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 (21) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 2 1 (22) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) 2 2 1 (23) = Φ c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) 2 2 151 Lực suy rộng lực hoạt động không (24) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* Phương trình Lagrange loại II xác định ∂Π ∂Φ d ∂T ∂T − = − − + Qi* ∂yi ∂yi dt ∂yi ∂yi Thế biểu thức (21), (22), (23) (24) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự chưa lắp TCĐL y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = k1u (t ) + c1u (t ) m1 (25) y2 − c2 y1 + (c2 + c3 ) y − c3 y3 − k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = m2 m y2 − c3 y + c3 y3 − k3 y2 + k3 y3 = b Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự sử dụng TCĐL vị trí m1 Trường hợp lắp tắt TCĐL vị trí m1 (hình 2.b) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 1 (26) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mtc ytc2 2 2 1 1 (27) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + ktc ( ytc − y1 ) 2 2 1 1 (28) = Φ c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + ctc ( ytc − y1 ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (29) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* 0;= Qtc* Thế biểu thức (26), (27), (28) (29) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự lắp TCĐL vị trí m1 m1 y1 + (c1 + c2 + ctc ) y1 − c2 y − ctc ytc + (k1 + k2 + ktc ) y1 − k2 y2 − ktc ytc = k1u (t ) + c1u (t ) − + + − − m2 y2 c2 y1 (c2 c3 ) y2 c3 y3 k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = (30) m3 y3 − c3 y + c3 y3 − k3 y2 + k3 y3 = mtc ytc − ctc y1 + ctc ytc − ktc y1 + ktc ytc = c Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự sử dụng TCĐL vị trí m2 Trường hợp lắp tắt TCĐL vị trí m2 (hình 2.c) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 1 (31) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mtc ytc2 2 2 1 1 (32) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + ktc ( ytc − y2 ) 2 2 1 1 (33) = Φ c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + ctc ( ytc − y ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (34) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* 0;= Qtc* Thế biểu thức (31), (32), (33) (34) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự lắp TCĐL vị trí m2 152 y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = k1u (t ) + c1u (t ) m1 − c + (c + c + c ) y − − − k + (k + k + k ) y c3 y3 ctc ytc y1 m2 y2 y1 tc tc 2 − k3 y3 − ktc ytc = y3 − c3 y + c3 y3 − k3 y2 + k3 y3 = m3 ytc − ctc y + ctc ytc − ktc y2 + ktc ytc = mtc (35) d Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự sử dụng TCĐL vị trí m3 Trường hợp lắp tắt TCĐL vị trí m3 (hình 2.d) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 1 (36) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mtc ytc2 2 2 1 1 (37) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + ktc ( ytc − y2 ) 2 2 1 1 (38) = Φ c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + ctc ( ytc − y ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (39) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* 0;= Qtc* Thế biểu thức (36), (37), (38) (39) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động bậc tự lắp TCĐL vị trí m3 y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = k1u (t ) + c1u (t ) m1 − c + (c + c ) y − − k + (k + k ) y c3 y3 y1 m2 y2 y1 2 − k3 y3 = (40) y3 − c3 y + (c3 + ctc ) y3 − ctc ytc − k3 y2 + (k3 + ktc ) y3 − ktc ytc = m3 mtc ytc − ctc y3 + ctc ytc − ktc y3 + ktc ytc = II Giảm rung cho người đứng làm việc sàn thao tác TCĐL a) b) Hình Mô hình người đứng sàn chịu kích động rung a) – Hệ gốc chưa sử dụng TCĐL; b) – Hệ sử dụng TCĐL 153 Mô hình giảm rung cho người đứng sàn chưa lắp TCĐL Xét hệ dao động người chịu tác động rung toàn thân đứng sàn thao tác, mô hình dao động xem xét gồm khối lượng m1 (đầu), m2 (vai), m3 (ngực), m4 (hông), m5 (đùi), m6 (cẳng chân + bàn chân), m7 (bắp tay), m8 (cẳng tay + bàn tay), độ cứng tương ứng k1, k2, k3, k4, k5, k6, k7, k8 cản nhớt c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8 chịu kích động động học u(t) = U0cos(Ωt) hình 3.a Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 1 (41) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + m4 y 42 + m5 y52 + m6 y 62 + m7 y 72 + m8 y82 + ms y s2 2 2 2 1 1 2 Π= k1 ( y1 − y2 ) + k2 ( y2 − y3 ) + k3 ( y3 − y4 ) + k s ( ys − u ) 2 2 (42) ( + k4 ( y4 − y5 ) + k5 ( y5 − y6 ) + k6 y6 − ys Φ= ) + k7 ( y7 − y2 ) + k8 ( y8 − y7 ) ( 1 1 2 c1 ( y1 − y ) + c2 ( y − y3 ) + c3 ( y3 − y ) + cs y s − u 2 2 ( + c4 ( y − y5 ) + c5 ( y5 − y ) + c6 y − y s 2 ) ) 2 (43) + c7 ( y − y ) + c8 ( y8 − y ) 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (44) = Qi* 0;= Qs* Thế biểu thức (41), (42), (43) (44) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động người đứng sàn thao tác chưa lắp TCĐL y1 + c1 y1 − c1 y + k1 y1 − k1 y2 = m1 − c + (c + c + 2c ) y − − 2c y − k + (k + k + 2k ) y − k − 2k y = c2 y3 7 y1 7 y3 m2 y2 y1 m3 y3 − c2 y + (c2 + c3 ) y3 − c3 y 47 − k2 y2 + (k2 + k3 ) y3 − k4 y4 = (45) y4 − c3 y3 + (c3 + 2c4 ) y − 2c4 y5 − k3 y3 + (k3 + 2k4 ) y4 − 2k4 y5 = m4 y5 − 2c4 y + 2(c4 + c5 ) y5 − 2c5 y − 2k4 y4 + 2(k4 + k5 ) y5 − 2k5 y6 = 2m5 2m y − 2c5 y5 + 2(c5 + c6 ) y − 2c6 y s − 2k5 y5 + 2(k5 + k6 ) y6 − 2k6 ys = 6 2m7 y7 − 2c7 y + 2(c7 + c8 ) y − 2c8 y8 − 2k7 y2 + 2(k7 + k8 ) y7 − 2k8 y8 = y8 − 2c8 y + 2c8 y8 − 2k8 y7 + 2k8 y8 = 2m8 ms ys − 2c6 y + (2c6 + cs ) y s − 2k6 y6 + (2k6 + ks ) ys =cs u + ks u 2 Mô hình giảm rung cho người đứng sàn lắp TCĐL (hình 3.b) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 1 1 T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + m4 y 42 + ms y s2 + mtc ytc2 (46) 2 2 2 2 2 + m5 y5 + m6 y + m7 y + m8 y8 Π= ( 1 1 2 k1 ( y1 − y2 ) + k2 ( y2 − y3 ) + k3 ( y3 − y4 ) + k s ys − u 2 2 ( + k4 ( y4 − y5 ) + k5 ( y5 − y6 ) + k6 y6 − ys Φ= ) ( + c4 ( y − y5 ) + c5 ( y5 − y ) + c6 y − y s ) ( + ktc ytc − ys + k7 ( y7 − y2 ) + k8 ( y8 − y7 ) ( 2 1 1 2 c1 ( y1 − y ) + c2 ( y − y3 ) + c3 ( y3 − y ) + cs y s − u 2 2 ) ) 2 (47) 2 + ctc ( ytc − y s ) + c7 ( y − y ) + c8 ( y8 − y ) ) (48) 154 Lực suy rộng lực hoạt động không (49) = Qi* 0;= Qs* 0;= Qtc* Thế biểu thức (46), (47), (48) (49) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động người đứng sàn thao tác lắp TCĐL y1 + c1 y1 − c1 y + k1 y1 − k1 y2 = m1 − c + (c + c + 2c ) y − − 2c y − k + (k + k + 2k ) y − k − 2k y = c2 y3 7 y1 7 y3 m2 y2 y1 m3 y3 − c2 y + (c2 + c3 ) y3 − c3 y 47 − k2 y2 + (k2 + k3 ) y3 − k4 y4 = y4 − c3 y3 + (c3 + 2c4 ) y − 2c4 y5 − k3 y3 + (k3 + 2k4 ) y4 − 2k4 y5 = m4 2m y5 − 2c4 y4 + 2(c4 + c5 ) y5 − 2c5 y6 − 2k y4 + 2( k + k5 ) y5 − 2k5 y6 = y6 − 2c5 y5 + 2(c5 + c6 ) y − 2c6 y s − 2k5 y5 + 2(k5 + k6 ) y6 − 2k6 ys = (50) 2m6 2m7 y7 − 2c7 y + 2(c7 + c8 ) y − 2c8 y8 − 2k7 y2 + 2(k7 + k8 ) y7 − 2k8 y8 = y8 − 2c8 y + 2c8 y8 − 2k8 y7 + 2k8 y8 = 2m8 m y − 2c6 y + (2c6 + cs + ctc ) y s − ctc ytc − 2k6 y6 + (2k6 + k s + ktc ) ys − 2k6 ytc = cs u + ks u s s ytc − ctc y s + ctc ytc − ktc ys + ktc ytc = mtc III Giảm rung cho người ngồi ghế TCĐL 3.1 Mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế chịu kích động rung a) b) Hình Mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế chịu kích động rung a) – Hệ gốc chưa sử dụng TCĐL; b) – Hệ sử dụng TCĐL a Mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế chưa lắp TCĐL Xét hệ dao động người ngồi ghế chịu kích động rung, mô hình dao động xem xét gồm khối lượng m1 (ghế), m2 (thân người: vai + ngực + hông), m3 (đầu cổ), độ cứng tương ứng k1, k2, k3 cản nhớt c1, c2, c3 chịu kích động động học u(t) = U0cos(Ωt) hình 5.a Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 (51) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 2 1 (52) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) 2 2 155 1 (53) c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (54) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* Thế biểu thức (51), (52), (53) (54) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế chưa lắp TCĐL y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = k1u (t ) + c1u (t ) m1 (55) y2 − c2 y1 + (c2 + c3 ) y − c3 y3 − k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = m2 m y2 − c3 y + c3 y3 − k3 y2 + k3 y3 = = Φ b Mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế lắp TCĐL (hình 5.b) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 1 (56) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mtc ytc2 2 2 1 1 (57) = Π k1 ( y2 − u ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + ktc ( ytc − y1 ) 2 2 1 1 (58) = Φ c1 ( y − u ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + ctc ( ytc − y1 ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (59) = Q1* 0;= Q2* 0;= Q3* 0;= Qtc* Thế biểu thức (56), (57), (58) (59) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động đơn giản người ngồi ghế lắp TCĐL m1 y1 + (c1 + c2 + ctc ) y1 − c2 y − ctc ytc + (k1 + k2 + ktc ) y1 − k2 y2 − ktc ytc = k1u (t ) + c1u (t ) − + + − − m2 y2 c2 y1 (c2 c3 ) y2 c3 y3 k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = (60) − + − + = m y c y c y k y k y 3 3 3 3 mtc ytc − ctc y1 + ctc ytc − ktc y1 + ktc ytc = 3.2 Mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế chịu kích động rung a) b) Hình Mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế chịu kích động rung a) – Hệ gốc chưa sử dụng TCĐL; b) – Hệ sử dụng TCĐL 156 a Mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế chưa lắp TCĐL Xét hệ dao động người ngồi ghế chịu kích động rung, mô hình dao động xem xét gồm khối lượng m1 (đầu), m2 (vai), m3 (ngực), m4 (hông), m5 (đùi), m6 (cẳng chân + bàn chân), m7 (bắp tay), m8 (cẳng tay + bàn tay), độ cứng tương ứng k1, k2, k3, k4, k5, k7, k8 cản nhớt c1, c2, c3, c4, c5, c7, c8 chịu kích động u(t) = U0cos(Ωt) hình 6.a Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 1 (61) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + m4 y 42 + m5 y52 + m6 y 62 + m7 y 72 + m8 y82 + mg y g2 2 2 Π= ( + k4 ( y5 − y4 ) + k5 ( y5 − y6 ) + k7 ( y2 − y7 ) + k8 ( y7 − y8 ) Φ= ) ( ) ) ( ) 1 1 2 k1 ( y1 − y2 ) + k2 ( y2 − y3 ) + k3 ( y3 − y4 ) + k6 y4 − yg + k g yg − u 2 2 2 ( + c4 ( y5 − y ) + c5 ( y5 − y6 ) + c7 ( y − y7 ) + c8 ( y7 − y8 ) 2 (62) 2 1 1 2 c1 ( y1 − y ) + c2 ( y − y3 ) + c3 ( y3 − y ) + c6 y − y g + cg y g − u 2 2 2 2 (63) Lực suy rộng lực hoạt động không = Qi* 0;= Qg* (64) Thế biểu thức (61), (62), (63) (64) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế chưa lắp TCĐL m1 y1 + c1 y1 − c1 y + k1 y1 − k1 y2 = − + + + m2 y2 c1 y1 (c1 c2 2c7 ) y2 − c2 y3 − 2c7 y7 − k1 y1 + (k1 + k2 + 2k7 ) y2 − k2 y3 − 2k7 y7 = m3 y3 − c2 y + (c2 + c3 ) y3 − c3 y 47 − k2 y2 + (k2 + k3 ) y3 − k3 y4 = m4 y4 − c3 y3 + (c3 + 2c4 + c6 ) y − 2c4 y5 − c6 y g − k3 y3 + (k3 + 2k4 + k6 ) y4 − 2k4 y5 − k6 y g = 2m5 y5 − 2c4 y + 2(c4 + c5 ) y5 − 2c5 y − 2k4 y4 + 2(k4 + k5 ) y5 − 2k5 y6 = (65) 2m y − 2c y + 2c y − 2k y + 2k y = 5 5 6 2m7 y7 − 2c7 y + 2(c7 + c8 ) y − 2c8 y8 − 2k7 y2 + 2(k7 + k8 ) y7 − 2k8 y8 = 2m8 y8 − 2c8 y + 2c8 y8 − 2k8 y7 + 2k8 y8 = mg y g − c6 y + (c6 + cg ) y g − k6 y4 + (k6 + k g ) y g = cg u + k g u b Mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế lắp TCĐL (hình 6.b) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 1 1 T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + m4 y 42 + mg y g2 + mtc ytc2 (66) 2 2 2 2 2 + m5 y5 + m6 y + m7 y + m8 y8 Π= ( ) ( 1 1 2 k1 ( y1 − y2 ) + k2 ( y2 − y3 ) + k3 ( y3 − y4 ) + k6 y4 − yg + k g yg − u 2 2 2 2 2 + k4 ( y5 − y4 ) + k5 ( y5 − y6 ) + k7 ( y2 − y7 ) + k8 ( y7 − y8 ) + ktc ytc − yg ( ) ) (67) 157 Φ= ( ) ( 1 1 2 c1 ( y1 − y ) + c2 ( y − y3 ) + c3 ( y3 − y ) + c6 y − y g + cg y g − u 2 2 2 2 2 + c4 ( y5 − y ) + c5 ( y5 − y6 ) + c7 ( y − y7 ) + c8 ( y7 − y8 ) + ctc ytc − y g ( Lực suy rộng lực hoạt động không = Qi* 0;= Qg* 0;= Qtc* ) ) (68) (69) Thế biểu thức (66), (67), (68) (69) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động phức tạp người ngồi ghế lắp TCĐL y1 + c1 y1 − c1 y + k1 y1 − k1 y2 = m1 − c + (c + c + 2c ) y − − 2c y − k + (k + k + 2k ) y − k − 2k y = c2 y3 7 y1 7 y3 m2 y2 y1 m3 y3 − c2 y + (c2 + c3 ) y3 − c3 y 47 − k2 y2 + (k2 + k3 ) y3 − k4 y4 = y4 − c3 y3 + (c3 + 2c4 + c6 ) y − 2c4 y5 − c6 y g − k3 y3 + (k3 + 2k4 + k6 ) y4 − 2k4 y5 − k6 y g = m4 2m y5 − 2c4 y + 2(c4 + c5 ) y5 − 2c5 y − 2k4 y4 + 2(k4 + k5 ) y5 − 2k5 y6 = (70) 2 2 c c y k k y − + − + = m y y y 5 5 6 2m7 c 2( c c ) y c y − + + − y7 y2 8 − 2k7 y2 + 2( k7 + k8 ) y7 − 2k8 y8 = y8 − 2c8 y + 2c8 y8 − 2k8 y7 + 2k8 y8 = 2m8 m y − c y + (c6 + cg + ctc ) y g − ctc ytc − k6 y4 + (k6 + k g + ktc ) y g − ktc ytc = cg u + k g u g g mtc ytc − ctc y g + ctc ytc − ktc y g + ktc ytc = IV Mô hình dao động hệ găng tay chống rung a) b) Hình Mô hình tay người sử dụng găng tay chống rung a) – Hệ gốc chưa sử dụng găng; b) – Hệ sử dụng găng 158 4.1 Mô hình dao động hệ găng tay người không sử dụng găng tay chống rung Xét hệ dao động tay người chịu kích động rung từ máy cầm tay, mô hình dao động xem xét gồm khối lượng m1 (bắp tay), m2 (cẳng tay), m3 (bàn tay), độ cứng tương ứng k1, k2, k3 độ cản tương ứng c1, c2, c3; giả sử hệ chịu kích động F(t) = F0cos(Ωt) hình 7.a Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 (71) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y 32 2 1 2 (72) = Π k1 y12 + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) 2 2 1 2 (73) = Φ c1 y1 + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (74) = Q1* 0;= Q2* 0; = ; Q3* F (t ) Thế biểu thức (71), (72), (73) (74) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động tay người chưa sử dụng găng tay chống rung y1 + (c1 + c2 ) y1 − c2 y + (k1 + k2 ) y1 − k2 y2 = m1 y2 − c2 y1 + (c2 + c3 ) y − c3 y3 − k2 y1 + (k2 + k3 ) y2 − k3 y3 = m2 m F (t ) y3 − c3 y + c3 y3 − k3 y2 + k3 y3 = (75) 4.2 Mô hình dao động hệ găng tay người có sử dụng găng tay chống rung (hình 7.b) Khi biểu thức động năng, hàm hao tán hệ 1 1 (76) T = m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 + mg y g2 2 2 1 1 2 (77) = Π k1 y12 + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y2 ) + k g ( y g − y3 ) 2 2 2 1 2 (78) = Φ c1 y1 + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y ) + c3 ( y g − y3 ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (79) = Q1* 0;= Q2* 0; = ; Q3* 0;= Qg* F (t ) Thế biểu thức (76), (77), (78) (79) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình dao động tay người sử dụng găng tay chống rung ìï m y&& + (c + c )y& - c y& + (k + k )y - k y = 2 2 2 ïï 1 ïï m y&& - c y& + (c + c )y& - c y& - k y + (k + k )y - k y = 2 3 2 3 ïí 2 (80) ïï m2y&&3 - c3y&2 + (c3 + cg )y&3 - cgy&g - k3y2 + (k3 + kg )y3 - kgyg = ïï ïïî mgy&&g - cgy&3 + cgy&g - kgy3 + kgyg = F (t ) 159 V Mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén phòng thí nghiệm Mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén để thực nghiệm phòng thí nghiệm xây dựng hình b) b) Hình 8: Mô hình học TCĐL lắp máy khoan khí nén thử nghiệm phòng thí nghiệm b) Không sử dụng TCĐL; b) Sử dụng TCĐL đó: m0 : Khối lượng máy 27 kg (máy khoan 7655) c1, k1, m1 : Đặc trưng thông số động học tay cầm cách rung c2, k2, m2 : Đặc trưng thông số động học TCĐL c3, k3 : Đặc trưng thông số động học cứng, cản bàn tay m3 : Khối lượng bàn tay c4, k4: Đặc trưng thông số động học cứng, cản cẳng bàn tay P: Lực ấn người vận hành F(t) = F0sin(Ωt) 5.1 Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm phòng thí nghiệm chưa sử dụng TCĐL (hình 8.a) Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 (81) T = m0 y 02 + m1 y12 + m3 y32 2 = ∏ k1 ( y1 − y0 ) + k3 ( y3 − y1 ) + k4 y32 (82) c1 ( y1 − y ) + c3 ( y3 − y1 ) + c4 y32 (83) = Φ Lực suy rộng lực hoạt động không (84) = Q0* F (t ); = Q1* P= ; Q3* Phương trình Lagrange loại II xác định d ∂T ∂T ∂Π ∂Φ − = − − + Qi* ∂yi ∂yi dt ∂yi ∂yi Thế biểu thức (81), (82), (83) (84) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm phòng thí nghiệm chưa lắp TCĐL y0 + c1 y − c1 y1 + k1 y0 − k1 y0 = F (t ) m0 (85) P y1 − c1 y + (c1 + 2c3 ) y1 − 2c3 y3 − k1 y0 + (k1 + 2k3 ) y1 − 2k3 y3 = m1 2m y3 − 2c3 y1 + 2(c3 + c4 ) y3 − 2k3 y1 + 2(k3 + k4 ) y3 = 160 5.2 Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm phòng thí nghiệm sử dụng TCĐL (hình 8.b) Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 (86) T = m0 y 02 + m1 y12 + m2 y 22 + m3 y32 2 1 k1 ( y1 − y0 ) + k2 ( y2 − y1 ) + k3 ( y3 − y1 ) + k4 y32 2 1 Φ= c1 ( y1 − y ) + c2 ( y − y1 ) + c3 ( y3 − y1 ) + c4 y32 2 ∏= (87) (88) Lực suy rộng lực hoạt động không (89) = Q0* F (t );= Q1* P= ; Q2* 0;= Q3* Phương trình Lagrange loại II xác định ∂Π ∂Φ d ∂T ∂T − = − − + Qi* ∂yi ∂yi dt ∂yi ∂yi Thế biểu thức (86), (87), (88) (89) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm phòng thí nghiệm lắp TCĐL y0 + c1 y − c1 y1 + k1 y0 − k1 y0 = F (t ) m0 P m1 y1 − c1 y + (c1 + c2 + 2c3 ) y1 − c2 y − 2c3 y3 − k1 y0 + (k1 + k2 + 2k3 ) y1 − k2 y2 − 2k3 y3 = y2 − c2 y1 + c2 y − k2 y1 + k2 y2 = m2 2m3 y3 − 2c3 y1 + 2(c3 + c4 ) y3 − 2k3 y1 + 2(k3 + k4 ) y3 = (90) VI Mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực tế sản xuất Mô hình máy khoan đá khí nén thực nghiệm thực tế sản xuất xây dựng hình b) b) Hình 9: Mô hình học TCĐL lắp máy khoan khí nén thử nghiệm thực tế sản xuất b) Hệ máy khoan có tay cầm giảm rung; b) Hệ máy khoan lắp TCĐL 161 đó: mth : Khối lượng máy (kg) kth: Hệ số cứng máy khoan (N/m) mk : Khối lượng mũi khoan (kg) kd: Hệ số cứng đá (N/m) [55] cd: Hệ số cản đá tính cd = 0, 7.2 kd mk (Ns/m) mtc : Khối lượng tay cầm (kg) ktc: Hệ số cứng tay cầm (N/m) mt : Khối lượng bàn tay (kg) ct: Hệ số cản bàn tay (Ns/m) kt: Hệ số cứng bàn tay (N/m) mph : Khối lượng TCĐL (kg) cph: Hệ số cản TCĐL (Ns/m) kph: Hệ số cứng TCĐL (N/m) P: Lực ấn người vận hành (N) F(t): Dao động thân máy khoan 6.1 Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm thực tế sản xuất chưa sử dụng TCĐL Xét mô hình dao động máy khoan đá khí nén chưa lắp TCĐL hình 9.a, Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 1 1 (91) T = mk y k2 + mth yth2 + mtc ytc2 + mt yt2 2 2 1 1 2 (92) = Π kd yk2 + kth ( yth − yk ) + ktc ( ytc − yth ) + kt ( yt − ytc ) 2 2 1 1 2 (93) = Φ cd y k2 + cth ( yth − y k ) + ctc ( ytc − yth ) + ct ( yt − ytc ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không (94) = Qk* 0;= Qth* f (t ); = Qtc* 0; = Qt* P; Phương trình Lagrange loại II xác định ∂Π ∂Φ d ∂T ∂T − = − − + Qi* dt ∂yi ∂yi ∂yi ∂yi Thế biểu thức (91), (92), (93) (94) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm thực tế sản xuất chưa lắp TCĐL yk + (cd + cth ) y k − cth yth + (kd + kth ) yk − kth yth = mk − + (95) F (t ) mth yth cth yk (cth + ctc ) yth − ctc ytc − kth yk + (kth + ktc ) yth − ktc ytc = ytc − ctc yth + (ctc + ct ) ytc − ct yt − ktc yth + (ktc + kt ) ytc − kt yt = mtc mt P yt − ct ytc + ct yt − kt ytc + kt yt = 6.2 Thiết lập phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm thực tế sản xuất sử dụng TCĐL Xét mô hình dao động máy khoan đá khí nén sử dụng TCĐL hình 9.b, Biểu thức động năng, hàm hao tán hệ là: 162 1 1 T = mk y k2 + mth yth2 + mtc ytc2 + m ph y 2ph + mt yt2 2 2 2 1 1 2 = Π kd yk2 + kth ( yth − yk ) + ktc ( ytc − yth ) + k ph ( y ph − ytc ) + kt ( yt − ytc ) 2 2 2 1 1 2 = Φ cd y k2 + cth ( yth − y k ) + ctc ( ytc − yth ) + c ph ( y ph − ytc ) + ct ( yt − ytc ) 2 2 Lực suy rộng lực hoạt động không = Qk* 0;= Qth* f (t ); = Qtc* 0; = Q*ph 0; = Qt* P (96) (97) (98) (99) Thế biểu thức (96), (97), (98) (99) phương trình Lagrange loại II ta có phương trình vi phân dao động mô hình giảm rung cho máy khoan đá khí nén thực nghiệm thực tế sản xuất chưa lắp TCĐL mk yk + (cd + cth ) y k − cth yth + (kd + kth ) yk − kth yth = (100) F (t ) yth − cth y k + (cth + ctc ) yth − ctc ytc − kth yk + (kth + ktc ) yth − ktc ytc = mth ytc − ctc yth + (ctc + c ph + ct ) ytc − c ph y ph − ct yt − ktc yth + (ktc + k ph + kt ) ytc − k ph y ph − kt yt = mtc y ph − c ph ytc + c ph y ph − k ph ytc + k ph y ph = m ph m P0 t yt − ct ytc + ct yt − kt ytc + kt yt = 163 Phụ lục KẾT QUẢ ĐO ĐẠC THỰC NGHIỆM TẠI TRUNG TÂM THỬ NGHIỆM CHẤT LƯỢNG – CỤC TIÊU CHUẨN – ĐO LƯỜNG CHẤT LƯỢNG 164 Phụ lục ĐÁNH GIÁ NHẬN XÉT CỦA CƠ SỞ ÁP DỤNG 165 ... khác dao động không mong muốn gây ảnh hưởng khó chịu, chí bệnh rung tác động đến thể người Trong luận án nghiên cứu biện pháp giảm bớt tác hại dao động không mong muốn Cơ sở khoa học Dao động. .. hình người đứng sàn chịu kích động rung Biên độ dao động mô hình giảm rung người đứng sàn thao tác Vận tốc dao động mô hình giảm rung người đứng sàn thao tác Gia tốc dao động mô hình giảm rung người. .. Với việc nghiên cứu ảnh hưởng rung động thể người, qua tiến hành nghiên cứu giải pháp giảm rung động tác động đến thể người Do đó, việc mô hình hóa thể người hệ Cơ – Sinh học phù hợp nhiều đề tài
Ngày đăng: 02/04/2017, 09:39
Xem thêm: Các biện pháp giảm bớt dao động không mong muốn tác động lên cơ thể người
