ung dung wk

Nghiên cứu khoa học sinh viên 2009 Ứng dụng Working Model

Dương Mạnh Hùng Máy xây dựng A-k45 - 1 -

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời gian gần đây, việc mô phỏng hoạt động của các máy chuyển động nói

chung và các máy trong xây dựng nói riêng đã trở thành một vấn đề cấp thiết trong an

toàn cũng như vấn đề kinh tế. Mục đích của việc mô phỏng là đưa ra mô hình làm việc

gần đúng với thực tế nhất để từ đó đánh giá tình trạng làm việc của máy và các trạng thái

làm việc nguy hiểm.

Đã có nhiều phần mềm mô phỏng hỗ trợ các thí nghiệm như Catia, Visual Nastran,

Matlab, Iventor professional….nhưng việc sử dụng các phần mềm này vào mô phỏng đòi

hỏi người thiết kế phải có kỉ năng và một trong số các phần mềm đó là Working Model.

Working Model không đòi hỏi nhiều người sử dụng nhiều về kỉ năng này. Qua thực tế sử

dụng cho thấy, phần mềm này có khả năng đáp ứng đầy đủ các tính năng cần thiết của

một bộ phần mềm mô phỏng. Working Model được dùng để mô phỏng phân tích các kết

cấu tĩnh hoặc có thể phân tích động lực học cho các hệ thống của máy khi làm việc.

Trong các thử nghiệm ảo để tính toán thiết kế đưa ra được mô hình thực tế áp dụng vào

đời sống thì các phần mềm là rất cần thiết. Working Model còn cho phép ta xem ảnh hoạt

nghiệm của chúng, chính điều này cho ta quan sát một cách trực quan quỹ đạo chuyển

động của vật… Còn nhiều tính năng mạnh nữa nếu ta nghiên cứu sâu về Working Model.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài không thể tránh được những thiéu xót vì vậy em

kính mong các thầy cô giáo bổ sung cho đề tài để có thể tiến xa hơn.

Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo KS.Phạm Trọng Hòa, người đã trực tiếp

hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều để hoàn thành đề tài.

Hà nội, ngày 21 tháng 04 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Dương Mạnh Hùng



CHƢƠNG I

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WORKING MODEL

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WORKING MODEL

1. Giới thiệu chung.

Working model là một trong những mô phỏng với những công cụ hỗ trợ mạnh mẽ

cho phép người sử dụng xây dựng và phân tích động lực học, động học cơ hệ nhanh trong

và hiệu quả nhất trên máy tính. Ngoài ra nó còn cung cấp cônng cụ cho kiểm tra-thiết kê-

kiểm tra thiết kê mô hình khi tạo mẫu hay thiết kế ra mô hình mới.

Chính vì vậy mô phỏng ngày càng được ứng dụng nhiều trong sản xuất cũng như

trong nghiên cứu và học tập vì:

Hệ thống máy tính mang lại sự an toàn và hiệu quả cao hơn so với thực

nghiệm.

Nắm bắt khái niệm chung, chủ động và linh hoạt khi áp dụng vào thực tế

làm việc.

Dự đóan và phân tích các hiện tượng xảy ra trong khi làm việc.

Working model là một trong những phần mềm chuyên dụng để mô phỏng có nhiều

tính năng phù hợp, được dùng để mô phỏng cơ hệ, động học, động lực học và cơ hệ. Và

được ứng dụng nhiều trong công nghiệp, ngoài ra còn ứng dụng trong giảng dạy đại học ,

mô phỏng các hiện tượng vật lý, cơ học cho hoc sinh, sinh viên.

Tính năng nổi bật của Working model là:

Giảm chi phí tạo mẫu sản phẩm.

Thực hiện quá trình “thực thi - phân tích - hiệu chỉnh”

Tạo tính chủ động khi mô phỏng nhìn nhận các hiện tượng thực tế trong

các điều kiện khác nhau

Phân tích thiết kế

Giao tiếp autocad, matlab, excel.

Phân tích kết cấ tĩnh và cho biết biểu đồ nội lực.

Có thể soạn thảo mô hình bằng ngôn ngữ Basic dưới dạng file script.

Tạo ảnh động, phim ngắn avi, đồ thị cho việc trình diễn.



2. Cách cài đặt Working model.

Khi đã có phiên bản 2D của Working Model thì tiến hành cài đặt như sau:

Bƣớc 1: Vào thư mục chứa phần mềm, nhấp đúp vào file wmdemo

Bƣớc 2: Thông báo tên Welcom, nhấp Next để tiếp tục

Bƣớc 3: Hộp thoại Registration hỏi thông báo nhập thông tin người sử

dụng và mã số cài đặt. Nhập số Serial: H840I12635, nhấp Next



Bƣớc 4: Hộp thoại Registration Confirmation yêu cầu người sử dụng

khẳng định các thông tin đăng nhập trước đó.

Bƣớc 5: Cửa sổ Choose Folder cho phép ta thay đổi địa chỉ cài đặt, địa

chỉ mặc định là C:\Program File\Working Model. Nếu không cần thay đổi

chọn OK



Lúc này chương trình bắt đầu cài đặt vào máy tính của bạn như đã khai báo.



Quá trình cài đặt kết thúc được thông báo bằng hộp thoại Setup Complete, bâm

Finish để kết thúc cài đặt.

Lúc này người sử dụng có thể bắt đầu làm quen với Working Model và sử dụng các

tính năng tuyệt vời của Working Model.

3. MÔI TRƢỜNG LÀM VIỆC CỦA WORKING MODEL

Sau khi đăng nhập vào Working model màn hình làm việc như sau:

Màn hinh gồm các thanh công cụ như File, Edit, World, View, Object… và các

phần tử trong thư viện. Với màn hình làm việc của Working model sáng sủa và rộng tạo

cảm giác thoải mãi khi làm việc.



3.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC THANH CÔNG CỤ

3.1.1 File

New: tạo một mô hình mới

Open: mở mô hình đã có sẵn

Close: đóng mô hình đang mô phỏng

Save: lưu nội dung đang mô phỏng

Save as : lưu bài vào thư mục riêng.

Print: in bài mô phỏng

Import: liên kết với các software khác.

Export: xuất bản mô phỏng ra các định dạng khác nhau.

Exit : thoát khỏi môi trường làm việc.



3.1.2 Edit

Undo: hủy lệnh vừa thực thi

Cut & delete : lệnh cắt và xóa các phần theo ý muốn.

Copy & paste : lệnh sao và dán.

Select all : chọn tất cả các đối tượng.

Duplicate : lệnh sao các đa giác giống nhau.



Reshape : lệnh tinh chỉnh các đa giác và hình đã thể hiện.

Player mode: lệnh giấu các chi tiết trong thư viện trong thư viện.

3.1.3 World

Gravity : trọng lượng

Air resistance : tải trọng gió

Electrostatic : tĩnh điện.



Force field : tải trọng phân bố.

Run: Chạy mô hình mô phỏng.

Reset : khởi động lại ban đầu để cho phép chỉnh sửa.

Skip frame: số bước làm việc cùng lúc.

Tracking : Số hình ảnh của mô hình để lại khi mô phỏng, nghĩa là số vệt

của mô hình lưu lại khi Run. Khi để là Every 2 frames khi Run sẽ có hình ảnh

như sau:

Càng tăng số Frame thì mật độ sẽ càng dày.

AutoEraser track : tự động xóa vết

Erase Track : xoá các vết vừa thực thi.

Accuracy : thiết lập chế độ chạy chương trình.



Có 3 chế độ để thiết lập chạy chương trình đó là Fast (nhanh), Accurate( chính xác)

và Custom ( cài đặt theo ý người mô phỏng). Và ở đây có hai bước cài đặt khi gỉai và tính

toán kết quả tính toán :

Animation Step : cái đặt thời gian cho một bước mô phỏng, có nghĩa là ta

cài đặt bao nhiêu thời gian cho một bước mô phỏng.

Integrator Error : lỗi khi lấy tích phân.

Working Model đưa ra hai phương pháp để tính toán đó là:

Euler : đây là phương pháp tính tóan và lấy tích phân, phương pháp mang

tính ước lương và không chính xác nhưng mang lại kết quả tính toán nhanh.

Kutta-Merson : là phương pháp tính toán chính xác và gần với thực tế.

Còn các lựa chọn khác nhưu Assembly error, overlap error, significant digits ta lựa

chọn Auto.

Pause control: thiết lập chế độ dừng chạy mô hình.

Để thiết lập chế độ khi nào mô hình dừng hoạt động ta có 2 phương pháp điều

khiển là :

Frame() > 200 : khi đó thanh Scrool Bar sẽ chạy đến giá trị là 201 tự động

mô hình sẽ không chạy nữa và dừng lại, khi đó tính tổng vết mà mô hình để

lại là 201.



Time > 1.0 : nghĩa là mô hình sẽ dừng lại khi Run sau 1.0 ( s )

Do những thiết lập từ trước nên những tính tóan số frames hay time sẽ không chính

xác như ta thiết lập nó cũng mang tính tướng đối gần đúng.

Preference : Các lựa chọn khác.

Đây là những cài đặt và thiết lập cho mô theo ý người mô phỏng.

3.1.4 View



Workspce : thiết lập nên làm việc : tọa độ, thanh công cụ, thanh di chuyển.

Numbers and units :(units) chọn đơn vị chuẩn và (numbers) làm tròn sau

dấu phẩy.

3.1.5 Object



Join : liên kết các phần tử lại với nhau

Split : tách liên kết các phần tử.

Font : dùng để viết text.

Convert objects : chuyển các vật thể thành đá giác, đoạn thẳng hay thành

các rãnh trượt.

3.1.6 Define

Vectors : gắn mũi tên vector cho các phần tử như : vận tốc, gia tốc, lực, vị

trí … biểu thị cho mô hình khi mô phỏng.

Vectors Display: Xác lập màu, độ dài,hình dáng và hướng cho các vectors.

Vectors Lengths : xác lập chiều dài cho vectors.

New button: đưa ra màn hình một thanh công cụ có thể truy xuất nhanh khi

ta click chuột vào button đó.

New control : lệnh điều khiển mà người dùng muốn điều khiển, mỗi một

chi tiết khác nhau sẽ có những phương pháp điều khiển khác nhau. Nếu ta

muốn điều khiển Actuator có thể điều khiển theo Force, Length, Velocity,

Acceration và các phần tử khác cũng vậy.



3.1.7 Measure

Thanh công cụ này dùng để đánh gía phân tích các kết quả của mô hình ma ta mô

phỏng, trong thanh công cụ này ta có thể biết được vị trí, vận tốc, lưc… của các phần tử

trong mô phỏng mà ta đang làm.

3.1.8 Script

Đây là một trong những phần mềm mã mở, ta có thể lập trình và thiết lập các

chế độ làm việc và điều khiển của mô hình thông qua ngôn ngữ lập trình.



3.1.9 Window

Properties: ở đây ta có thể hiển thị và thay đổi các đặc tính của phần tử.

Mỗi một chi tiết khác nhau thì có một Prperties khác nhau, dùng để định dạng chi

tiết đó. Ví dụ như Properties của Polygon như sau:



Một Polygon thì được xác định bằng những giá trị như sau:

x, y, i : xác định vị trí của Polygon đó trong hệ tọa độ

Vx, Vy, Vi : Vận tốc cũng Polygon trong hệ tọa độ

Material : là vật liệu làm Polygon đó.

Mass : khối lượng của Polygon.

Stat.fric : là hệ số ma sát tĩnh

Kin.fric : là hệ số mà sát động.

Elastic : hệ số đàn hồi của Polygon

Charge : điện tích của Polygon

Density : là mật độ khối lượng trên một đơn vị diện tích.

Planar, sphere, shell, 3D : hình dạng của Polygon là phẳng, cầu,

tấm hay..

Appearance : Cách thể hiện các phần tử



3.2 THƢ VIỆN CHI TIẾT

3.2.1 Công cụ để vẽ và liên kết.

Body Toolbar dùng để vẽ các hình dạng

đối tượng đơn giản.

Công cụ Anchor dùng để khóa chuyển

động của vật thể.

Join toolbar dùng để liên kết 2

phần tử với nhau

Split toolbar dùng để tách rời 2 phần

tử liên kết.



3.2.2 Các phần tử chấp hành.

Lò xo xoắn

Liên kết dây

Tạo hệ thống tời Tạo liên kết thanh

Tạo khe

hở

Tạo cơ cấu chấp hành

Giảm chấn

thẳng

Lò xo thẳng

Tạo động cơ

Bánh răng

Giảm chấn

xoắn

Tạo phần tử điểm để

tạo liên kết hoặc xác

định vị trí đo đạc các

đại lượng mô phỏng

Tạo phần tử rãnh trượt cong

Tạo phần tử rãnh

trượt ngang

Tạo phần tử điểm vuông

để tạo liên kết cứng hoặc

kết hợp với phần tử slot

tạo liên kết rãnh trượt

Tạo phần tử rãnh trượt cong khéo kín

Tạo phần tử rãnh

trượt dọc



4. MỘT SỐ CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA WORKING MODEL

4.1 Vẽ khối rơi tự do

Tìm tới phần tử Rectangle bên trái và chuyển sang môi trường mô phỏng.

Vẽ một hình chữ nhật kéo dài và sau đó Run.

Mô hình sẽ rơi tụ do.

Tạo liên kết cứng giữa hai

vật đặt chồng lên nhau

Tạo liên kết rãnh trượt

không xoay nằm ngang


xoay nằm ngang


không xoay thẳng đứng


xoay thẳng đứng

Tạo khớp xoay

giữa hai vật

Tạo liên kết rãnh

trượt xoay cong hở


xoay cong kín



4.2 Thêm vectơ vận tốc.

Click vào hình chữ nhật và chọn thanh công cụ Define sau đó chọn Velocity. Khi

đó mọi chuyển động, độ lớn, phương vận tốc đều thể hiện trên khối hình chữ nhật đó.

4.3 Tạo sự dao động.

Để tạo sự dao động của khối chữ nhật ta click vào thanh công cụ Pin joint và đặt

vào phía góc trái của khối. Sau đó Run khi đó khối chữ nhật sẽ quay quanh điểm mà ta

đặt Pin joint.

4.4 Show quá trình thay đội vị trí của khối chữ nhật.

Ta lựa chọn thanh công cụ Measure và chọn Position. Trong môi trường làm việc

sẽ xuất hiện một bảng biểu diễn sự thay đổi vị trí của khối chữ nhật khi ta Run.



4.5 Thay đổi trọng trƣờng.

Ta click vào thanh công cụ World và chọn Gravtity. Nhìn vào màn hình ta sẽ thay

đổi trọng lượng.

4.6 Thêm tải trọng gió.

Chọn thanh công cụ World và chọn Air Resistance để chọn tải trọng gió. Giả sử

chọn Slow Speed và mạc định gia trị là 0,3 kg/m2

và chọn OK.



4.7 Thêm liên kết lò xo.

Chọn chi tiết Spring và chuyển sang môi trường lam việc. Một đầu đặt vào phía

trên bên phải khối chữ nhật và một đầu đặt vào phần còn lại sau đó chọn Run.

4.8 Phƣơng pháp điều khiển.

Chọn đối tượng cần đièu khiển sau đó chọn thanh công cụ Define và chọn dạng cần

điều khiển và cách điều khiển. Dạng điều khiển có thể là velocity, force, length,

accedation.. và cách điều khiển có thể là Slide, Bottom…phù hợp.

Sau khi chọn Run ta di chuyển lên và xuống để thay đổi giá trị điều khiển.



4.9 Liên kết với Autocad 2D

Với phần mềm này vấn đề khó khăn để vẽ chính xác một mô hình là khó khăn nếu

như không có phần Import. Cho phép ta Import với Matlab ( dưới 4.2 ), Excell,

Microsoft, Autocad 2D. Các bước thực hiện khi liên kết với Atutocad 2D như sau.

Từ một bản cad ta Save as thành một file có đuôi là Backhoe.dxf, ta chỉ có

thể import với autocad khi đuôi file là .dxf.

Từ màn hình giao diện Working Model ta chọn thanh thanh công cụ Import

và chỉ đường dẫn tói file Backhoe.dxf và chọn open.

Như vậy mọi nét vẽ trong Autocad sau khi Import đều được thể hiện trong

Working Model, tạo thuận lợi cho quá trình vẽ các đa giác phức tạp.

4.10 Xuất bản mô phỏng

Phần mềm nay cung cấp cho ta 3 định dạng xuất bản mô phỏng.

*.dta : xuất thành một file dữ liệu cho lập trình

*.dxf : xuất sang Autocad

*.avi : tạo một clip mô phỏng họat động của mô hình.



CHƢƠNG II

XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG MÁY ĐÀO MỘT GẦU

TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO

1. Công dụng của máy đào.

ë níc ta hiÖn nay, c«ng tr×nh x©y dùng c¬ b¶n nh x©y

dùng giao th«ng, kiÕn tróc d©n dông, x©y dùng c«ng nghiÖp ,

thñy lîi… ®· vµ ®ang ®îc ®Çu t mét çch ®¸ng kÓ. §iÒu nµy

dÉn tíi çc ph¬ng tiÖn c¬ giíi thi c«ng, çc trang thiÕt

bÞ xÕp dì t¨ng lªn rÊt nhiÒu. Nh÷ng m¸y mãc ngµy cµng cã

tÝnh u viÖt trong thi c«ng gän nhÑ, ®é bÒn vµ ®é tin cËy

cao, n¨ng suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm tèt…

Trong çc c«ng tr×nh trªn m¸y ®µo ®îc dïng ngµy cµng

nhiÒu vµ thêng ®îc liÖt vµo hµng quan träng nhÊt trong

c«ng t¸c lµm ®Êt. §Æc biÖt ë mét sè c«ng tr×nh c«ng viÖc

lµm ®Êt chiÕm m«t khèi lîng rÊt lín trong ®ã cã kho¶ng 45%

lµ do m¸y ®µo mét gÇu ®¶m nhiÖm. Së dÜ v× chóng dÔ thÝch

nghi víi nhiÒu lo¹i c«ng viÖc nhê sö dông çc thiÕt bÞ c«ng

t¸c thay thÕ, çc lo¹i truyÒn ®éng vµ nh÷ng bé phËn di

chuyÓn kh¸c nhau…M¸y ®µo mét gÇu ®îc sö dông cã hiÖu qu¶

trong nh÷ng c«ng viÖc sau:

Trong x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp: §µo hè

mãng, ®µo r·nh tho¸t níc, ®µo r·nh dïng ®Ó l¾p ®Æt

®êng èng cÊp tho¸t níc, ®êng ®iÖn ngÇm, ®iÖn

tho¹i, bèc xóc vËt liÖu ë b·i, kho chøa vËt liÖu.

Ngoµi ra cã lóc lµm viÖc thay cÇn trôc khi l¾p çc

èng tho¸t níc hoÆc thay çc bóa ®ãng cäc, phôc vô

thi c«ng cäc nhåi,…



Trong x©y dùng thñy lîi: §µo kªnh, m¬ng, n¹o vÐt

s«ng ngßi, bÕn c¶ng, ao, hå,.. khi th¸c ®Êt ®Ó ®¾p

®Ëp, ®¾p ®ª…

Trong x©y dùng cÇu ®êng: §µo mãng, khai th¸c ®Êt,

çt ®Ó ®¾p ®êng: n¹o,b¹t sên ®åi ®Ó t¹o ta luy khi

thi c«ng ®êng s¨t sên nói…

Trong khai th¸c má : Bãc líp tÈm thùc phÝa trªn bÒ

mÆt ®Êt, khai th¸c má lé thiªn ( than, ®Êt sÐt, cao

lanh, ®¸ sau næ m×n…)

Trong çc lÜnh vùc kh¸c: Nhµo trén vËt liÖu trong

çc nhµ m¸y hãa chÊt ( ph©n l©n, cao su…). Khai

th¸c ®Êt cho çc nhµ m¸y g¹ch, s.. TiÕp liÖu cho

çc tr¹m trén bª t«ng, bª t«ng asphan.. Bèc xÕp vËt

liÖu trong çc ga tµu, bÕn c¶ng. Khai th¸c sái, çt

ë lßng s«ng …

Tïy theo vµo yªu cÇu lµm viÖc mµ ngêi ta cã thÓ sö dông

vµ l¾p ®Æt cc thiÕt bÞ kh¸c nhau nh: ®Çu cÆp hay bóa ph¸,

vµ dßng m¸y nµy cã thÓ ho¹t ®éng ë nhiÒu ®Þa h×nh kh¸c nhau

vµ rÊt linh ®éng…



2. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc.

H×nh ¶nh thùc tÕ cña m¸y ®µo nh sau:

Qu¸ tr×nh ®µo ®Êt cña m¸y cã thÓ thùc hiÖn theo nguyªn

t¾c sau:

GÇu vµ tay gÇu cè ®Þnh, cÇn chuyÓn ®éng nhê xi

lanh cÇn.

CÇn vµ tay gÇu cè ®Þnh, gÇu chuyÓn ®éng nhê xi

lanh gÇu.

CÇn vµ gÇu cè ®Þnh, tay gÇu chuyÓn ®éng nhê xi

lanh tay gÇu.

CÇn vµ tay gÇu ho¹t ®éng ®ång thêi nhê c¸c xi lanh

t¬ng øng.



Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m¸y, hai trêng hîp sau

®îc sö dông nhiÒu nhÊt.

KÕt cÊu cña m¸y gåm 2 phÇn chÝnh: phÇn m¸y c¬ së vµ phÇn

thiÕt bÞ c«ng t¸c

PhÇn m¸y c¬ së: C¬ cÊu di chuyÓn chñ yÕu di

chuyÓn m¸y trong c«ng trêng. NÕu cÇn di chuyÓn m¸y víi cù

ly lín cÇn ph¶i cã thiÕt bÞ vËn chuyÓn chuyªn dïng. C¬ cÊu

quay dïng ®Ó thay ®æi vÞ trÝ cña gÇu trong mÆt ph¼ng ngang

trong qu¸ tr×nh ®µo vµ x¶ ®Êt, trªn ®ã bè trÝ ®éng c¬, çc

bé truyÒn ®éng cho çc c¬ cÊu,… Cabin lµ n¬i tËp trung c¬

cÊu vµ ®iÒu khiÓn toµn bé ho¹t ®éng cña m¸y. §èi träng lµ

bé phËn c©n b»ng bµn quay vµ æn ®Þnh cña m¸y.

PhÇn thiÕt bÞ c«ng t¸c: CÇn , tay gÇu vµ gÇu ®îc

n©ng lªn h¹ hay co duçi nhê vµo çc xy lanh diÒu khiÓn cña

nã. §Ó t¨ng gãc c¾t ®Êt vµ kh¶ n¨ng tÝch thªm ®Êt cã l¾p

thªm c¬ cÊu h×nh b×nh hµnh.

Nguyªn lý lµm viÖc: M¸y thêng lµm viÖc ë nÒn ®Êt thÊp

h¬n mÆt b»ng ®øng cña m¸y( còng cã trêng hîp m¸y lµm viÖc

ë n¬I cao h¬n, nhng nÒn ®Êt mÒm vµ chØ cã xi lanh quay gÇu

®Ó c¾t ®Êt). §Êt ®îc x¶ qua miÖng gÇu. M¸y lµm viÖc theo

chu kú vµ trªn tõng chç ®øng. Mét chu kú lµm viÖc cña m¸y

®µo bao gåm nh÷ng nguyªn c«ng sau: M¸y ®Õn chç lµm viÖc,

®a gÇu v¬n xa m¸y vµ h¹ xuèng, r¨ng gÇu tiÕp xóc víi nÒn

®Êt. GÇu tiÕn hµnh c¾t ®Êt vµ tÝch ®Êt vµo gÇu theo d¹ng

h×nh lìi liÒm nhê xy lanh .

Quü ®¹o chuyÓn ®éng cña r¨ng gÇu trong qu¸ tr×nh c¨t

®Êt lµ mét ®êng cong, chiÒu day phoi ®Êt th«ng thêng biÕn

thiªn tõ bÐ tíi lín.



2. Các bƣớc cơ bản thực hiện xây dựng mô hình mô phỏng máy đào một gầu

truyền động thủy lực bằng Working Model.



1. Xây dựng mô hình máy đào một gầu truyên động thủy lực PC450 theo

đúng như kích thước thực tế của trong môi trường Autocad 2D và sau đó xuất

bản vẽ thành file là: Backhoe.dxf.



2. Mở màn hình làm việc Working model chọn thanh công cụ File/Import sau

đó chỉ đuờng dẫn tới file Backhoe.dxf ta sẽ được mô hình như sau:



3. Sau đó vào thanh công cụ Polygon để vẽ theo các nét đã định ra như trên

hình vẽ sẽ được như sau:

4. Lần lượt vào các thanh công cụ sau thế thực hiện liên kết.

Vào thanh công cụ Rigid joint để liên kết bộ phận máy cơ sở.

Vào thanh công cụ Pin joint để tạo lien kết quay với nhau giữa các cơ cấu

chấp hành : cần-tay gầu, tay gầu-cơ cấu hình bình hành-gầu, cần-máy có sở.

Ta sẽ được mô hình như sau:



5. Tiếp theo đó vào thanh công cụ Actuator để gắn các cơ cấu điều khiển cho

cơ cấu chấp hành. Và vào thanh công cụ Anchor để cố định phần máy cơ sở

trên nền.



6. Thiết lập cơ cấu điều khiển lực cho các Actuator. Đầu tiên ta chọn Actuator

của cần, tiếp theo vào thanh công cụ Define/New control/Force để điều khiển

lực cho Actuator này. Tương tự ta thiết lập cơ cấu điều khiển cho Actuator

của gầu, tay gầu như hình vẽ. Và thiết lập cơ câu, giá trị, loại điều khiển các

Actuator như hình vẽ.

Như vậy ta đã thiết lập xong mô hình mô phỏng máy đào một gầu truyền động thủy

lực bằng phần mềm Working Model.



CHƢƠNG III

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA MÁY

I. KHẢO SÁT VẾT CHUYỂN DỘNG CỦA MÁY

1.1 Vết chuyển động của máy đào khi đào tới độ sâu .

Trong quá trình làm việc của máy đào ta xác định được vết chuyển động của toàn

bộ cơ cấu chấp hành như sau: Ban đầu toàn bộ cơ cấu chấp hành ở vị trí ban đầu chưa

làm việc, bắt đầu quá trình làm việc hạ cần xuống độ sâu cần đào và sau đó điều khiển

cần tới vị trí cần đào và tiến hành xúc đất và ta có vết chuyển động của toàn bộ cơ cấu

chấp hành như sau, đây cũng chính là trạng thái làm việc nguy hiểm nhất.



Vết chuyển động của máy đào khi toàn bộ cơ cấu duỗi ra xa nhất.

Vết chuyển động của máy khi kết thúc qúa trình cắt đất.

Xác định vết của quá trình chuyển động khi kết thúc quá trình cắt đất.



II. Xác định trọng tâm

Để xác định trọng tâm của các bộ phận chấp hành là rất khó khăn, với phần mêm

này ta sẽ xác định được chính xác trọng tâm của đối tượng. Đối với phần mềm Working

Model sẽ tự động xác định trọng tâm của các đa giác, và ta có biểu đồ xác định vị trí

trọng tâm của của các bộ phận trong hệ trục tọa độ XOY.



III. Xác định định vận tốc, gia tốc của các cơ cấu.

1. Vận tốc, gia tốc, tổng lực của gầu xúc.



2. Biểu đồ vận tốc, gia tốc, tổng lực tác dụng lên tay gầu.



3. Vận tốc, gia tốc, tổng lực của cần đào.



4. Xác định vết chuyển động răng gầu.



CHƢƠNG IV

KÊT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

Trong qúa trình nghiên cứu phần mềm em đã tích luỹ thêm nhiều kiến thức về động

lực học, nguyên lý máy và hiểu rõ thềm về tính toán của máy đào một gầu. Và đặc biệt nó

giúp em tăng khả năng tự nghiên cứu, làm việc độc lập và tập thể.

Mỗi một phần mềm đều có những ưu điểm và hạn chế, sau đây em xin đưa ra

những hạn chế :

Do môi trương 2D nên chưa thể hiện được những góc cạnh của máy.

Tất cả các vật thể đều là đặc nên việc xác định trọng tâm, trọng lượng mà

mật độ trọng lượng khôngchính xác.

Công cụ để vẽ các vật thể chưa đa dạng

Chưa xuất được mô hình động lực học, phương pháp giải mà mới chì đưa

ra được kết quả nghiệm thu.

Kết quả tính toán còn mang tính chất chung chung, chưa đi vào cụ thể.

Không thể hiện được nhiều sự tương tác giữa các vật thể với nhau.

Chưa phân tích được các trạng thái làm việc nguy hiểm nhất của máy.

Do chưa có bản quyền nên còn thiếu nhiều công cụ.

Một số hướng phát triển phần mềm :

Ứng dụng phần mềm mô phỏng vào giảng dạy.

Mô phỏng các lọai máy khác đưa ra các trạng thái ổn định và các trường

hợp làm việc nguy hiểm nhất.

Tiến tới xác định được lực lớn nhât của các xi lanh và các trạng thái làm

việc nguy hiểm nhất của gầu, tay gầu

Tiến tới phần mềm mô phỏng Working Model 3D gần với thực tế.



TµI LIÖU THAM KH¶O

1. Tµi liÖu [ 1 ]: Vò ThÕ Léc - Vò Thanh B×nh

M¸y lµm ®Êt - NXB §HGTVT

2. Tµi liÖu [ 2 ]: Ph¹m H÷u §ång - Hoa V¨n Ngò -

Lu B¸ ThuËn

M¸y lµm ®Êt - NXB XD 2004

3. Tµi liÖu [ 3 ]: Lu B¸ ThuËn

TÝnh to¸n m¸y thi c«ng ®Êt - NXB XD

5. Tµi liÖu [ 4 ] : Shop manual PC 450 cña

Komatsu

6. Tµi liÖu [ 5 ] : Mét sè tµi liÖu kh¸c

ung dung wk

Documents