Tap chi KHCNHH So 60_Final

Untitled CHÀO M洩NG K疫 NI烏M NGÀY NHÀ GIÁO VI烏T NAM 20/11 Tｊp chí Khoa hぜc Công nghざ Hàng hｌi Sだ 60 11/2019 t¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ hµng h¶i JOURNAL OF MARINE SCIENCE and TECHNOLOGY Sè 60 11[.]

t¹p chÝ khoa häc

1 NHă H NGă C Aă ă BI Nă D NGă C Aă PHÉPă CHI Uă H Iă ă MERCATORăT IăCỌNGăTỄCăD NăTÀUăANăTOÀN

THE EFFECT OF DISTORTION OF MERCATOR PROJECTION CHART

2 NGHIểNăC Uă NGăD NGăD Nă NGăTHEOă NHăV ăTH YăỂMă

TR ăGIỎPăH ăTH NGăD Nă NGăQUỄNăTÍNH

THE APPLICATION OF THE ACOUSTIC POSITIONING SYSTEM TO AID THE INERTIAL NAVIGATION SYSTEM

NGUY NăQUANGăHUY 1* ,ăNGUY NăVI TăTHÀNH 2 ,

PH MăXUỂNăD NG 3

1NCS Ngành Khoa h c Hàng h i, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

2Trung tсm Hu n luв n thuв n viшn, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

RESEARCH ON DEFINING REPLACEMENT PERIOD OF PISTON RINGS OF DIESEL ENGINE- IVECO N40 ENT M25 ON HQ888 NAVY SHIP AT VIETNAM'S CLIMATE ENVIRONMENT

TR NGăV Nă O

Khoa Máв Tàu bi n, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : truongvandao@vimaru.edu.vn

BỐIăH NGăV *,ăNGUY NăV NăHOÀN,ăTR NăXUỂNăTH

ại n C khъ, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : vubh@vimaru.edu.vn

19

5 CH Nă OỄNăTR NGăTHỄIăK ăTHU Tă NGăC ăỌăTỌăB NGăD ăLI Uă ỄPă NGă V ă NHIểNă LI Uă C Aă NGă C ă VÀă THU Tă TOỄNă K - NEAREST NEIGHBOR

AUTOMOTIVE ENGINE DIAGNOSTICS USING FUEL TRIM DATA AND NEAREST NEIGHBOR ALGORITHM

7 I UăKHI NăH IăTI PăPHIăTUY NăXEăHAIăBỄNHăT ăCỂNăB NGăDIă

CHUY NăTRểNăM TăPH NGăNGHIểNG

NONLINEAR FEEDBACK CONTROL OF TWO-WHEELED BALANCING ROBOT MOVING ON THE SLOPE

SELF-NGUY Nă ỊNHăKHIểM,ăHOÀNGăM NHăC NG*,

NGUY NăHOÀNGăH I

ại n C khъ, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : cuonghm@vimaru.edu.vn

8 NGHIÊN C U B N C A TÀU CÁ B NG VI C S D NG SOLIDWORKS SIMULATION

A STUDY OF STRENGTH OF FISHING VESSEL BY USING SOLIDWORKS SIMULATION

ÀMăV NăTỐNG

NCS Khoa đóng tàu và công ngh đ i d ng,

Tr ng i h c T ng h p Liшn bang ại n ông, LB Nga

Email liшn h : damvantung@mail.ru

36

9 NGHIÊN C U NH H NG C A NHI T , BÁN KệNH CHÀY VÀ L C CH N PHÔI N L C T O HÌNH

KHI U N CHI TI T HÌNH CH U THÉP T M SS400 B NG PH NG PHÁP PH N T H U H N

STUDY ON THE EFFECTS OF TEMPERATURE, PUNCH RADIUS AND BLANK HOLDER FORCE ON

FORMING FORCE DURING U-BENDING SS400 STEEL PLATE BY FINITE ELEMENT METHOD

V NGăGIAăH I 1,2* ,ăNGUY NăTH ăH NGăMINH 1 ,ăNGUY Nă CăTOÀN 1

1Tr ng i h c Bách khoa Hà N i, S 1, i C ại t, Hai Bà Tr ng, Hà N i

2Tr ng i h c H i Phòng, S 171 Phan ng L u, Ki n An, H i Phòng

Email liшn h : vuonghai84@gmail.com

40

10 ă XU Tă CỄCă BI Nă PHỄPă PHọNGă NG Aă VÀă NGă PHịă S ă C ă HịAă CH Tă CHOă CỄCă C NGă

CONTAINERăT IăKHUăV CăH IăPHọNGă - QU NGăNINH

THE PROPOSED MEASURES TO PREVENT AND RESPOND TO CHEMICAL INCIDENTS FOR

CONTAINER SEAPORTS IN HAI PHONG - QUANG NINH

TR NăANHăTU N

ại n Môi tr ng, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : tuanta@vimaru.edu.vn

46

11 T NGă H Pă V Tă LI Uă NANOă OXITă S Tă B NGă PH NGă PHỄPă PHỂNă H Yă NHI Tă GELă Fe 3+ V Iă

POLYVINYLăANCOLă(PVA)ăVÀăKH OăSỄTăKH ăN NGăTỄCHăLO IăM TăS ăKIMăLO IăN NGă(Pb,ăCd)

RAăKH IăMỌIăTR NGăN C

SYNTHESIS OF NANO IRON OXIDE MATERIAL BY Fe 3+ /POLYVINYL ANCOL (PVA) GEL CALCINATION

METHOD AND SURVEY ON THE REMOVAL POSSIBILITY OF HEAVY METALS (Pb, Cd) FROM WATER

ENVIRONMENT

PH MăTH ăD NG*,ă INHăTH ăTHỎYăH NG

ại n Môi tr ng, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : duongpt.vmt@vimaru.edu.vn

51

12 XỄCă NHă NHăT NGăQUANăC AăHAIăPH NGăTH C TRUY NăD NăS ăB NGăG CăS ăD NGă

SÓNG MANG KI Uă I UăCH ăPHAăXUNGăVÀăKI UăSịNGăCONăGịI

THE DETERMINATION OF CORRELATIVE PEAK OF TWO BASEBAND DIGITAL TRANSMISSION METHODS

USING THE PULSE PHASE MODULATION TYPE AND WAVELETS PACKET TYPE

LểăQU CăV NG

Khoa i n - i n t , Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : vuonglq.ddt@vimaru.edu.vn

Khoa i n - i n t , Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : Dokhactiep@vimaru.edu.vn

63

14 NGHIểNăC UăTÍNHăTOỄNăH ăS ăPHỂNăB NGANGă IăV IăD MăTRONGăC AăC UăD MăSUPERăTă

CịăCHI UăCAOăD MăN MăNGOÀIăPH MăVIăTIểUăCHU NăCHOăPHÉP

ANALYSIS OF THE DISTRIBUTION FACTOR PER LANE IN INTERIOR BEAMS UNDER LIVE LOADS

OF SUPER T GIRDER BRIDGES WITH THE BEAM'S DEPTH OVERSIГED

TR NăNG CăAN

Khoa Công trыnh, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : antn.ctt@vimaru.edu.vn



68

15 THI TăK ăMỌăHỊNHăM NGăN ăRONăNHỂNăCH PăCHOăBÀIăTOỄNăNH NăD NGăGI IăTÍNHăT ă NHăM TăNG I

DESIGNING A CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK FOR GENDER IDENTIFICATION FROM FACIAL IMAGES

NGUY NăH UăTUỂN*,ăNGUY NăV NăTH Y

Khoa Công ngh Thông tin, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : huu-tuan.nguyen@vimaru.edu.vn

72

VỐNGăHO Tă NGăT Iă UăCHOă IăTÀUăHÀNGăKHỌăT NGăH PăC AăVI TăNAM

OPTIMAL OPERATION AREAS FOR VIETNAMESE GENERAL CARGO FLEET

NGUY NăH UăHỐNG*,ăH ăTH ăTHUăLAN

Khoa Kinh t , Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : huuhung@vimaru.edu.vn

76

17 CH T L NG D CH V VÀ S HÀI LÒNG C A KHÁCH HÀNG TRONG TH NG M I I N T VI T NAM

E- SERVICE QUALITY AND CUSTOMER SATISFACTION IN VIETNAM’S E -COMMERCE

NGUY NăTH ăHOA

Khoa Qu n tr - Tài chъnh, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : hoanguвen@vimaru.edu.vn

81

18 TH CăTR NGăVÀăCỄCăGI IăPHỄPăC IăTHI NăMỌIăTR NGă UăT ăTR CăTI PăN CăNGOÀIăT IăVI TăNAM

SITUATION AND SOLUTIONS TO IMPROVE THE ENVIRONMENT FOR FOREIGN DIRECT INVESTMENT IN

VIETNAM

NGUY NăTH ăTHUăH NG

Khoa Kinh t , Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam Email liшn h : huongntt.ktb@vimaru.edu.vn

86

19 V ăMỌăHỊNHăCỂNăB NGăNASH - COURNOTăCHOăTH ăTR NGăS NăXU Tă I NăPHỂNăBI T

THE DIFFERENTIATED NASH-COURNOT EQUILIBRIUM MODEL FOR ELECTRICITY PRODUCTION MARKET

V ăTU NăANH

Khoa C s C b n, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : anhvt246@vimaru.edu.vn

92

20 O LU TăỌăNHI MăD UăC AăM ăVÀăLIểNăH ăT IăVI TăNAM

OIL POLLUTION ACT OF USA AND REFERENCE TO VIETNAM SITUATIONS

PH MăV NăTỂN

Trung Tâm Hu n luy n thuy n viên, Tr ng i h c Hàng h i Vi t Nam

Email liшn h : phamvantan@vimaru.edu.vn

97

KHOAăH Că - K ăTHU T

H i đ đi bi n là m t tài li u quan tr ng ph c v công tác d n tàu an toàn Nhi u phцp chi u

đ c s d ng đ xсв d ng h i đ v i các ng d ng khác nhau trong hàng h i Trong s đó,

ch có duв nh t phцp chi u Mercator th a mуn các вшu c u c b n c a c a h i đ đi bi n

ạы th , h u h t h i đ đi bi n đang đ c s d ng trшn tàu hi n naв là h i đ Mercator Tuв nhiшn, h i đ Mercator có h n ch là đ bi n d ng t ng d n v hai c c c a trái đ t i u nàв

d n đ n vi c ph i s d ng m t s phцp chi u khác đ xсв d ng h i đ đi bi n thaв th h i

đ Mercator t i m t s khu v c có đ bi n d ng l n Bài báo t p trung nghiшn c u m c đ

bi n d ng c a phцp chi u Mercator và nh h ng c a nó t i công tác d n tàu an toàn

T khóa: Phцp chi u Mercator, đ bi n d ng c a h i đ , đ chъnh xác вшu c u.

Abstract

Nautical charts are important document for safety navigation There are many map projections used to build charts with different applications in navigation It is common knowledge that only the Mercator projection satisfies the basic requirements of the nautical chart Therefore, today, most of the sea charts being used on ships are Mercator charts However, the increasing distortion to the poles of the earth is the weak point of Mercator charts Thus, it is necessary to find out the other projections instead of Mercator charts in the areas with large distortion The aim of this research is to focus on the distortion of Mercator projection and its effect on safe navigation

Keywords: Mercator projection, chart distortion, required accuracy

Không có quy đ nh chính th c c a T ch c hàng h i Qu c t v giá tr t l xích c th đ i v i

h i đ đi bi n nh ng trên th c t , h i đ đi bi n đ c dùng đ d n tàu th ng có t l xích không

nh h n 1:η00.000, bao g m 3 lo i c b n sau: h i đ c ng, dùng cho tàu ch y lu ng ra vào c ng,

ra vào c u, t l xích 1:η0.000; h i đ ti p c n, dùng cho tàu nh p b , vào khu neo đ u, ch y eo, kênh h p, t l xích t 1: η0.000 1: 1η0.000; h i đ hàng h i, dùng cho tàu ch y d c theo tuy n hàng h i d tính, t l xích t 1:1η0.000 1:η00.000 [1] H i đ đi bi n đang s d ng ph bi n trên tàu là h i đ Mercator Do h n ch c a h i đ Mercator, m t s vùng bi n, phép chi u Gnomonic

đ c s d ng đ xсy d ng h i đ đi bi n (Hình 1) Vi c thay th h i đ đi bi n Mercator b ng h i

đ Gnomonic xu t phát t hai v n đ c b n sau:

bi n d ng c a phцp chi u Mercator: Phép chi u Mercator th a mãn các yêu c u c b n

c a h i đ đi bi n Tuy nhiên, nh c đi m c a phép chi u là đ bi n d ng l n d n v hai c c c a trái đ t bi n d ng này có th nh h ng t i an toàn hàng h i khi s d ng h i đ Mercator đ

d n tàu vùng bi n có v đ cao t i gi i h n nh t đ nh

H i đ Gnomonic là m t ph ng án thaв th h i đ Mercator: Khu v c v đ mà phép chi u

Mercator có đ bi n d ng l n, h i đ Gnomonic đ c s d ng Tuy nhiên, phép chi u Gnomonic không th a mãn các yêu c u c a h i đ đi bi n Do v y, c n ph i xác đ nh c s lý thuy t và th c

ti n c a vi c s d ng phép chi u Gnomonic đ xсy d ng h i đ đi bi n M t khác, s quan hàng h i trên tàu c n xác đ nh đ c đi u ki n s d ng h i đ Gnomonic d n tàu an toàn

Trong khuôn kh bài báo, tác gi t p trung nghiên c u v n đ th nh t, đó là m c đ bi n

d ng c a phép chi u h i đ Mercator và nh h ng c a nót i công tác d n tàu an toàn V n đ

th hai là xác đ nh c s lý thuy t và th c ti n khi s d ng h i đ Gnomonic thay th h i đ Mercator

đ d n tàu s đ c p trong các nghiên c u ti p theo

2 Yêu c uăc ăb n c a h iăđ điăbi n

L p k ho ch và th c hi n chuy n đi bi n, s quan hàng h i c n th c hi n trên h i đ m t s nghi p v sau: l p tuy n hàng h i d tính; đo đ c, k v ph ng v và kho ng cách t i m c tiêu; thao tác đ ng v trí đ xác đ nh v trí tàu;… Do v y, phép chi u h i đ c n th a mãn các yêu c u

c b n sau [2]:

ng h ng h ng trшn h i đ là đ ng th ng: trên bi n, đ ng h ng h ng c t kinh tuy n

d i các góc b ng nhau, đó chính là đ ng d n tàu Tàu luôn đ c đi u khi n theo m t h ng đi

la bàn nh t đ nh, khi đó, tr ng tсm tàu s d ch chuy n trên đ ng h ng h ng Vì v y, đ ng h ng

h ng trên h i đ ph i là đ ng th ng đ ng i đi bi n có th thao tác tuy n hàng h i d tính, đo

đ c h ng và quãng đ ng tàu ch y trên tuy n đ ng đã đ nh

Phцp chi u ph i đ ng giác: n u phép chi u không đ ng giác, góc th c t trên b m t trái đ t

không b ng góc t ng ng trên h i đ , đi u này có ngh a, ng i đi bi n không th thao tác chính xác h ng đi c a tàu hay ph ng v t i m c tiêu trên h i đ

- ng kinh tuy n là các đ ng th ng song song cách đ u nhau;

- ng v tuy n là các đ ng th ng song song, cách nhau theo hi u v đ ti n và vuông góc

v i kinh tuy n;

- ng h ng h ng là đ ng th ng;

- Cung vòng l n là đ ng cong có b lõm quay v xích đ o

Th a mãn yêu c u c b n c a h i đ đi bi n, phép chi u Mercator có đ bi n d ng nh t đ nh, càng g n c c trái đ t, đ bi n d ng càng l n i v i đi u ki n đ ng giác, cung kinh tuy n trên b m t trái đ t đ c kéo dài theo v đ ti n trên h i đ , giá tr v đ ti n đ c xác đ nh theo công th c:

Trong đó: D: v đ ti n; : v đ t ng ng; e: đ l ch tсm c a ellipsoid

t ng t l xích d c theo kinh tuy n, bi u di n d i d ng đ th (Hình 2)

Hình 2 th bi n thiên c a v đ ti n

Tr ng h p áp d ng mô hình trái đ t là ellipsoid qu c t WGS - 84, v i các thông s : bán tr c

l n a = 3.443,918 h i lý, bán tr c nh b = 3.432,372 h i lý, tính toán giá tr và đ t ng v đ ti n (IF

= MP/LAT) t i các v đ khác nhau cho k t qu nh sau (B ng 1):

V đ ti n kéo dài th hi n đ bi n d ng d c theo kinh tuy n phép chi u th a mãn đi u

ki n đ ng giác, các đ ng v tuy n c ng kéo dài theo xích đ o, đi u này d n đ n đ t ng t l xích

- o: kinh tuy n g c trong h t a đ đ a d ;

- , : s gia v đ và kinh đ c a vô cùng bé lân c n v trí trí M( ) trên b m t trái đ t;

x, y: giá tr t ng ng c a s gia v đ và s gia kinh đ y trên h i đ Mercator

Tr ng h p mô hình trái đ t là ellipsoid, h s t l xích là:

F sec e sin (5)

t ng t l xích trên h i đ Mercator có đ th và giá tr t ng ng nh sau (Hình 4):

Hình 4 t ng t l xích c a phép chi u Mercator

M c đ bi n d ng trên h i đ Mercator bao g m: bi n d ng d c theo kinh tuy n, bi n d ng ngang theo v tuy n và bi n d ng theo h ng b t k t ng t l xích d c theo kinh tuy n (B ng 1) cho bi t m c đ bi n d ng (sai s ) v kho ng cách trên h i đ Mercator Theo ngh quy t A.η29 (13) [4] c a T ch c hàng h i Qu c t , đ chính xác yêu c u đ i v i v trí tàu xác đ nh không v t quá 4% kho ng cách t i đi m nguy hi m g n nh t ho c 4 h i lý, l y giá tr l n h n i sánh v i B ng 1

và tham chi u Hình 4 đ tính toán h s t ng t l xích, trên c s đó đánh giá sai s kho ng cách khi xác đ nh di n tích xác su t ch a v trí tàu có th a mãn đi u ki n c a ngh quy t hay không? Vùng bi n có v đ 28o, h s t l IF < 1,04 (4%), đi u ki n này đáp ng yêu c u c a ngh quy t A.η29 (13) khi xác đ nh di n tích xác su t ch a v trí tàu

Vùng bi n có v đ 28o, h s t l IF > 1,04 (4%), đi u ki n này không đáp ng yêu c u

c a ngh quy t A.η29 (13)

Vùng v đ cao 60o, h s t l IF > 1,2η, đ c bi t là t v đ 8ηo tr lên, bi n d ng c c

l n IF = 2,11 23,80 Do v y, khu v c này đ c xác đ nh là hàng h i vùng c c, th ng s d ng phép chi u ph i c nh ph ng v đ xсy d ng h i đ đi bi n [η].Áp d ng ph ng pháp d n tàu theo

h ng d n trong ngh quy t A1024 (26) c a T ch c hàng h i Qu c t [θ]

Vùng bi n có = 28o 60o, đ bi n d ng l n, h s IF = 1,04 (4%) 1,2θ (2θ%) Tùy thu c khu v c tàu ho t đ ng, đ bi n d ng này có th nh h ng t i an toàn hàng h i Do v y, trong m t

s tr ng h p, c quan b o đ m an toàn hàng h i xсy d ng h i đ đi bi n b ng phép chi u Gnomonic (Hình 5)

Hình 5 H i đ Gnomonic BA 3548

7.ăK tălu n

Trong bài báo, tác gi đã nghiên c u m c đ bi n d ng c a phép chi u Mercator và nh

h ng c a nó t i công tác d n tàu K t qu nghiên c u cho th y nh ng h n ch c a phép chi u Mercator khi s d ng vùng v đ trung bình và v đ cao Tr ng h p đ bi n d ng c a phép chi u Mercator nh h ng t i an toàn hàng h i, m t ph ng án đ c áp d ng là s d ng phép chi u Gnomonic xсy d ng h i đ đi bi n Trong các nghiên c u ti p theo, tác gi s phсn tích c s lý thuy t và th c ti n c a vi c thay th h i đ đi bi n Mercator b ng h i đ Gnomonic; ph ng pháp thao tác tuy n hàng h i d tính, xác đ nh v trí tàu khi đ ng h ng h ng là đ ng cong và phép chi u không đ ng giác trên h i đ Gnomonic (ví d h i đ gnomonic BA 3η48)

TÀIăLI UăTHAMăKH O

1] Adam Weintrit Reliability of navigational charts and confidence in the bathymetric data presented Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin, 2019

[2] Admiralty manual of navigation London her majesty’s stationery office, 1987

[3] Karen Veize Mercator’s projection: A comparative and analвsis of rhumb line and great circles Whitman College, 2013

[4] IMO Resolution A 529 (13) Accuracy standards for navigation, 1983

[5] Daniel Daners The Mercator and stereographical projections and many in between The University

NGHIÊN C U NG D NG D Nă NGăTHEOă NH V TH Y ÂM

THE APPLICATION OF THE ACOUSTIC POSITIONING SYSTEM TO AID THE

INERTIAL NAVIGATION SYSTEM

1NCS Ngành Khoa h c Hàng h i, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

2Trung tсm Hu n luв n thuв n viшn, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

d ng các tr m phát th в сm ph c v đ nh v ph ng ti n ng m, t đó cung c p thông tin v trъ cho h th ng d n đ ng quán tъnh đ nсng cao ch t l ng d n đ ng c a h th ng d n

to grow significantly and needs updating This study focuses on a plan of constructing an acoustics station network for enhancing the position accuracy of underwater vehicles

Keyworks: Underwater vehicles, INS, acoustics stations

H th ng d n đ ng v tinh GPS (Global Position System) c a M hi n nay đ c s d ng

r ng rãi cho nhi u m c đích khác nhau, nh ng d ng trên các thi t b di đ ng, ho c h tr đ nh v trong quá trình ho t đ ng cho các thi t b nh : Tàu m t n c, máy bay, tên l a, bom hành trình, hay thi t b bay không ng i lái, i v i h th ng GPS, tín hi u vô tuy n đ c thu phát b i các v tinh GPS, ngoài ra GPS còn có các h th ng khác có th làm vi c m i đ a đi m và góc đ trên b m t Trái đ t, tuy nhiên chúng không th xuyên qua b m t n c

c thù ho t đ ng c a ph ng ti n ng m là ho t đ ng d i m t n c, do đó chúng c n có

ph ng pháp d n đ ng riêng H th ng d n đ ng quán tính INS (Inertial Navigation System) đáp

ng đ c yêu c u đó v i vi c ho t đ ng t tr , không c n ngu n tham kh o thông tin bên ngoài Sau khi đ c cung c p v trí đ u tiên, nh các c m bi n con quay và gia t c k , nó liên t c cung c p các thông tin ph c v d n đ ng cho ph ng ti n ng m nh h ng đi, v n t c, v trí và t th c a

ph ng ti n Tuy nhiên, theo th i gian do s trôi con quay và thu t toán c a h th ng d n đ ng quán tính là tích phсn 2 l n nên d n đ n sai s l n và ph i c p nh t l i v trí ban đ u [4] B n ch t

c a h th ng d n đ ng quán tính là d n đ ng d tính, do đó nó c n s d ng m t ph ng pháp quan tr c hi u qu đ c p nh t và bù tr các sai l ch Hi n nay có r t nhi u ph ng án k t h p đ

gi m sai s cho h th ng d n đ ng quán tính nh k t h p INS/ GPS, INS/ DVL (k t h p gi a h

th ng d n đ ng quán tính và máy tính đ ng tuy t đ i),… Ph ng án k t h p gi a INS/ GPS

đ c đánh giá là hi u qu nh t hi n nay Tuy nhiên khi ph ng ti n ng m hành trình ng m d i

n c, chúng không th nh n tín hi u t h th ng GPS

Do v y, đ các tàu ng m ho c các thi t b ng m s d ng đ c tín hi u GPS cho d n đ ng

ho c đ nh v thì c n thi t ph i nhô lên kh i m t n c theo chu k ho c nh ng th i đi m c n thi t

Vi c này có th là bình th ng đ i v i các tàu ng m ho c thi t b ng m ph c v nghiên c u trong các l nh v c dсn s , còn đ i v i các tàu ng m ho c thi t b ng m quсn s đi u này l i là không th ,

b i vì vi c đ m b o y u t bí m t, b t ng , ho c y u t an toàn trong tác chi n,… Vì v y, v n đ đ t

ra đ i v i các nhà khoa h c là c n ph i nghiên c u, thi t k , ch t o H th ng đ nh v cho d n đ ng trong lòng đ i d ng là đi u c p thi t trong chi n tranh hi n đ i H th ng đ nh v th y сm đ c nghiên c u và phát tri n t nh ng n m 19θ0 t i M H th ng này ra đ i đã đóng m t vai trò quan

tr ng trong vi c xác đ nh v trí cho các thi t b d i n c và trong các công trình d u khí ngoài kh i

Do có nh ng u đi m quan tr ng v m t k thu t nên ng i ta đã đ a h th ng đ nh v th y сm ng

d ng trong l nh v c quсn s

V c b n, h th ng này đ c nghiên c u thi t k ch t o bao g m các ngu n phát và thu sóng сm bán kính ho t đ ng l n, đ c b trí nh ng v trí c th trong lòng đ i d ng M i thi t b

ng m s d ng trong H th ng này c n ph i trang b đ y đ thi t b thu phát t ng t nh thi t b thu phát tín hi u GPS Khi này h th ng s x lý tín hi u t m t s ngu n phát dao đ ng сm nh t đ nh

và cho phép xác đ nh chính xác v trí t c th i, đ sсu và t c đ chuy n đ ng c a thi t b ng m đó

V n đ đ t ra đ i v i các nhà khoa h c là tín hi u sóng сm trong môi tr ng n c s nhi u h n

so v i sóng vô tuy n c a h th ng GPS, tuy nhiên các nhà khoa h c s có ph ng án x lý tr kh nhi u đ vi c d n đ ng b ng đ nh v th y сm đ t đ chính xác cao

nh v th y сm d a trên c s các nguyên lý c a th y сm h c Các h th ng d n đ ng này

có th là: các máy đo t c đ th y сm có th b o đ m đo t c đ c a tàu t ng đ i v i đáy bi n; các

1- B chuв n m ch thu - phát; 2- B khu ch đ i kшnh thu; 3- Máв đ m các kho ng cách và b tъnh toán các

t a đ ; 4- ng ten thu-phát trên khoang; 5- B khu ch đ i công su t; 6- Máв phát ch ; 7- ng ten thu-phát; 8-

B chuв n m ch thu-phát; 9- Khu ch đ i thu; 10- Máy phát; 11- B gi i mу; 12- Các đài m c th в сm.

nh v th y сm có th cung c p v trí chính xác v i đ n đ nh cao trong m t khu v c gi i

h n, có th phát tri n và ng d ng kho ng cách xa ngoài kh i H th ng đ nh v th y сm đo kho ng cách và h ng đ n m c tín hi u đ c đ t d i đáy bi n ho c đ t trên ROV (Remotely Operated Vehicle - thi t b đ c v n hành t xa) và cá kéo chính xác đ t đ c ph thu c vào k thu t s

d ng, kho ng cách và đi u ki n môi tr ng chính xác dao đ ng trong kho ng t vài mét đ n

dm nh v th y сm góp ph n quan tr ng trong vi c h tr , hi u ch nh h th ng d n đ ng quán tính đ cung c p v trí tàu chính xác h n [1]

Hình 2 S đ c u trúc h th ng v i đáy c s ng n và đài m c th y âm

1, 2, 3- Các máy thu; 4- C m bi n đ nh h ng th ng đ ng c a tàu; 5- Các kênh thu; 6- Các b

bi n đ i kho ng cách th i gian thành đi n áp ho c mу; 7- a vào các s li u v s d ch chuв n

c a máв thu; 8- B tъnh toán và bi n đ i các t a đ ; 9- B hi n th ; 10- a vào các s li u v s

d ch chuв n c a đài m c th в сm t ng đ i v i đi m chu n trшn đáв đ t và đ sсu đ t c a nó; 11-

ài m c th в сm; 12- ng ten phát; 13- Khu ch đ i công su t; 14- Máв phát ch

3 Xơyăd ngăh ăth ngăc ăs ăd ăli uăph căv ăđ nhăv ,ăd năđ ngăchoătàuăng măb ngăph ngă phápăđ nhăv ăthu ăơm

Xсy d ng c s d li u h i d ng, cho phép l u tr thông tin thu th p đ c t các đi m

kh o sát y u t h i d ng trên bi n Các ngu n s li u này sau khi x lý đ c l u tr trong c s

d li u, đсy là ngu n d li u đ c s d ng đ tính toán s nh h ng c a y u t môi tr ng n c

bi n đ n tác nghi p v trí c a tàu ng m C s d li u h i d ng cho phép l u tr thông tin v i s

l ng l n và thu n ti n trong công tác truy v n d li u

Xсy d ng ph n m m ng d ng k t h p công ngh GIS tính toán v trí c a tàu và mô ph ng

tr c quan quá trình chuy n đ ng c a tàu ng m trong lòng bi n trên n n h i đ đi n t Quá trình tính toán ph n m m đ c k t n i v i c s d li u h i d ng đ tính toán s nh h ng c a y u

t môi tr ng

ph c v đ nh v d n đ ng cho tàu b ng ph ng pháp đ nh v th y сm, yêu c u c n xсy

d ng h th ng các tr m phát tín hi u sóng сm d i lòng bi n Trong c s d li u cho phép l u tr thông tin các tr m phát sóng сm và th ng xuyên đ c c p nh t khi có thông tin thay đ i Các thông

s c a tr m th y сm s là c s đ tính toán kho ng cách t tr m phát sóng đ n đi m thu sóng trên tàu, t đó xác đ nh đ c v trí c a tàu T ng t nh các h th ng “POSYDON” c a M [η] và h

th ng “Positioner” c a Nga [θ], tàu ng m thu đ c tín hi u v trí t 3 tr m phát th y сm tr lên s xác đ nh đ c v trí quan tr c, t đó đ ng ch nh h th ng d n đ ng quán tính, nсng cao đ chính xác d n đ ng H th ng này có ch c n ng t ng t các tr m DGPS đ c l p trên b đ hi u

ch nh v trí tàu theo GPS

Hình 3 S lan truy n âm trong n c

C s d li u đ c t ch c và thu th p s cho phép l u tr giá tr v n t c truy n сm thanh trong môi tr ng n c bi n V n t c сm thanh t i các đi m kh o sát s đ c l u tr theo các t ng

n c tiêu chu n Trong quá trình tính toán tùy thu c vào t ng n c ho t đ ng c a tàu mà s d ng các ngu n d li u cho phù h p

T b ng thông tin v các tr m th y сm trong c s d li u h i d ng xác đ nh thông tin v n

t c сm c a t ng tr m th y сm đã đ c kh o sát tr c đó Các tr m th y сm có th đ c b trí nh Hình 4, các máy thu сm trên tàu ng m đ c b trí nh Hình η

Hình 5 B trí các máy thu âm trên tàu ng m

Giá tr v n t c сm trung bình c a đ ng truy n đ c xác đ nh là giá tr trung bình c a v n t c

, h sau hi u ch nh và t đó c p nh t cho h th ng d n đ ng quán tính

4.ăK tălu n

Nh v y, đ nh v th y сm có th cung c p v trí chính xác v i đ n đ nh cao trong m t khu

v c gi i h n, có th phát tri n và ng d ng kho ng cách xa ngoài kh i H th ng đ nh v th y сm

đo kho ng cách và h ng đ n m c tín hi u đ c đ t d i đáy bi n ho c đ t trên ROV (Remotely operated vehicle - thi t b đ c v n hành t xa) và cá kéo chính xác đ t đ c ph thu c vào k

thu t s d ng, kho ng cách và đi u ki n môi tr ng chính xác dao đ ng trong kho ng t vài mét đ n dm nh v th y сm góp ph n quan tr ng trong vi c h tr , hi u ch nh h th ng d n đ ng quán tính đ cung c p v trí tàu chính xác h n

NGHIểNăC UăXỄCă NHăTH IăGIANăC AăCHUăK ăB OăTRỊăXÉCăM NGă

TRểNăTÀUăH IăQUỂNăHQ888ă ă I UăKI NăKHAIăTHỄCăC AăVI TăNAM

RESEARCH ON DEFINING REPLACEMENT PERIOD OF PISTON RINGS OF DIESEL ENGINE- IVECO N40 ENT M25 ON HQ888 NAVY SHIP AT VIETNAM'S

CLIMATE ENVIRONMENT

Khoa Máв Tàu bi n, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : truongvandao@vimaru.edu.vn

an toàn không cao Do v в, vi c nghiшn c u các ph ng pháp, chi n l c b o trы phù h p,

nh m đem l i hi u qu kinh t , đ tin c в cho các trang thi t b trшn các tàu H i quсn là r t

c n thi t Trong ph m vi n i dung bài báo tác gi xсв d ng ph ng pháp thi t l p th i gian

c a chu k b o trы phù h p cho xцc m ng đ ng c diesel máв xu ng tàu H i quсn HQ888

khi khai thác t i vùng bi n ại t Nam.

T khóa: Th i gian c a chu k b o trы xцc m ng.

Abstract

Currently we have built a number of modern vessels serving the Navy However, many types

of equipment installed on the ship still have to be imported, moreover, the process of operating and maintaining equipment systems has many shortcomings that are not suitable with the operating conditions of the Vietnamese island waters As a result, the operation of ships is ineffective, mobility and safety are not high Therefore, it is necessary to study appropriate methods and maintenance strategies to bring economic efficiency and reliability

to the navy vessels Within the content of the article, the author builds a method to set up running hours to replace piston rings for HQ888 navy diesel engine when operating in Vietnamese waters

Keywords: Running hours for replacing piston rings

ng c IVECO N40 ENT M2η đ c l p đ t đ lai chсn v t cho xu ng công tác HQ888 V i nhi m v tr c đ a vùng th m l c đ a d c b bi n Vi t Nam, m i ngày xu ng công tác th ng ho t

đ ng liên t c trong kho ng 10 gi trong đi u ki n th i ti t kh c nghi t c a vùng bi n Vi t Nam

ng c máy xu ng ph i ho t đ ng liên t c trong các tr ng thái làm vi c chuy n ti p: kh i đ ng, không t i, quá t i сy c ng chính là các tr ng thái x y ra các quá trình mài mòn, n mòn m nh

nh t cho các chi ti t c a đ ng c d n đ n c ng đ mài mòn các chi ti t đ ng c t ng cao

M t khác n c ta thu c vùng khí h u nhi t đ i m, v i các đ c đi m c b n là nóng m kéo dài Nhi t đ cao và kéo dài th ng xuyên t 2η-30oC (chi m η0% s ngày trong n m) m cao

và kéo dài  = 80-90% (chi m η0% s ngày trong n m) M t n m có 199 ngày nhi t đ i (ngày có

12 gi nhi t đ không khí cao h n 20oC và đ m cao h n 80%) сy c ng là y u t tác đ ng làm

t ng vi c mài mòn c a các chi ti t đ ng c Do v y, th i gian c a chu k b o trì theo nhà ch t o không phù h p, c n ph i thi t l p l i cho phù h p v i đi u ki n khai thác hi n t i Vi t Nam.Trong ngành Hàng h i, đ c bi t là l nh v c H i quсn, thì tính c đ ng ph i đ t lên hàng đ u,

do v y vi c s a ch a s c làm d ng máy c ng nh ng ng tr ho t đ ng c a tàu s d n đ n

nh ng t n th t l n, th m chí còn nh h ng đ n an toàn c a thuy n viên và con tàu Do đó, m c tiêu c a b o trì là gi cho đ ng c , thi t b luôn ho t đ ng n đ nh theo k ho ch, thi t b luôn s n sàng ho t đ ng đ nсng cao tính chi n đ u c ng nh s an toàn cho m i chuy n hành h i c a tàu

đ t đ c m c tiêu này, b o trì c n ph i th c hi n nh ng công vi c sau:

- Xác đ nh đ tin c y, kh n ng b o trì t i u, các y u t này nên đ c thi t k vào trong

t ng thi t b đ chu k làm vi c là l n nh t;

- Th c hi n phсn tích các d ng tác đ ng và kh n ng t i h n c a h h ng đ xác đ nh nh ng

- nh l ng đ c kh n ng s n sàng c a thi t b và c c đ i hoá th i gian thi t b v n hành

n đ nh, gi m chi phí cho ho t đ ng khai thác, v n hành

Tr ng thái k thu t c a đ ng c trong quá trình khai thác do s hao mòn nên d n d n b thay

đ i: công su t đ ng c gi m, su t tiêu hao nhiên li u và d u bôi tr n t ng lên, m c n và đ rung

đ ng t ng Thông th ng s hao mòn c a các chi ti t đ ng c mang đ c tính quy lu t C n hi u

bi t các quy lu t này đ t ch c khai thác, b o d ng phù h p đ nсng cao tu i th c a đ ng c

S hao mòn là quá trình thay đ i d n d n các kích th c, đ kín, tr ng l ng và các tính ch t c a

v t li u các chi ti t, d n đ n tình tr ng k thu t c a đ ng c kém đi

D a vào các nguyên nhсn phát sinh, ta phсn chia hao mòn thành: mòn c h c, mòn do n mòn và mòn xсm th c Trong các nguyên nhсn trên thì mài mòn gi a các chi ti t máy là ch y u.Các chi ti t m i ghép c a các đ ng c , c c u khi chuy n đ ng s xu t hi n l c ma sát và gсy nên mài mòn K t qu sau m t th i gian ho t đ ng, kích th c c a chi ti t s thay đ i t ng khe h l p ghép M c tiêu đ gi m đ mài mòn chi ti t c a đ ng c là m t trong nh ng v n đ quan tr ng, đ

t ng tu i th c a chi ti t và gi m chi phí trong s a ch a Do v y, ch t l ng c a b m t ma sát là

m t trong nh ng y u t nсng cao tính ch ng mài mòn c a chi ti t

Quá trình nghiên c u s làm vi c c a các c p chi ti t máy ma sát khác nhau đã xác l p đ c

đ c tính mài mòn c a chi ti t theo th i gian đ c th hi n trên Hình 1 [1] Trên đ th quá trình mài mòn th hi n theo 3 giai đo n:

Trên đ th giai đo n (I) - đo n AB th i gian t ng ng là np, đ c đ c tr ng b i t c đ mài mòn nhanh, giai đo n này g i là giai đo n ch y rà giai đo n này, đ c đi m trên các b m t ma sát c a các v t li u chi ti t khi gia công thô v n còn nh ng m p mô nh , khi b m t chi ti t chuy n

đ ng t ng đ i v i nhau s làm cho t c đ mài mòn nhanh Giai đo n này k t thúc khi t c đ mài mòn gi m và n đ nh, khi đó khe h c a c p chi ti t hình thành là Sbd g i là khe h ban đ u c a giai

đ an làm vi c n đ nh

Ti p theo là giai đo n làm vi c an toàn c a c p chi ti t (II) - đo n BC Trong giai đo n này ma sát c a c p chi ti t gi m do b m t c a chi ti t đã bóng h n, đi u ki n bôi tr n t t h n do v y t c đ mài mòn n đ nh và tuy n tính theo th i gian Theo th i gian khe h gi a c p chi ti t t ng d n cho

đ n khi đ t đ n giá tr Smaxlà khe h gi i h n cho phép t i đi m C trên đ th

Sau đi m C c ng đ mài mòn t ng là do khe h gi a các chi ti t l p ghép l n, đi u ki n bôi

tr n kém, l p kim lo i ch ng mài mòn đã h t s đ a t i giai đo n th ba (III) giai đo n này s làm vi c c a b đôi ma sát s kém hi u qu g i là giai đo n mài mòn t ng t c, ph i ti n hành s a

ch a b đôi ma sát và các c c u đ đ m b o an toàn cho đ ng c Do v y, chu k s a ch a c n

ph i thi t l p cho chi ti t là kho ng th i gian max t đi m B đi n đi m C trên đ th

Hình 1 th mài mòn c a chi ti t theo th i gian

Hình 1 bi u đi n m i quan h gi a đ mài mòn và th i gian làm vi c c a chi ti t máy, t đ

th có th tính đ c giá tr th i gian làm vi c an toàn l n nh t c a chi ti t máy maxnh sau:

[h] (1)

Trong đó:

Smax - đ mài mòn l n nh t cho phép (mm);

Sbd - đ mài mòn ban đ u c a c p chi ti t sau ch y rà (mm);

tg - đ i l ng đ c tr ng cho c ng đ mài mòn

Thông th ng giá tr khe h cho phép l n nh t Smax c a m i c p chi ti t máy s đ c nhà ch

t o cho s n trong h s thi t k máy, giá tr Smax ph thu c vào kích th c, s vòng quay và ch ng

lo i đ ng c khác nhau

N u 0 là s gi ho t đ ng sau khi ch y rà và S0 là đ mòn t ng ng trong th i gian đó, thì

đ mài mòn trong th i gian 0 đ c đ c tr ng b ng đ t ng khe h là:

i0 = S0 - Sbd (2) Giá tr tg có th xác đ nh b ng th c nghi m

tg = (3)

T bi u th c (1) thay giá tr tg ta tính đ c th i gian làm vi c l n nh t c a c p là max đсy

là th i gian c a chu k b o d ng chi ti t máy

3 Thi t l p th i gian c a chu k b oătrìăxécăm ngăphùăh păchoăđ ng c ădieselămáy tàu H i

Trên c s lý thuy t mài mòn, m i b đôi ma sát khác nhau trong quá trình làm vi c đ u b mài mòn theo m t quy lu t, và đã đ c xсy d ng thành đ c tính mài mòn c a chi ti t theo th i gian

nh trên Hình 1 th đã phсn chia đ c tính thành 3 giai đo n c b n, t t c các chi ti t coi nh đã

tr i qua giai đo n ch y rà và chuy n sang giai đo n II là giai đo n khai thác bình th ng, theo th i gian các giá tr khe h s t ng lên và ti n d n đ n giai đo n III Nhi m v c a ng i khai thác là làm sao duy trì đ c các giá tr khe h n m trong giai đo n II và ph i bi t đ c khi nào giá tr khe h này ti m c n giai đo n III T c s trên, tác gi s tách đ th mài mòn và tính toán cho c p ma sát trên giai đo n II nh trên Hình 2

S li u t i đi m B (k t thúc giai đo n ch y rà): giá tr này đ c l y trong cu n (test record)

c a tàu khi ch y th ho c giá tr đo l n đ u tiên do nhà ch t o cung c p tuy nhiên, giá tr này không

ph i lúc nào ng i khai thác c ng có th có đ c Vì v y, đ đ n gi n cho vi c tuy n tính hóa ta

ch c n t nh ti n tr c hoành (th i gian) lên đi m B và coi nh giá tr đo sau ch y rà là giá tr chu n

và ch a b mài mòn S li u t i đi m C (b t đ u giai đo n mài mòn t ng t c): khe h gi i h n l n

nh t cho phép

Hình 2 Tuy n tính hóa giai đo n 2 c a đ th mài mòn

S li u tính toán: là các giá tr đo th c t trong quá trình s a ch a và b o d ng sau 8η00

gi làm vi c c a đ ng c Do đ ng c có 4 xilanh và m i phép đo đ c th c hi n t i nhi u v trí khác nhau, vi c l a ch n giá tr đ i di n d a trên nguyên t c, các giá tr có nguy c ti n g n đ n giá

0 S S i









tr gi i h n cho phép đ t ng h s an toàn và kh n ng làm vi c tin c y cho các chi ti t Các s li u

B ng vi c nghiên c u lý thuy t mài mòn c a các c p chi ti t máy và d a vào đ th mài mòn

c a chúng theo th i gian, tác gi đã thi t l p đ c th i gian c a chu k b o trì phù h p v i đi u ki n khai thác Vi t Nam, cho b xéc m ng c a đ ng c diesel IVECO N40 ENT M2η trang b trên máy

xu ng tàu HQ888 là 17.000 gi Trong khi đó, theo thi t k c a nhà ch t o thì th i gian c a chu k

b o trì cho xéc m ng là 20.000 gi V i k t qu trên s làm c s đ giúp cho ch tàu xсy d ng k

ho ch b o trì đ ng c h p lý v i đi u ki n khai thác vùng bi n Vi t Nam

NG D NGăMỄYăPHỄTă I N NHI T - I Nă KHAI THÁC NHI TăN NGă

APPLICATION OF THERMO - ELECTRIC GENERATORS TO RECOVER THE WASTE HEAT OF EXHAUST GAS FROM MAIN ENGINE

OF PROJECT RSD 49 VESSEL

ại n C khъ, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : vubh@vimaru.edu.vn

Tóm t t

Nh ng ti n b g n đсв trong vi c phát tri n các v t li u và h th ng nhi t - đi n đу thúc đ y

vi c ng d ng máв phát đi n nhi t - đi n trong th c ti n Tuв nhiшn, máв phát đi n nhi t -

đi n ch a đ c ng d ng r ng rуi đ c bi t là trшn các ph ng ti n v n t i bi n Trong bài báo này, tác gi đ xu t ng d ng máв phát đi n nhi t - đi n đ khai thác nhi t n ng c a khí x t đ ng c chъnh trên tàu th y d án RSD 49 nh m t gi i pháp đ nâng cao hi u

qu khai thác n ng l ng trên tàu th в, đ ng th i đ a ra ph ng pháp tъnh toán và đánh

ship’s propulsion plant, at the same time, provide a method to calculate and evaluate the effectiveness of this solution

Keywords: Thermoelectric generator, thermoelectric effect

c i thi n các ch s k thu t và kinh t c a đ ng c đ t trong thì t i u quá trình s d ng các ngu n n ng l ng th c p trong quá trình khai thác là m t trong nh ng gi i pháp hi u qu nh t Ngoài nh ng gi i pháp truy n th ng nh s d ng n i h i t n d ng nhi t khí x , t ng áp cho đ ng

c b ng tuabin khí x ,… còn có th s d ng hi u ng nhi t - đi n đ chuy n đ i n ng l ng c a nhi t khí x t đ ng c đ t trong thành n ng l ng đi n Nh nh ng ti n b g n đсy trong vi c phát tri n các v t li u và h th ng nhi t - đi n, vi c ng d ng máy phát đi n nhi t - đi n trong trong khai thác n ng l ng c a đ ng c đ t trong đã đ c tính đ n

u đi m c a máy phát đi n nhi t - đi n là tu i th khá cao, không có b ph n chuy n đ ng,

ho t đ ng không gây ti ng n và rung đ ng, thân thi n v i môi tr ng, tính linh ho t đ i v i các

ph ng pháp cung c p và lo i b nhi t, đ c bi t là kh n ng thu h i n ng l ng nhi t t khí x Tuy nhiên, đi m b t l i c a máy phát đi n nhi t - đi n là hi u qu khá th p (1 - 10%)

Trong bài báo này, tác gi đ xu t ng d ng máy phát đi n nhi t - đi n đ khai thác nhi t

n ng c a khí x t đ ng c chính trên tàu th y d án RSD 49 Ti n hành phân tích c u trúc c a máy phát đi n nhi t - đi n và các ph ng pháp c i thi n hi u qu c a thi t b Ti n hành phân tích

c u trúc máy phát đi n nhi t - đi n đ nêu rõ c u t o c b n và nguyên lý ho t đ ng c a thi t b

Kh o sát tình hình ng d ng trong th c ti n c a máy phát đi n nhi t - đi n, đ ng th i đi m qua các nghiên c u có liên quan t i thi t b đ l a ch n c u trúc thi t b phù h p v i quá trình tính toán Ch

ra các đ c đi m c b n c a tàu th y d án RSD 49 đ đ a ra các v trí l p đ t máy phát đi n nhi t

- đi n a ra ph ng pháp tính toán các thông s c a máy phát đi n nhi t - đi n và ti n hành tính toán các thông s c a thi t b khi v n hành song song cùng đ ng c chính các v trí l p đ t khác nhau D a vào k t qu thu đ c s ti n hành so sánh, phсn tích và đ a ra k t lu n

2 T ng quan v máyăphátăđi n nhi t - đi n

Vi c s d ng máy phát đi n nhi t - đi n r t đa d ng: t vi c cung c p n ng l ng cho tàu v

tr , cung c p đi n cho các thi t b trên đ ng ng d n d u và khí đ t c ng nh thi t b đnh v trên tàu, đ n máy phát đi n gia d ng đ n gi n nh là m t b ph n trong lò đ t c i, lò s i và n i h i

s i m

Hi n nay, có ba hi u ng nhi t - đi n đã

đ c bi t đ n: Thomson, Seebeck và Peltier

Nguyên t c ho t đ ng c a máy phát đi n nhi t -

đi n là d a trên hi u ng Seebeck Theo Hình 1,

trong m ch kín bao g m các ph n t nhi t - đi n

lo i n- và p- m c n i ti p nhau, các nhi t đ

khác nhau t i các đi m ti p xúc s phát sinh m t

l c đi n đ ng N u có s chênh l ch nhi t đ

d c theo dây d n, thì các electron m t nóng có

Trong các mô-đun nhi t - đi n, các dây d n có đ d n đi n khác nhau (n- và p-) đ c s

d ng, có h s Seebeck có giá tr tuy t đ i b ng nhau Bi u th c (1) có th đ c chuy n đ i thành

d ng sau:

(2) Trong đó as là giá tr tuy t đ i trung bình c a h s Seebeck cho dây d n n- và p- (V/K)

3 L a ch nămáyăphátăđi n nhi t - đi năđ ng d ng trên tàu th y d án RSD 49

Trong [1], các tác gi đã th c hi n m t lo t các

nghiên c u lý thuy t, tính toán cho các tàu ho t đ ng

trong vùng Volga-Caspian đ thu đ c các thông s

th c t c a máy phát đi n nhi t - đi n Các đ c đi m

c a máy phát đi n nhi t - đi n đã đ c tính toán cho

m t s tàu c a khu v c Volga-Caspian có tính đ n

các chi ti t c th c a các ch đ ho t đ ng c a đ ng

c Tùy thu c vào thi t k , công su t đ u ra thay đ i

t 10,78kW đ n 97,02kW Các tác gi đã đ xu t thi t

k c u t o c a máy phát đi n nhi t - đi n đ khai thác

nhi t n ng t khí x , ti n hành các th nghi m toàn

di n trên đ ng c diesel 3NVD24 Theo Hình 2, máy

phát đi n nhi t - đi n đ c xây d ng trong h th ng

khí x c a đ ng c 3NVD24, n i công ch t mang

nhi t đ cao là khí x c a đ ng c , và công ch t

mang nhi t đ th p là n c và n c này có th đ c

ti p t c s d ng vào các nhu c u khác

Máy phát đi n nhi t - đi n trên có c u trúc đ n gi n, d ch t o c ng nh l p đ t, chi phí ch

t o không l n, quá trình ho t đ ng không quá ph c t p r t phù h p v i vi c l p đ t trên tàu th y

T t c các thông s k thu t c a thi t b c ng đã đ c tính toán, xác đnh và tr i qua ki m nghi m

th c t , ch ng minh đ c tính an toàn và hi u qu v n hành c a thi t b Tuy v n còn t n t i m t

nh c đi m là hi u su t còn th p nh ng thi t b này v n có nh ng tính u vi t và hoàn toàn phù

h p v i vi c ng d ng trên tàu th y đ t i u hóa quá trình khai thác n ng l ng trên tàu Thi t b này đ c l a ch n s d ng trong nghiên c u này đ xây d ng c u trúc và tính toán các thông s

Hình 1 S đ bi u di n s xu t hi n c a hi u ng Seebeck trong m t mô-đun nhi t - đi n

c a máy phát đi n nhi t - đi n trong quá trình khai thác nhi t n ng khí x c a đ ng c chính trên tàu th y d án RSD 49

4 K t qu tính toán

4.1 Nh ng đ c đi m chính c a tàu th y d án RSD 49

Theo phân lo i đ c C c K thu t Hàng h i Nga thông qua, các tàu c a d án RSD49 là Volgo-Don Max, ngh a là chúng có l ng giãn n c và kích th c t i đa cho kênh tàu Volga-Don Nhà máy đóng tàu Nevsky đang xây d ng cho Công ty V n t i Tây B c m t lo t 10 tàu nh v y Dòng tàu này có th đ c s d ng đ v n chuy n hàng hóa s l ng l n nói chung nh g , ng

c c, hàng hóa c ng k nh và nguy hi m trong giao thông qu c t

3 L ng giãn n c, t (trên bi n/trên sông) 7.143/4.507

B ng 2 Thông s k thu t h th ng khí x c a đ ng c Ảartsila 6L20

Máy phát đi n nhi t - đi n đ c khuy n ngh l p đ t theo ph ng th ng đ ng, nên có th

ch n 2 v trí đ l p đ t: sau đ ng c và sau n i h i t n d ng nhi t khí x Tính toán đ c th c hi n cho máy phát đi n nhi t - đi n m c 75%, 85% và 100% t i c a đ ng c Các thông s nh công

su t c a máy phát đi n nhi t - đi n (P), c ng đ dòng đi n và hi u đi n th đ u ra (I, U), công

su t x sau thi t b (G), nhi t đ c a khí x (tx) và c a n c (tn) sau thi t b , hi u su t c a thi t b ( ), v n t c dòng khí x sau thi t b ( ) đ u đ c xác đnh

4.2 K t qu tính toán các thông s c a máy phát đi n nhi t - đi n khi đ c l p đ t sau đ ng

c chính

Máy phát đi n nhi t - đi n đ c l p đ t ngay phía sau đ ng c chính (sau tuabin t ng áp c a

đ ng c ) Ph ng pháp tính toán các thông s c a máy phát đi n nhi t - đi n d a trên các ph ng pháp đã bi t đ n đ tính toán các thi t b nhi t - đi n và b trao đ i nhi t đ c mô t trong [1,2] K t

qu tính toán quá trình làm vi c đ ng th i c a đ ng c chính và máy phát đi n nhi t - đi n đ c th

hi n trong B ng 3

B ng 3 Các thông s máy phát đi n nhi t - đi n khi l p đ t sau đ ng c chính

n i h i t n d ng nhi t khí x và máy phát đi n nhi t - đi n đ c trình bày trong B ng 4

N e (%) P (kW) I (A) U (V) G (kg/s) t x (°C) t n (°C)

Hình 3 So sánh công su t c a máy phát đi n nhi t - đi n khi đ c l p đ t các v trí khác nhau

5 K t lu n

D a trên k t qu tính toán có th k t lu n: Vi c ng d ng máy phát đi n nhi t - đi n trên tàu

th y d án RSD 49 là hoàn toàn kh thi K t qu tính toán v n t c dòng khí x sau khi di chuy n qua máy phát đi n nhi t - đi n cho th y, v n t c dòng khí x gi m đi không đáng k so v i v n t c khí x tr c khi đi vào máy phát đi n nhi t - đi n (t i đa kho ng θ%) Do đó có th k t lu n r ng,

vi c l p đ t máy phát đi n nhi t - đi n trên đ ng x c a đ ng c s không làm t ng ph n áp quá nhi u trên đ ng x và không nh h ng nhi u t i công su t phát ra c a đ ng c Máy phát đi n nhi t - đi n khi đ c ng d ng trên tàu th y d án RSD 49 có th t o ra thêm ngu n n ng l ng

đi n đáng k (công su t t i đa 9.ηkW) đ ph c v cho các ho t đ ng trên tàu, nâng cao hi u qu khai thác n ng l ng trên tàu và góp ph n vào vi c b o v môi tr ng So sánh công su t c a máy phát đi n nhi t - đi n khi l p đ t các v trí khác nhau cho th y máy phát đi n nhi t - đi n cho ra các thông s t i u h n khi đ c l p đ t phía sau n i h i t n d ng nhi t khí x c a tàu сy là c

s đ l a ch n v trí l p đ t t i u cho máy phát đi n nhi t - đi n trên tàu th y d án RSD 49 Tuy nhiên hi u su t c a máy phát đi n nhi t - đi n còn t ng đ i th p (t i đa kho ng 3,97%), c n ti p

t c nghiên c u c i ti n đ nâng cao hi u su t trong t ng lai

L p đ t sau đ ng c chính L p đ t sau n i h i t n d ng

nhi t khí x

P (kW)

CH N OÁN TR NG THÁI K THU T NG C Ô TÔ B NG D LI U

NEIGHBOR

AUTOMOTIVE ENGINE DIAGNOSTICS USING FUEL TRIM DATA

AND K-NEAREST NEIGHBOR ALGORITHM

TR NăXUỂNăTH

ại n C khъ, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

Email liшn h : thetx.vck@vimaru.edu.vn

Tóm t t

ạ i s phát tri n c a khoa h c công ngh , các h th ng trшn ô tô hi n naв đang đ c nсng

c p và ngàв m t tr lшn ph c t p Cùng v i đó, vi c ch n đoán các sai l ch và h h ng c a

đ ng c c ng nh các h th ng trшn ô tô đòi h i các ph ng pháp ch n đoán m i thaв vы

d a vào kinh nghi m c a các k thu t viшn Bài báo đi xсв d ng mô hыnh ch n đoán tr ng thái k thu t c a đ ng c ô tô b ng d li u Fuel Trims c a 300 m u d li u xe thu th p đ c,

d a trшn thu t toán K-nearest Neighbor (KNN) Bài báo đу xсв d ng đ c mô hыnh và ti n hành ki m nghi m trшn t p d li u ki m tra và đ t đ chъnh xác cao nh t là 87% C n c vào

k t qu mô hыnh đу th hi n đ c m i quan h gi a các thông s đ u vào bao g m đ tu i,

gi i tъnh ng i đi u khi n chъnh, khu v c xe ho t đ ng chъnh, quãng đ ng xe ch в v i ch

s LTFT, giá tr đ đánh giá tr ng thái k thu t c a đ ng c

T khóa: Ch n đoán ô tô, fuel trim, h c có giám sát, K-nearest neighbor

to evaluate the technical status of car engines

Keywords: Vehicle diagnostic, Fuel trim, Supervised Learning, K-nearest neighbor

1.ăGi iăthi uăv năđ ănghiênăc u

Hi n nay, các hãng ô tô đang đ u t phát tri n r t nhi u ph n m m, thi t b ch n đoán chuyên hãng v i đ chính xác và hi u qu t ng đ i cao Ví d nh ph n m m Techstream c a Toyota,

D ch v d li u toàn c u (GDS) c a Huyndai, hay D ch v d li u c a Honda (HDS),… c ng nh các ng d ng ch n đoán cá nhсn, có th cài đ t trên đi n tho i Nh ng ph n m m này, cung c p cho ng i s d ng r t nhi u d li u v các h th ng trên ô tô, qua đó h tr k thu t viên r t nhi u trong quá trình ch n đoán và s a ch a các h h ng c a ô tô

Tuy nhiên, các d li u trên ch có th ph c v cho nh ng k thu t viên, ng i có ki n th c chuyên ngành v ô tô do tính ph c t p c a chúng V i vi c d li u v tr ng thái k thu t c a ô tô có

th liên t c đ c c p nh t hàng gi b i hàng tri u ng i dùng ô tô trên th gi i Ngu n d li u này

s là r t l n và c n đ c khai phá đ ph c v r ng h n cho không ch các k thu t viên ô tô mà còn

ng, d a trên s d ng các thu t toán v x lý ngôn ng t nhiên [2] Xсy d ng server đ thu th p

d li u c a các h th ng ô tô, s d ng Machine Learning đ đ a ra g i ý b o d ng theo tình tr ng

th c t c a xe tr c khi h h ng x y ra [3] Ch n đoán tr ng thái đ ng c ô tô b ng phсn tích сm thanh s d ng thu t toán trí tu nhсn t o (ANN) và phсn lo i theo phсn ph i xác su t Bayes (NBC)

c a Machine Learning [4]

Trong nh ng d li u quan tr ng giúp ch n đoán tr ng thái k thu t đ ng c ô tô, Fuel Trims

có th nói là d li u quan tr ng nh t Fuel Trim là s đi u ch nh nhiên li u bù thêm ho c gi m b t đi

c a ECU ô tô nh m giúp cho t l không khí, nhiên li u (t l A/F) n p vào đ ng c luôn t l lý

t ng là 14,7:1 [η] N u t l trên gi m đi ho c t ng lên, đ u gсy ra tình tr ng hao phí nhiên li u và các nguy c gсy các h h ng t i các h th ng liên quan trên ô tô Qua đó, có th nói đáp ng nhiên

li u c a đ ng c (Fuel trim - FT) là các thông s ph n ánh tình tr ng ho t đ ng c a đ ng c m t các đ nh l ng và hi u qu

áp ng nhiên li u c a đ ng c v b n ch t là thông s ghi l i s thay đ i v t l không khí, nhiên li u trong quá trình đ ng c ho t đ ng, n u t l không khí nhiên li u luôn duy trì m c t t

nh t 14,7:1, giá tr c a đáp ng nhiên li u c a đ ng c b ng 0 Giá tr này t ng lên khi h n h p không khí nhiên li u tình tr ng nghчo, t c là t l không khí, nhiên li u t ng lên, do có nhi u h n không khí đ c n p vào so v i bình th ng, ho c ít h n nhiên li u đ c phun so v i tr ng thái bình

th ng c a đ ng c , nguyên nhсn có th so m t s h h ng trong h th ng nhiên li u, ví d nh

b m nhiên li u hay vòi phun,… Ng c l i, giá tr đáp ng nhiên li u c a đ ng c gi m đi khi h n

h p không khí nhiên li u tình tr ng giàu, có ít không khí đ c n p h n tr ng thái bình th ng c a

đ ng c , ho c có nhi u li u đ c phun h n so v i tr ng thái bình th ng c a đ ng c

Có hai lo i d li u đáp ng nhiên li u c a đ ng c bao g m đáp ng nhiên li u c a đ ng c trong ng n h n (Short term fuel trim - STFT) ghi l i các hi u ch nh nhiên li u c a đ ng c trong ng n

h n c p nh t liên t c theo các tr ng thái c a đ ng c sau m t vài giсy m t l n STFT có kh n ng thay đ i đ đáp ng v i các tr ng thái m i c a đ ng c D li u đáp ng nhiên li u c a đ ng c

th hai là đáp ng nhiên li u c a đ ng c trong dài h n (Long term fuel trim - LTFT) d li u này theo dõi tình tr ng đ ng c trong dài h n, trong khi STFT có th thay đ i theo các tr ng thái m i c a đ ng

c bao g m c các sai l ch trong quá trình làm vi c c a đ ng c , LTFT s theo dõi các thay đ i c a STFT và đ a ra đánh giá v tình tr ng th c t c a đ ng c th i đi m hi n t i Do đó, LTFT th ng

có ý ngh a h n trong ch n đoán đ ng c ô tô V giá tr , n u các giá tr đáp ng nhiên li u c a đ ng

c c a ô tô trong kho ng t -8% đ n 8% là bình th ng, t 8% - 20% là vùng nguy c cao đ ng c

s xu t hi n sai l ch trong ho t đ ng, t 20% - 2η% là vùng sai l ch, ECU s thi t l p các mã l i đ

c nh báo sai l ch này trong ho t đ ng c a đ ng c

Hi n nay, giá tr c a Fuel Trims đ c s d ng r ng rãi trong công tác ch n đoán c a các k thu t viên ô tô, giá tr này thu đ c b ng vi c s d ng các ph n m m, thi t b ch n đoán nh đã đ

c p trên Do đó, vi c xác đ nh nhanh chóng tr ng thái k thu t đ ng c đ i v i ng i s d ng xe đôi khi r t khó kh n và t n kém th i gian ho c ng i s d ng ô tô c n đ u t mua các thi t b ch n đoán c n tay có th k t n i v i các thi t b di đ ng, đi u này là t ng đ i lãng phí và không quá c n thi t đ i v i ng i s d ng cá nhсn

Do đó, nghiên c u này nh m xсy d ng m t ph ng pháp ch n đoán m i, s d ng các thu t toán c a Machine Learning đ xсy d ng các mô hình d đoán tình tr ng k thu t c a đ ng c ô tô

d a trên các d li u d dàng xác đ nh t ng i s d ng ô tô bao g m thông tin v tu i tác, gi i tính,

v trí đ a lý ô tô th ng đ c s d ng, quãng đ ng ô tô đã đi V i s h tr c a các thi t b , và

ph n m m ch n đoán ô tô hi n nay, giá tr v Long Term Fuel Trim c a các xe đ c đi u tra d li u

s đ c s d ng đ làm nhãn phсn lo i cho tình tr ng k thu t hi n t i c a đ ng c Do d li u dùng đ hu n luy n mô hình đã l a ch n đ c LTFT làm nhãn do đó bài toán xсy d ng mô hình s

là bài toán h c có giám sát (supervised learning) c a Machine Learning

Các ph n ti p theo c a bài báo s trình bày các n i dung sau, ph n 2 c a bài báo s đi trình bày v ph ng pháp nghiên c u bao g m cách thu th p, x lý và chu n hóa d li u, các thu t toán Machine Learning đ c s d ng đ phсn tích trong d li u, ph n 3 bài báo s trình bày k t qu

ki m tra các mô hình đ c xсy d ng, ph n 4 s đ a ra m t s bàn lu n xung quanh v n đ nghiên

c u

Nghiên c u đ c thi t k thông qua thu th p thông tin c a 300 ch xe Kia Morning, lo i xe

ph bi n nh t t i Vi t Nam n m s n xu t t 2014 cho đ n 201θ D li u đ c thu th p t i c khu

v c thành th và ngo i thành H i Phòng, m t trong 4 thành ph l n nh t c a Vi t Nam, trong đi u

ki n th i ti t không m a, trong hai tháng mùa khô t i Vi t Nam là tháng 12 và tháng 1 Nhi t đ trung bình trong hai tháng này là 20oC, nhi t đ cao nh t 2ηoC, th p nh t 1θoC

i t ng đi u tra đ c l a ch n ng u nhiên qua ch ng trình ch n đoán ô tô mi n phí mà nghiên c u cung c p đ thu th p d li u nhanh h n Thông qua cсn đ i gi a th i gian hu n luy n

d li u và đ c tính c a thông s chúng tôi quy t đ nh thu th p 300 m u d li u cho nghiên c u Thi t b đ c s d ng là thi t b ch n đoán ô tô Gscan, model 2.0, phiên b n ph n m m qu c

t 2018, n i s n xu t t i Hàn Qu c

Vi c đo l ng đ c ti n hành ch đ không t i (sau kh i đ ng) sau khi đ ng c đã đ c làm nóng n m phút K t qu l n đo đ u tiên đ c lo i b , k t qu cu i cùng là trung bình c ng giá

tr LTFT c a xe hai l n đo ti p theo, m i l n đo cách nhau ba phút

Giá tr LTFT là giá tr đ c hi n th trên máy ch n đoán Gscan 2 trong ph n ki m tra thông s

c a đ ng c C s xác đ nh giá tr LTFT d a trên d li u th c t thu th p đ c t c m bi n t l không khí nhiên li u A/F, so v i giá tr LTFT đ c l p trình s n trong b n đ s d ng nhiên li u c a

ô tô t i các vòng quay và t i c a đ ng c qua đó tính toán ra giá tr LTFT theo đ n v ph n tr m

M t b cсu h i c ng đ c thi t k đ thu th p d li u liên quan đ n các y u t s d ng xe bao g m tu i c a ng i đi u khi n xe chính, gi i tính c a ng i đi u khi n xe chính, khu v c s

d ng xe ph bi n, quãng đ ng s d ng xe сy là nh ng d li u đ n gi n, d xác đ nh cho đ i

t ng s d ng c a mô hình ch n đoán là ng i s d ng xe ô tô, không ph i là k thu t viên hay

ng i có ki n th c chuyên ngành v ô tô

B ng 1 D li u c a các quan sát trong t p d li u kh o sát tr c chu n hóa

Mưăs Tu i s ăd ngăxeă ng iă

D li u sau khi đ c thu th p s đ c chu n hóa v d ng s , đ i v i thông tin v gi i tính,

gi i tính Nam s t ng ng v i 1, n t ng ng v i 0; đ i v i thông tin v khu v c s d ng xe, khu

v c thành ph đ c quy c là 1, ngo i thành là 0 và xe s d ng c hai khu v c trên đ c quy

c ghi 2

i v i d li u LTFT đ c xác đ nh là nhãn c a d li u, đ phсn lo i tình tr ng đ ng c i

v i các thu t toán Classification (Phсn lo i) nh KNN, giá tr LTFT đ c phсn ra thành 3 classes (nhóm) Nhóm 0 t ng ng v i giá tr tuy t đ i c a LTFT < 8%, đ i di n cho đ ng c xe làm vi c bình th ng Nhóm 1 t ng ng v i giá tr tuy t đ i c a LTFT trong kho ng t 9% đ n 19%, đ i

di n cho đ ng c xe đang có sai s và kh n ng cao s g p h h ng Nhóm 2 t ng ng v i giá tr tuy t đ i c a LTFT trên 20%, đ i di n cho tình tr ng đ ng c đang g p s c , làm vi c không t t

ho c không làm vi c [η] Sau khi đ c chu n hóa, d li u trong B ng 1 s t ng ng v i d li u trong B ng 2 sau

B ng 2 D li u c a các quan sát trong t p d li u kh o sát sau chu n hóa

Mưăs s ăd ngăxeă Tu iăng iă

V i vi c d li u đ c gán nhãn b i thông s LTFT, các thu t toán h c có giám sát (Supervised learning) c a Machine Learning s đ c s d ng Sau khi cсn nh c đ c đi m d li u, c ng nh đ c

đi m c a các thu t toán h c có giám sát, tác gi s d ng thu t toán K-nearest Neighbor (KNN) đ

hu n luy n d li u trong t p hu n luy n Thông s đ u vào c a thu t toán là các thông trong b d

li u hu n luy n bao g m đ tu i, gi i tính ng i đi u khi n chính, khu v c xe ho t đ ng chính,

qu ng đ ng xe ch y là nh ng thông s kh o sát, cùng v i đó đ u vào c a thu t toán còn bao g m

c d li u v LTFT dùng làm nhãn đ th hi n tr ng thái c a đ ng c Các đ u vào này s t o ra

đ u ra là m t không gian d li u mà đó, t t c các đi m d li u (xác đ nh b i η thông s trên) đ u

đã th hi n tình tr ng đ ng c bình th ng, có nguy c h h ng hay đang g p h h ng D a vào không gian d li u hu n luy n này, khi đ a các d li u c n ki m tra (ch a có nhãn, ch a th hi n

thông tin v tình tr ng đ ng c ) vào, mô hình s c n c vào k đi m g n nh t v i d li u c n ki m tra đ xác đ nh nhãn cho d li u này (s k s đ c xác đ nh sau khi ch y mô hình v i nhi u giá tr

k khác nhau đ xác đ nh đ c giá tr k phù h p nh t cho b d li u và đ c th hi n trong Hình 1

d i đсy)

Thu t toán s cho ra k t qu d đoán v nhóm mà d li u đó thu c vào t ng ng v i LTFT nhóm 0, 1 hay 2

M t s thu t toán h c có giám sát khác c ng có th đ c s d ng nh trí tu nhсn t o (ANN)

và phсn lo i theo phсn ph i xác su t Bayes (NBC) Tuy nhiên, so v i hai thu t toán trên thu t toán KNN có l i th v m t t c đ hu n luy n d li u nhanh, không t n tài nguyên khi hu n luy n d li u

và phù h p cho bài toán có s l ng d li u nh i v i thu t toán ANN, thu t toán này th ng cho đ chính xác cao v i các d li u l n, c u trúc mô hình ANN là t ng đ i ph c t p, do đó m t nhi u th i gian và tài nguyên đ hu n luy n mô hình Thu t toán NBC là thu t toán thiên v s d ng xác su t có t c đ hu n luy n nhanh nên r t phù h p v i bài toán có d li u l n, NBC đ c bi t thích

h p v i các bài toán v x lý ngôn ng t nhiên [θ]

Thu t toán đ c hu n luy n và ki m tra b ng ph n m m Anaconda, d a trên ngôn ng l p trình Python

B n ch t c a thu t toán KNN là t ng đ i đ n gi n, thu t toán xác đ nh k đi m g n nh t v i

đi m d li u đang xét trong không gian d li u nh đã đ c p t i trên, d a theo kho ng cách E

-c -lít trong không gian hai chi u, hay giá tr v kho ng cách trong không gian véc t (đ c kí hi u

là Norm 2) Công th c c th nh sau:

(1) Trong đó:

 d(q,p) và d(p,q) là kho ng cách gi a đi m d li u đang xét v i các đi m d li u g n nó nh t trong không gian hu n luy n

 qi, pi là giá tr t a đ đi m th i c a mô hình

Hình 1 M i liên h gi a sai s d đoán v i các giá tr c a k khi xây d ng

mô hình b ng thu t toán KNN

B ng 3 K t qu ki m nghi m thu t toán KNN cho 90 d li u trong t p ki m tra t i k = 4

Trên t p ki m tra bao g m 90 m u d li u, k t qu d đoán cho nhóm có nhãn LTFT b ng 0

xe bình th ng đ t đ chính xác 87%, 13% k t qu nhóm này b d đoán nh m sang nhãn 1 chính xác d đoán cho nhóm có nhãn 1 th p h n v i ch θ9%, 31% k t qu c a nhóm này b d đoán nh m sang nhóm 0 K t qu d đoán cho nhóm nhãn 2 ch a chính xác, do s l ng d li u

đ c dãn nhãn này trong b d li u quá nh i v i vi c th c hi n các vòng l p c a thu t toán,

giá tr k là s đi m d li u g n nh t l y làm c n c đ xác đ nh nhóm cho d li u c n ki m tra Ta

nh n th y, b d li u v i 300 m u d li u là t ng đ i nh Do đó thu t toán s cho k t qu chính xác h n n u giá tr k nh N u s k l n s d n t i vi c đan xen các đi m d li u làm c n c phсn

l p cho d li u ki m tra d n t i đ chính xác gi m xu ng

4.ăK tălu n

Ngu n d li u v tr ng thái k thu t c a ô tô c ng nh đ ng c ô tô đang đ c c p nh t hàng ngày Vi c khai thác ngu n d li u này đ đ a ra các d đoán v tr ng thái k thu t c a ô tô là r t

c p thi t Bài báo đã s d ng thu t toán K-nearest Neighbor (KNN) là m t thu t toán phсn lo i đ n

gi n và hi u qu cho bài toán phсn lo i nhi u nhóm d li u Mô hình c a bài báo có th đ c áp

d ng trong th c ti n m t cách nhanh chóng thông qua tích h p vào ng d ng trên đi n tho i cá nhсn, có th giúp ng i đi u khi n xe có nh ng g i ý v tình tr ng k thu t c a đ ng c trên ô tô

c a h , qua đó đ m b o tính an toàn trong quá trình đi u khi n và s d ng ô tô, c ng nh giúp

ng i đi u khi n xe s m có k ho ch b o d ng cho xe c a mình

[5] Internet Resource: nhien-lieu-cua-dong-co-o-to/

http://greencar.vn/dong-co-xang/fuel-trim-la-gi-hieu-ve-su-dieu-chinh-[6] H Trevo, The Elements Of Statictical Learning Second Edition, Springer, 2018

Ngày nh n bài: 09/5/2019

Ngày nh n b n s a: 16/5/2019

Ngày duy t đ ng: 22/5/2019

NHăH NGăK TăC UăKHUNGă NăTÍNHă Nă NHă

C AăMỄYăXỎCăM TăG U

STUDYING THE EFFECT OF CHASSIS STRUCTURE TO THE STABILITY OF

THE SINGLE BUCKET EXCAVATOR

l t máв khi di chuв n, đó là m t trong các s c gсв ra các tai n n nguв hi m và chi m m t

t l khá l n khi khai thác máв T i n n x в ra do s c nàв có nhi u nguвшn nhсn nh trыnh đ ng i v n hành, ý th c ch p hành công tác an toàn lao đ ng, th c tr ng đ a hыnh

n i khai thác, tыnh tr ng k thu t và k t c u c a máв móc - thi t b ; trong đó k t c u khung máв có nh h ng r t l n đ n tъnh n đ nh c a máв Bài vi t nàв đ c p t i nh h ng c a các d ng k t c u khung máв đ n tъnh n đ nh ch ng l t c a máв xúc m t g u theo ph ng ngang khi di chuв n trшn đ ng vòng

T khóa: Máв xúc m t g u, n đ nh, k t c u khung hàn c ng, k t c u khung kh p b n l

Abstract

When exploiting, operating a single bucket excavator may occur in the event of an instability that causes the machine to overturn when moving, which is one of the incidents that cause dangerous accidents and accounts for a large proportion when operate the machine At the accident caused by this incident, there are many causes: such as the operator's level, the sense of compliance with labor safety, the reality of the terrain at the mining site, the technical status and structure of the machine - device; in which the frame structure has a great influence on the stability of the machine This article deals with the effect of the frame structure types on the excavator's anti-roll stability of a horizontal bucket when moving around the loop

Keywords: A single bucket excavator, stability, rigid welded frame structure, hinged frame structure

1.ă tăv năđ

i v i máy xúc m t g u, thông th ng làm vi c vi c nh ng đ a hình ph c t p, đ i núi, nghiêng, d c, b n bãi khai khoáng, làm vi c trên n n đ t t m, đ t y u,… Công d ng c a máy xúc là dùng đ b c đ t, đá, than… nên nó th ng ph i làm vi c trong đi u ki n đa hình ph c t p, ph t i thay đ i th ng xuyên và đ t ng t Tuy nhiên các s c , tai n n x y ra khi s d ng máy móc, thi t

b trong quá trình thi công nói chung và máy xúc m t g u r t đa d ng và chi m t l khá cao trên

t ng s tai n n lao đ ng c bi t, s c m t n đ nh gсy l t thi t b khi khai thác, v n hành máy xúc

m t g u N u k t c u máy không h p lý, không đ m b o trong quá trình khai thác, v n hành s x y

ra s c m t n đ nh gсy l t có th gсy ra nh ng tai n n r t nguy hi m đ i v i ng i và ph ng ti n thi t b Xu t phát t nh ng lí do trên, tác gi ti n hành nghiên c u các d ng k t c u khung máy nh

h ng đ n tính n đ nh c a máy xúc m t g u, đ t đó l a ch n k t c u máy cho phù h p v i th c

t khai thác nh m đ m b o an toàn cho ng i và thi t b mà v n cho hi u su t lao đ ng cao Nghiên

c u nh h ng c a k t c u khung máy đ n tính n đ nh c a máy xúc m t g u có ý ngh a quan tr ng trong vi c tính toán, l a ch n các b ph n c a h th ng truy n đ ng c a máy xúc m t g u Tuy nhiên, trong ph m vi bài báo này ch đ c p t i nh h ng c a các d ng k t c u khung máy đ n tính n đ nh ch ng l t c a máy xúc m t g u theo ph ng ngang khi di chuy n trên đ ng vòng

2.ăK tăc uăkhungăc aămáyănơngăm tăg u

các máy xúc m t g u chia ra hai lo i chính c a k t c u khung: Khung hàn c ng (khung c a máy k t c u thành m t kh i đ l p thi t b công tác máy) và khung có kh p b n l (tr ng h p này khung c a máy xúc m t g u đ c th c hi n d ng 2 bán khung: N a khung l p thi t b công tác

và n a b trí thi t b đ ng l c - đ ng c đ t trong) [1], [2], [3], [6]

Máy xúc m t g u v i k t c u khung hàn c ng

Máy xúc m t g u v i k t c u khung hàn c ng (Hình 1) đ c s d ng khá ph bi n, do kh i

l ng kim lo i nh , k t c u và ch t o đ n gi n, giá thành r lo i này, khung c a máy đ c ch

t o thành kh i c ng b ng ph ng pháp hàn, các thi t b đ c l p trên cùng m t k t c u khung này

Hình 1 Máy xúc m t g u d t i phía tr c v i khung c ng

1,4- Bánh xe c u sau, c u tr c 2- Khung máy 3- ạô l ng đi u khi n 5- G u

Máy xúc m t g u v i k t c u khung kh p b n l

Máy xúc m t g u v i khung có kh p b n l có k t c u nh (Hình 2), g m hai n a khung s 3

và η đ c liên k t v i nhau nh hai tr đ ng t o thành kh p b n l , lo i này th ng áp d ng v i máy xúc có s c nсng l n h n 2 t n

Hình 2 Máy xúc m t gàu d t i phía tr c v i khung có kh p b n l

1- g u; 2,4- c u tr c, c u sau; 3,5- n a khung tr c và n a sau; 6,7- bu ng máв

Nh có k t c u kh p b n l mà vi c xoay tr c a xe r t thu n l i, ít b c n tr b i đ a hình

ch t h p Thi t b b c d hàng không b ng cách di chuy n xe trên di n tích làm vi c, mà b ng cách quay c n 90 đ v hai phía, trên đó l p đ t thi t b c a xe K t qu đã làm gi m đáng k kích th c

di n tích làm vi c Tuy nhiên t i tr ng t ng đ i so v i tr c đ ng c a kh p n i và t l c đ y trong

su t quá trình di chuy n c a xe, đсy c ng là y u t gсy m t n đ nh c a xe

3.ă i uăki nă năđ nhăc aămáyănơngă1ăg u

Khi làm vi c, máy xúc m t g u có th x y ra tr ng h p m t n đnh gây l t máy i u ki n

đ m b o n đnh ch ng l t c a máy đ c đánh giá theo h s n đ nh kod [4], [5]:

(1) Trong đó:

Mg- mô men gi c a máy;

Ml- mô men gây l t máy;

Các mô men này l y đ i v i tr c l t c a máy

Theo quy đ nh, h s n đ nh c a máy nсng 1 g u kod > 1,15

4.1 i v i máy xúc m t g u có khung c ng

i v i tr ng h p khung c ng khi máy quay vòng (Hình 3): tr ng h p này, đ ng l t là

đ ng AB

L c ly tâm là l c gây l t máy đ c xác đnh: Flt = G.h

T s đ Hình 3 ta có: mô men gi : Mg = G.a (2)

V i a là tr ng tâm c a máy t i đ ng l t

Hình 3 S đ tính n đ nh v i khung c ng 4.2 i v i máy xúc m t g u v i khung có kh p

Ta xét tr ng h p khi máy quay vòng, có th x y ra 3 tr ng h p máy b m t n đnh gây l t

- Tr ng h p 1: Tr c l t qua 2 bánh xe AB (Hình 4A): C nh l t là c nh AB nên ta có:

Tam giác O2H2B vuông t i H2 do đó: a2<o2B = a

Tam giác O1H1A vuông t i H1 ta có: a1<o1A = a

Suy ra, mô men gi : Mg1 = G1 a1 + G2.a2< Mg (3)

- Tr ng h p 2: Tr c l t qua bánh xe A và kh p O (Hình 4B)

C nh l t là c nh AO nên ta có:

Tam giác O2H’2B vuông t i H’2 do đó: a’2<o2B = a

Tam giác O1H’1A vuông t i H’1 ta có: a’1<o1B = a

Suy ra, mô men gi : Mg’1 = G1 a’1 + G2.a’2< Mg (4)

- Tr ng h p 3: Tr c l t qua bánh xe B và kh p O (Hình 4C)

C nh l t là c nh BO nên ta có:

Tam giác O2H’’2B vuông t i H’’2 do đó: a’’2<o2B = a

Tam giác O1H’’1A vuông t i H’’1 ta có: a’’1<o1B = a

Suy ra, mô men gi : M’’g1 = G1 a’’1 + G2.a’’2< Mg (5) ánh giá các tr ng h p và t các bi u th c (2), (3), (4), (η) xét cho tr ng h p máy xúc m t

g u khi quay vòng ta th y: các giá tr mô men gi Mg1, M’g1, M’’g1 c ba tr ng h p c a máy xúc

có khung v i kh p luôn nh h n Mg c a máy xúc m t g u v i khung c ng (v i máy xúc cùng kích

* Máy xúc 1: Máy xúc có k t c u khung c ng có: tr ng l ng xe G = 5T= 50.000N

Khi đó theo (2) Mô men gi c a xe: Mg = G.a = 50.000 x 1,355 = 67.750N.m

* Máy xúc 2: Máy xúc có k t c u khung kh p b n l g m hai n a khung v i tr ng l ng hai n a:

G1= 2T= 20.000N, G2= 3T = 30.000N;

- Xét tr ng h p 1: tr c l t qua 2 bánh xe: a1= 936mm, a2 = 876mm

Theo (3) mô men gi :

Mg1 = G1 a1 + G2.a2 = (20.000 x 0,936) + (30.000 x 0,876) = 45.000 N.m < Mg

- Xét tr ng h p 2: tr c l t qua bánh xe A và kh p b n l , ta có: a1’ = 910 mm, a2’ = 730mm Theo (4) mô men gi :

Mg’1 = G1 a’1 + G2.a’2 = (20.000 x 0,910) + (30.000 x 0,730) = 40100N.m < Mg

- Xét tr ng h p 3: tr c l t qua bánh xe B và kh p b n l , ta có: a1’’ = 880 mm, a2’’ = 900mm Theo (5) mô men gi :

M’’g1 = G1 a’’1 + G2.a’’2 = (20.000 x 0,880) + (30.000 x 0,900) = 44600N.m < Mg

4 K t lu n

Theo k t qu bài toán trên cho th y:

i v i hai máy xúc m t g u có cùng thông s k thu t thì mô men gi c a c 3 tr ng h p c a máy xúc m t g u v i k t c u khung kh p Mg1, Mg1’, Mg1’’ đ u nh h n mô men gi Mg c a máy xúc

m t g u k t c u khung hàn c ng Do đó, máy xúc có k t c u khung c ng cho đ n đnh t t h n so

v i k t c u khung kh p b n l Tuy nhiên, đсy ch là m t tr ng h p nh mà v i ph m vi bài báo này tác gi đ c p đ n, trong th c t máy xúc ho t đ ng còn có nhi u tr ng h p ph c t p gây m t n

đnh c n nghiên c u tính toán c th , mà tác gi đang tri n khai trong công trình nghiên c u khoa h c

s p t i

Máy xúc m t g u có k t c u khung c ng tính n đnh c a xe s t t, song r t b t ti n cho vi c quay tr vì ph i xoay c k t c u xe, ph m vi làm vi c s b h n ch , c n ph i có không gian l n, ch phù h p v i máy có t i tr ng nh

kh c ph c tình tr ng trên ng i ta s d ng máy xúc v i k t c u khung có kh p b n l ,

kh p này s liên k t hai n a khung máy v i nhau, mang l i nhi u ti n ích cho thi t b , nh vi c quay

tr máy r t d dàng, làm vi c linh đ ng k c v i đ a hình tr t h p K t c u khung có kh p b n l

đ c s d ng h u h t cho các xe nсng có t i tr ng l n h n 2 t n Tuy nhiên vì khung xe có k t c u

b i hai n a liên k t v i nhau qua kh p nên tính n đ nh c a xe th p h n so v i k t c u khung c ng,

do v y c n có gi i pháp t ng tính n đ nh cho xe có k t c u khung kh p b n l

Tác gi đ xu t hai gi i pháp t ng tính n đ nh cho máy đó là:

- M t là khi thi t k thi t b ph i tính toán đ h th p tr ng tсm máy;

- Hai là cho kh i l ng t p trung tr c d c, t ng kh i l ng vào gi a k t c u: th nh t, khi thi t

k thi t b ph i tính toán đ h th p tr ng tсm máy vì khi h th p tr ng tсm thì cánh tay đòn l c quán tính đ n tr c l t nh đi, làm gi m mô men l t Ml, do đó h s n đnh Kod s t ng lên; th hai là cho

kh i l ng t p trung tr c d c, t ng kh i l ng vào gi a k t c u: d n tr ng l ng vào gi a là t ng cánh tay đòn mômen gi Mg, thì Kod s t ng, t ng tính n đnh cho xe

Có th t ng kh i l ng cho d m kho ng gi a 2 bánh xe tr c - sau, c ng t ng mômen gi

nh ng s t ng l c c n chuy n đ ng d n t i t ng công su t Trong c 2 bi n pháp này, có th làm

gi m tính v t qua ch ng ng i v t vì tr ng tâm máy b h th p

TÀI LI U THAM KH O

[1] Nguy n V n Y n, Bùi Minh Hi n Thi t b nсng chuв n NXB à N ng, 2017

[2] Tr n Xuсn Hi n Máв xúc th в l c NXB Khoa h cK thu t, 2014

[3] TCVN 4244-2005 Thi t b nсng - thi t k , ch t o và ki m tra k thu t Hà N i, 200η

[4] Tr ng Qu c Thành, Ph m Quang D ng Máв và thi t b nсng NXB Khoa h c K thu t, 2004

I UăKHI NăH IăTI PăPHIăTUY NăXEăHAIăBỄNHăT ăCỂNăB NGăDIăCHUY Nă

TRểNăM TăPH NGăNGHIểNG

NONLINEAR FEEDBACK CONTROL OF TWO-WHEELED SELF-BALANCING

ROBOT MOVING ON THE SLOPE

ại n C khъ, Tr ng i h c Hàng h i ại t Nam

*Email liшn h : cuonghm@vimaru.edu.vn

Tóm t t

Trong bài báo nàв, t p trung xсв d ng mô hыnh đ ng l c h c và thi t k quв lu t đi u khi n cho xe hai bánh khi di chuв n trшn m t ph ng nghiшng ại c xсв d ng ph ng trыnh đ ng l c

h c đ c th c hi n b ng ph ng pháp Lagrange Ph ng trыnh vi phсn thu đ c là c s đ thi t k quв lu t đi u khi n Các k t qu tъnh toán cho th в tъnh hi u qu c a b đi u khi n.

T khóa: ng l c h c, đi u khi n, ph ng trыnh Lagrange, h i ti p, h i ti p phi tuв n.

Abstract

This paper focuses on establishing dynamic model and control design for two-wheeled balancing car running on slope First, the motion equation of the system is obtained by using Largange II formulation The differential equations of motion of the robot play a vital role in designing controller In this paper, results demonstrate how effective controller is

self-Keywords: Dynamics, control, Lagrange, feedback, nonlinear feedback

1.ăM ăđ u

Xe hai bánh t cсn b ng, đ c s d ng r t ph bi n đ di chuy n trong m t ph m vi g n, nh trong các phсn x ng nhà máy, trong siêu th hay trong các khu du l ch ngh d ng, T khi phát minh,

lo i xe này đã đ c nhi u nhà khoa h c quan tсm Vi c nghiên c u v đ ng l c h c và thi t k quy lu t

đi u khi n cho xe đã đ c đ c p trong r t nhi u các công trình [2, 3, 4, η, θ, 7], tuy nhiên trong ph n

l n các công trình đã công b , ch y u t p trung vào vi c nghiên c u khi xe di chuy n trên m t ph ng ngang, còn v i vi c xe di chuy n trên m t ph ng nghiêng còn ít đ c đ c p đ n

Trong bài báo này, nghiên c u thi t l p ph ng trình đ ng l c h c khi xe di chuy n trên m t

ph ng nghiêng và thi t k quy lu t đi u khi n h i ti p d a trên ph ng trình vi phсn phi tuy n nh m

m c tiêu bánh xe chuy n đ ng đ u mà thсn xe không b m t n đ nh

Mô hình c h c c a xe hai bánh ki u con l c ng c đ c cho nh trên Hình 1, trong đó bánh

xe đ c xem là v t r n đ ng ch t có kh i l ng m1, bán kính r, mô men quán tính c a bánh xe đ i

v i kh i tсm O c a nó là J1, ch u tác d ng c a ng u l c Mdk do đ ng c g n trên thсn xe gсy ra Thсn xe là v t r n có kh i l ng m2, mô men quán tính c a thсn xe đ i v i kh i tсm C c a nó là J2,

t a đ c a kh i tсm C đ i v i h tr c Oxy là (xC = a, yC = b) G i Ml là ng u l c ma sát c n l n gi a bánh xe và m t đ ng, MO là ng u l c c n do ma sát t i các tr c Khi di chuy n trên m t ph ng nghiêng, h có hai b c t do G i q = [, ]Tlà véct t a đ suy r ng c a xe, là góc quay c a bánh

xe, là góc nghiêng c a thсn xe so v i ph ng th ng đ ng

Hình 1 Mô hình c h c c a xe hai bánh ki u con l c ng c

Áp d ng ph ng trình Lagrange lo i II [1, 2], ta thu đ c h ph ng trình vi phсn mô t chuy n đ ng c a xe hai bánh d ng con l c ng c có d ng nh sau:

D a trên h ph ng trình (1), ta đi thi t k quy lu t đi u khi n đ i v i xe nh m đ t đ c m c tiêu, xe di chuy n lên d c v i v n t c không đ i và góc nghiêng  = 0

3.ăThi tăk ăquyălu tăđi uăkhi n

e e e , theo ph ng pháp ph n h i tuy n tính hóa, ta có:

Sau đсy, s ch ng minh r ng v i tín hi u đi u khi n (10) h th ng s n đ nh

Ta d th y h (7) là h tuy ntính nên nghi m c a nó có d ng:

          

1[h C h C h C C( h ) (C C h )( K ep K ed )]

4.ăCácăk tăqu ămôăph ng

tính toán s , giá tr các tham s c a h đ c cho nh sau: g = 9,81(m/s2); m1 = 0,51(kg); J1 = 5,1.10-4(kg.m2); r = 0,062(m); m2 = 9,01(kg); J2 = 0,228(kg.m2); a = 0(m); b = 0,7(m);  = 150; d = 1,3920; Kp = 10; Kd = 5

V i các s li u cho nh trên sau khi tính toán, ta đ c m t s k t qu mô ph ng cho trên các Hình 2, 3, 4, η, θ, 7 T Hình 2, 3, 4, ta th y khi xe di chuy n trên m t ph ng n m ngang ta có th

đi u khi n đ xe chuy n đ ng v i v n t c không đ i và thсn xe n đ nh v trí th ng đ ng ( = 0)

Nh ng khi xe di chuy n trên m t ph ng nghiêng, t các Hình η, θ, 7, ta th y, mu n v n t c c a xe không đ i thì thсn xe ph i nghiêng m t góc d = 1,390

Trong bài báo này, đã nghiên c u đ ng l c h c và thi t k quy lu t đi u khi n cho xe hai bánh

ki u con l c ng c di chuy n trên m t ph ng nghiêng T các k t qu tính toán cho th y, xe ho t đ ng

n đ nh v i quy lu t đi u khi n đã đ a ra, tuy nhiên, đ xe di chuy n v i v n t c không đ i trên m t

ph ng nghiêng thì thсn xe ph i nghiêng m t góc d không đ i nào đó, tùy thu c vào k t c u thсn xe

TÀIăLI UăTHAMăKH O

[1] Nguy n V n Khang, “ ng l c h c h nhi u v t”, NXB Khoa h c và K thu t, 2007

[2] Nguy n Quang Hoàng, “Thi t k đi u khi n tr t cho robot di đ ng ki u con l c ng c t cсn

b ng”, Tuy n t p công trình khoa h c H i ngh C h c toàn qu c 4.2009, tr 272-281, 2009 [3] Nguy n V n S n, “Xсв d ng mô hыnh con l c ng c d ng quaв trшn SImulink c a MATLAB”,

T p chí i h c Th D u M t, s θ (2η) - 2015, tr 48-56, 2015

[4] Robert Grepl, “Balancing Wheeled Robot: Effective Modelling Sensory Processing and Simplidied Control”, Engineering MECHANICS, Vol 1θ, 2009, No 2, pp.141-154, 2009 [5] Modestus Oliver Asali, Ferry Hadary, Bomo Wiboаo Sanjaya, “Modeling, Simulation, and Optimal Control for Two-Wheeled Self-Balancing Robot”, International Journal of Electrical Computer Engineering, Vol 7, No 4, August 2017, pp 2008-2017, 2017

[6] Hau-Shiue Juang and Kai-Yeа Lum, “Design and Control of a Two-Wheel Self-Balancing Robot using the Arduino Microcontroller Board”, 2013 10th IEEE International Conference on Control and Automation, Hangzhou, China, June 12-14, 2013, pp 634-639, 2013

[7] A N K Nasir, M A Ahmad, R M T Raja Ismail, “The Control of a Highly Nonlinear Wheels Balancing Robot: A Comparative Assessment between LQR and PID-PID Control Schemes”, International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, Vol 4, No10,

Two-2010, pp 942-947, 2010

Ngày nh n bài: 23/4/2019

Ngày nh n b n s a: 14/5/2019

Ngày duy t đ ng: 20/5/2019

NGHIểNăC Uă ăB NăC AăTÀUăCỄă

B NGăVI CăS ăD NGăSOLIDWORKSăSIMULATION

A STUDY OF STRENGTH OF FISHING VESSEL

BY USING SOLIDWORKS SIMULATION

ÀMăV NăTỐNG

NCS Khoa óng tàu và Công ngh đ i d ng,

Tr ng i h c T ng h p Liшn bang ại n ông, LB Nga

Email liшn h : damvantung@mail.ru

Tóm t t

ại c s d ng và áp d ng các h th ng t đ ng k t h p v i các ch ng trыnh phсn tъch k thu t vào trong quá trыnh thi t k là m t trong nh ng cách nh m rút ng n th i gian thi t k ,

ti t ki m chi phъ s n xu t và nсng cao ch t l ng s n ph m t o ra Trong đó, các ph ng pháp s cho phцp chúng ta: đánh giá toàn b đ b n k t c u c a s n ph m; xác đ nh các thành ph n c a k t c u làm gi m đ an toàn ho t đ ng c a s n ph m; th c hi n nh ng thaв

đ i c n thi t đ đ t đ c k t c u v i đ b n theo вшu c u c ng nh là t i u hóa k t c u

c a s n ph m.Trong bài vi t nàв, tác gi đу th c hi n m t nghiшn c u v tr ng thái ng su t

- bi n d ng c a k t c u thсn tàu cá v thцp (project 70133) b ng vi c s d ng Solidworks

Simulation

T khóa: Tàu cá, đ b n c a k t c u thсn tàu, tr ng thái ng su t-bi n d ng, phсn tъch k thu t,

mô hình 3D

Abstract

One of the ways to reduce the design time, economize to produce and improve the quality

of the product is the utilization and application automated systems and engineering analysis

In which, numerical methods allow us to: assess the structural strength of the product; determine which structural elements of structure will reduce the operational reliability of the product; make the necessary changes to achieve the structure with the required strength as well as the structural optimization of the product In this study, by using Solidworks Simulation, a study of stress-deformation state of the hull structure of fishing vessel (project 70133) was carried out

Keywords: Fishing vessel, strength of hull structures, stress-deformation state, engineering

analysis, 3D models

1.ă tăv năđ

Trong quá trình thi t k s n ph m k thu t thì các thành ph n k t c u c a s n ph m ph i đ c

ki m đ nh thông qua giai đo n phсn tích k thu t nh m đ m b o v đ b n, tính công ngh và các tính

ch t khác d i s tác đ ng c a c và nhi t d a theo các tiêu chu n liên quan đ n ch s ch t l ng s n

ph m Phсn tích k thu t đ c th c hi n b ng cách s d ng các ch ng trình thu c h th ng CAE (Computer-Aided engineering) k t h p v i các ng d ng chu n b d li u và tính toán các ph ng án

nh m t o đi u ki n cho s l a ch n t i u nh t v hi u qu c a k t c u s n ph m [1]

Solidаorks Simulation là m t h th ng phсn tích thi t k k thu t đ y đ , cung c p m t gi i pháp toàn di n cho các ki u phсn tích v ng su t - bi n d ng Solidаorks simulation rút ng n th i gian t o ra s n ph m và công s c trong vi c tìm ki m gi i pháp t i u Trong k thu t đóng tàu, Solidаorks Simulation cho phép th c hi n phсn tích đ b n ngang, xác đ nh tr ng thái ng su t -

bi n d ng và gi i quy t bài toán t i u hóa v đ b n c a k t c u thсn tàu D a trên nh ng tiêu chu n theo ng su t cho phép chúng ta có th tránh đ c nh ng phá h y do ng su t l n c ng

nh ti t ki m đ c nguyên li u t i nh ng v trí có ng su t nh

B i v y, trong bài vi t này Solidаorks simulation đ c đ xu t s d ng cho vi c xác đ nh

tr ng thái ng su t - bi n d ng c a k t c u thсn tàu cá (project 70133) t i khu v c khoang hàng

2.ăThi tăl pămôăhình

Tàu có h th ng ngang v i kho ng s n là η40mm S n th ng và xà ngang boong th ng

đ c làm t thép m H m hàng c a tàu đ c chia làm 3 khoang theo chi u r ng v i 2 vách d c Các vách d c và vách ngang đ c gia c ng b i các n p đ ng Khoang hàng có chi u dài l5,94m V t

li u đóng tàu là thép c p A có giá tr gi i h n ch y d o ReH=235MPa

Mô hình 3D c a tàu đ c xсy d ng d a vào b n v k t c u và b n v b trí chung c a tàu

cá v thép 70133 và đ c tham s hóa các kích th c nh m ph c v cho bài toán t i u hóa sau này [2]

Hình 1 K t c u m t c t ngang tàu cá 70133

Hình 2 Mô hình 3D thân tàu t i khu v c h m hàng

Solidаorks Simulation cung c p kh n ng đánh giá đ b n c a k t c u d a trên nh ng tiêu chí v đ b n đ i v i v t li u d o (kim lo i ch u u n) Giá tr ng su t c a k t c u đ c tính theo tiêu chu n Von Mises ( ng su t Von Mises) Theo đó, v t li u s b phá h y t i v trí mà đó ng

su t Von Mises v t quá gi i h n ch y ( ng su t cho phép) [3] Trong bài nghiên c u này, ng su t cho phép đ c s d ng là giá tr gi i h n ch y d o c a v t li u đóng tàu (ReH=235MPa)

T iătr ng:ăT i tr ng tác d ng lên đáy tàu và m n tàu đ c xác đ nh theo M c 1.3.2.1 thu c

đ ng ki m RS (Russian maritime register of shipping) [4]

Theo m c 3.7.3.2 thu c đ ng ki m RS [4], t i tr ng tác d ng lên boong tàu cá đ c xác đ nh theo công th c (1)

Trong đó: G - kh i l ng c a các thi t b trên boong (c n c u, t i, dсy, l i ), T;

m - kh i l ng hàng hóa trên boong sau 1 l n kéo l i, T;

n

P d h 10,250 1,1 11,275kPa - áp su t n c bi n tác d ng lên boong trong

tr ng h p bão gió (h - chi u cao thành tàu, m)

Hình 3 S đ t i tr ng tác d ng lên v tàu

i u ki n biên: K t c u c a thсn tàu đ c t o ra b i liên k t ch t ch gi a v tàu và h th ng khung d m nh m đ m b o đ b n, tính n đ nh và đ an toàn c a thсn tàu d i tác d ng c a ngo i

l c [η] Mô hình thсn tàu trong bài nghiên c u này đ c tính toán v i s đ d m: chi u dài ch có

m t n a m n trái, đ c gán liên k t đ i x ng t i m t ph ng đ i x ng c a boong tàu và liên k t ngàm

t i m t ph ng đ i x ng thu c v trí s ng chính đáy c a tàu

Hình 4 S đ đi u ki n biên c a thân tàu

L i:Chia l i là b c quan tr ng trong vi c phсn tích đ b n k t c u Th i gian tính toán

và đ chính xác c a nghiên c u ph thu c vào kích th c và các tùy ch n c a vi c chia l i Trong bài nghiên c u này l i đ c chia d a trên đ cong (curvature - based mesh) L i và các thông

Hình 6 th phân b ng su t và v trí xu t hi n ng su t c c đ i c a thân tàu

Hình 7 th phân b ng su t theo đ cao

c a s n tàu (FR 27) Hình 8 th phân b chuy n v c a thân tàu d i tác d ng c a ngo i l c

4.ăK tălu n

Thông qua k t qu c a bài nghiên c u cho th y, d i tác d ng c a các t i tr ng đ c quy

đ nh theo đ ng ki m thì đ b n c a k t c u thсn tàu đ c đ m b o v i h s an toàn nh n đ c là



k 1,2

T k t qu nh n đ c, đã đ a ra m t đ xu t cho vi c gi i quy t bài toán t i u hóa v đ

b n c a k t c u thсn tàu nh m gi m kh i l ng k t c u thсn tàu và chi phí đóng tàu xu t này

s đ c tác gi t p trung nghiên c u và b sung trong th i gian t i

T nh ng hình nh và s li u c a bài nghiên c u ( ng su t, chuy n v ) đã cho th y đ c

nh ng u đi m c a vi c áp d ng Solidаorks Simulation vào trong các giai đo n đ u c a quá trình phсn tích k thu t và thi t k tàu th y

TÀIăLI UăTHAMăKH O

[1] Bugaev V.G CAD/CAM/CAE-system Computer-aided design of ships/Tutorial - Vladivostok, Publishing house FESTU, pp 48-276, 2008

[2] Fishing vessel Project 70133, Poseidon-Zvezda Co.,Ltd, Vladivostok

[3] Bugaev V.G., Van Tung D., Domashevskaya Y.R Research the strength of the decking overlap of the fishing vessel for Vietnam Lecture Notes in Mechanical Engineering, PartF3,

NGHIểNăC Uă NHăH NGăC AăNHI Tă ,ăBỄNăKÍNHăCHÀYă

VÀăL CăCH NăPHỌIă NăL CăT OăHỊNHăKHIăU NăCHIăTI TăHỊNHăCH ăUă

STUDY ON THE EFFECTS OF TEMPERATURE, PUNCH RADIUS AND BLANK HOLDER FORCE ON FORMING FORCE DURING U-BENDING SS400 STEEL

PLATE BY FINITE ELEMENT METHOD

1Tr ng i h c Bách khoa Hà N i, S 1, i C ại t, Hai Bà Tr ng, Hà N i

r ng rуi đ t o hыnh các chi ti t làm t t m kim lo i nh : công nghi p hàng không, đóng tàu,

ô tô, Khi bi n d ng t o hыnh u n t m kim lo i, l c t o hыnh là thông s r t quan tr ng c n

đ c xác đ nh đ đ m b o kh n ng đ t i c a thi t b gia công Giá tr l c nàв s thaв đ i tùв theo đi u ki n gia công khác nhau, d ng chi ti t khác nhau, v t li u đ c dùng đ gia công, Bài báo nàв nghiшn c u nh h ng c a nhi t đ nung phôi, bán kъnh chàв u n và

l c ch n phôi đ n l c u n khi t o hыnh ch U cho v t li u thцp t m SS400 b ng ph ng pháp ph n t h u h n.

T khóa: Nhi t đ nung phôi, thцp t m SS400, Taguchi, gia công bi n d ng u n

Abstract

Sheet metal forming process is a basic deformation method in the mechanical field In particular, bending deformation processing is a universal processing method which is widely used to form sheet metal parts such as aviation industry, shipbuilding, automotive and so on During sheet metal bending process, the forming force is a very important output parameter that needs to be determined to ensure the load capacity of a machining equipment This forming force magnitude will vary according to machining conditions, Geometric shapes of products, sheet materials, etc This study examines the influence of technological and geometric parameters such as: workpiece temperature, punch radius and blankholder force

to bending force when forming U-shape of SS400 sheet material

Keywords: Workpiece temperatureb SS400 steel sheet, Taguchi, bending process

Vi c xác đ nh đ c m t b các thông s công ngh phù h p là h t s c c n thi t, nó có th giúp cho nhà s n xu t ti t ki m t i đa đ c chi phí s n xu t mà v n đem l i hi u qu kinh t cao xác đ nh

đ c nh h ng c a các thông s công ngh đó, hi n nay nhi u nghiên c u đã áp d ng ph ng pháp Taguchi [3], [4], [η] và đã đem l i hi u qu r t t t

Trong nghiên c u này, ph ng pháp quy ho ch Taguchi đã đ c s d ng nh m kh o sát

nh h ng c a các thông s công ngh nh : Nhi t đ nung phôi, bán kính chày u n và l c ch n phôi đ n l c t o hình khi u n chi ti t hình ch U làm t thép t m SS400 V i m c đích chính là gi m

l c t o hình khi u n, nghiên c u này s d ng ph n m m Abaqus đ mô ph ng các thí nghi m u n theo ba c p đ cho m i y u t thông qua m ng tr c giao Taguchi L9 (3 ^ 3)[θ]

2.ăV tăli uăvàămôăhìnhăv tăli u

2.1 Thi t l p thí nghi m c b n

Thí nghi m này xác đ nh các h s c b n trong mô hình v t li u Voce’s [9] đ làm đ u vào cho thí nghi m mô ph ng xác đ nh l c u n t o hình V t li u đ c s d ng cho nghiên c u này là thép t m SS400, theo tiêu chu n JISG 3101[7] có thành ph n hóa h c nh B ng 1

B ng 1 Thành ph n hóa h c thép SS400

0,19-0,21 0,05-0,17 0,4-0,6 0,04 0,05 ≤0,3