báo cáo thực hành môn học kỹ thuật đo và thử tàu

M c đích ục đích Giúp sinh viên nắm được: - Lý thuyết và phương pháp xác định tọa độ trọng tâm và moomen quán tính của mô hình.. - Kĩ năng xác định tọa độ trọng tâm và mô men quán tính

M c l c ục lục ục lục

1 Giới thiệu chung 1

2 Nội dung thử 8

2.1 Cân bằng và xác định trọng tâm mô hình 8

2.1.1 Mục đích 8

2.1.2 Thiết bị phục vụ bài thử 8

2.1.3 Nội dung bài thử 8

2.2 Kiểm tra ổn định mô hình 12

2.2.1 Mục đích 12

2.2.2 Thiết bị phục vụ bài thử 12

2.2.3 Nội dung bài thử 12

2.3 Chế tạo mô hình 19

2.3.1 Mục đích 19

2.3.2 Thiết bị phục vụ bài thử 19

2.3.3 Quy trình chế tạo mô hình 19

1 Gi i thi u chung ới thiệu chung ệu chung

Phần một: Giới thiệu bể thử

M

ặt bằng bể thử

K

ích thước của bể:

Thanh ray

Cửa

Phần hai: Giới thiệu về thiết bị

1 Hệ thống tạo sóng của bể thử

2 Phần mềm tạo sóng

3 Hộp chuyển đổi tín hiệu

4 Bộ khử sóng

5 Card chuyển đổi tín hiệu

6 Hệ thống camera theo dõi chuyển động của mô hình

7 Máy vi tính

8 Thiết bị cân bằng mô hình

4 Bộ khử sóng

1 Phần mềm nhận và xử lý dữ liệu

2 Hộp chuyển dữ liệu

3 Hệ thống điều khiển và thu nhận dữ liệu

4 Ổn áp

5 Dụng cụ đo cho bài thử chong chóng làm việc độc lập

6 Thiết bị đo của bài thử chong chóng làm việc sau thân tàu

7 Hệ thống đo chuyển động của tàu

8 Thiết bị đo ổn định

9 Máy phay mô hình

10 Thiết bị đo dòng theo

11 Thiết bị đo lưu tốc

12 Thiết bị đo chiều cao sóng

13 Máy scan 3 chiều

14 Xe kéo

15 Ray xe kéo

16 Motor điện cho xe kéo

17 Thiết bị cho bài thử sức cản

18 Thiết bị giữ hướng

19 Máy đo độ nhám bề mặt

8 Thiết bị cân bằng mô hình

4 Ổn áp

8 Thiết bị đo ổn định

12 Thiết bị đo chiều cao sóng

16 Motor điện cho xe kéo

19 Máy đo độ nhám bề mặt

2 N i dung th ội dung thử ử

2.1 Cân b ng và xác đ nh tr ng tâm mô hình ằng và xác định trọng tâm mô hình ịnh trọng tâm mô hình ọng tâm mô hình

2.1.1 M c đích ục đích

Giúp sinh viên nắm được:

- Lý thuyết và phương pháp xác định tọa độ trọng tâm và moomen quán tính của mô hình

- Kĩ năng xác định tọa độ trọng tâm và mô men quán tính của mô hình bằng phương pháp đo chu kỳ dao động

2.1.2 Thi t b ph c v bài th ết bị phục vụ bài thử ị phục vụ bài thử ục đích ục đích ử

- Mô hình tàu thủy

- Thiết bị cân bằng mô hình

- Máy đếm chu kỳ lắc của thiết bị cân bằng

- Li vô điện tử

- Các vật nặng 2kg, 5kg

- Thước đo chiều dài

2.1.3 N i dung bài th ội dung bài thử ử

a Xác định trọng tâm mô hình

* Tính H vo

- Tiến hành thử

Với hệ không có mô hình, dựa vào vật lắc đã biết( mv) , đặt cách chốt lắc dọc một khoảng L theo phương X Đo góc nghiêng α, thực hiện nhiều lần phép đo khi đặt nhiều lần mv ở các vị trí khác nhau dọc theo trục X

Công thức tính Hv0:

0

0

v

Lm Hv

m



 Trong đó:

Hv0_khoảng cách giữa chốt và các VCG0 (bàn, thiết bị định vị, giá kẹp, tay quay), m

L_khoảng cách từ vật nặng đến chốt lắc dọc, m

mv_khối lượng vật nặng, kg

m0_khối lượng hệ không có mô hình, kg

_góc nghiêng, rad

- Kết quả

m o = 53,17 kg

m m= 3,35 kg

m v = 1,16 kg

m T = 56,52 kg

Bảng 1: Kết quả đo Hvo

ST

T

Vậy (H vo)tb = 3,905.10-3 m

* Tính H vT

- Tiến hành thử

Đặt mô hình lên khung sao cho mặt phẳng sườn giữa của mô hình đi qua điểm chốt quay của khung cân bằng, lặp lại các phép đo như phần 3.3 để tìm HvT( khoảng cách từ chốt đến trọng tâm khung + mô hình

- Kết quả

m o = 53,17 kg

m m= 3,35 kg

m v = 1,16 kg

m T = 56,52 kg

T

T

Lmv Hv

m



 Trong đó:

HvT_khoảng cách từ chốt đến trọng tâm khung + mô hình, m

mv_khối lượng vật nặng, kg

mT_khối lượng khung và tàu mô hình

Bảng 2: Kết quả đo HvT

Vậy (H vT)tb = 4,1.10-3 m

* Tính H vM, VCG

Khi biết các khoảng cách Hv T và Hv o ta có thể tính được Hv m (khoảng cách thẳng đứng từ chốt tới trọng tâm mô hình) bằng công thức:

56,52.4,1.10 53,17.3,905.10

0,007 3,35

m

m

Hv

m

Vậy Hvm = 0,007 m

b Xác định mô men quán tính mô hình

* Tính I o

- Tiến hành thử

Khi mô hình không đặt trên bàn lắc, ghi lại thời gian thực hiện một số dao động nhất định của hệ

Để kết quả chính xác cần phải đo lại nhiều lần và lất trung bình Tần số dao động f0 có thể xác định được bằng cách lấy số dao động chia cho thời gian dao động

Công thức xác định mô men quán tính của bàn định vị và các khối lượng kèm theo tương đối với chốt

- Kết quả

m o = 53,17 kg

g = 9,81 m/s2

H vo= 3,905.10-3 m

2 2

4

o

o

m gHv I

f





Trong đó:

m0_khối lượng hệ không có mô hình, kg

g_gia tốc trọng trường, m/s2

f0_tần số dao động, vòng/s

Bảng 3: Kết quả đo Io

Vậy (Io)tb = 0.083 kg.m2

* Tính I T

- Tiến hành thử

Lặp lại các bước như phần tính I0 cho hệ khi mô hình được gắn vào, ta sẽ xác định được IT

- Kết quả

m T = 56,52 kg

g = 9,81m/s2

H vT= 4,1.10-3 m

4

T

T

m gHv I

f



 Trong đó:

mT_khối lượng tàu mô hình, kg

fT_tần số dao động khi có mô hình, vòng/s

g_gia tốc trọng trường, Hz

Bảng 4: Kết quả đo IT

ST T

Vậy (IT)tb= 0,088 kg.m2

* Tính I m

0.088 0,083 0.005

2.2 Ki m tra n đ nh mô hình ểm tra ổn định mô hình ổn định mô hình ịnh trọng tâm mô hình

2.2.1 M c đích ục đích

Giúp sinh viên nắm được:

-Lý thuyết và phương pháp xác định ổn định của tàu

-Kĩ năng thực hiện bài thử đo ổn định của tàu

-Làm quen với thực tế thử tàu

2.2.2 Thi t b ph c v bài th ết bị phục vụ bài thử ị phục vụ bài thử ục đích ục đích ử

- Mô hình tàu thủy

- Thiết bị đo ổn định

- Hệ thống tạo song của bể thử

- Phần mềm tạo song

- Hộp chuyển đổi tín hiệu

- Bộ khử sóng

- Card chuyển đổi tín hiệu

- Phần mềm nhận và xử lý dữ liệu

- Hộp chuyển dữ liệu

- Hệ thống điều khiển và thu nhận dữ liệu

- Xe kéo

- Ray xe kéo

- Mô tô điện cho xe kéo

- Thiết bị giữ hướng

2.2.3 N i dung bài th ội dung bài thử ử

* Tiến hành thử

2.2.3.1 Xác định trạng thái tải trọng của mô hình

Trước khi thử để kiểm tra ổn định, mô hình phải được xác định tọa độ trọng tâm và tư thế 2.2.3.2 Cài đặt thiết bị

_Đặt một góc nghiêng cố đinh

Trong quá trình cài đặt phải đảm bảo xe kéo cố định, bảo đảm an toàn cho người điều chỉnh,

và việc điều chỉnh sẽ không làm căng các cáp, quá tải bộ phận đo hay mô hình

Lắp cần với đầu trục vuông.Quay cần để tạo một góc nghiêng cho mô hình

_Đặt một góc chúi cố định

Xoay đai ốc để điều chỉnh góc chúi, siết chặt đai ốc hãm khi thiết lập

2.2.3.3 Trình tự thực hiện

_Bật công tắc điện

Hình 2 Vị trí công tắc _Kiểm tra dây phanh khẩn cấp

Hình 3 Vị trí phanh _Khởi động máy tính xách tay

Hình 4 Máy tính phục vụ cho việc đo _Khởi động phần mềm autotest IV

_ Chọn Test Group trên thanh chức năng Chọn bài thử V110E- bài thử đo ổn định mô hình

_Vào Test Difinition -> Sequences

_ Vào Run Test trên thanh chức năng

Chọn Compile-> Exit-> Start

2.2.3.3 Kết quả

Sau khi đã thử xong, để nhận được giá trí đo ổn định ta vào Data Analysis-> View Test Data 2.2.3.4 Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh động

Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh động dựa vào số liệu thu được từ mô hình với thiết bị kiểm tra ổn định V110E

2.2.3.5 Thiết lập mô men nghiêng

Sử dụng vật nặng để tạo mô men nghiêng ban đầu trong quá trình thử

Tạo góc nghiêng cho mô hình bằng thiết bị đo ổn định V110E

Đo góc nghiêng

Góc nghiêng được đọc qua kết quả của bài thử

2.2.3.6 Xác định tay đòn ổn định tĩnh

Xác định cánh tay đòn ổn định thông qua công thức:

Mh = D.Lhf

Lhf = Mh/D

* Kết quả

Bảng 5 Kết quả đo ổn định khi mô hình nghiêng thuần túy

Bảng 6 Kết quả đo ổn định khi mô hình chúi thuần túy

1 8 0,722 9 0,080

Vẽ đồ thị ổn định tĩnh với khối lượng mô hình thử m m = 9 kg

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

LhfN

LhfN

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0 0.05

0.1

LhfC

LhfC

2.3 Ch t o mô hình ế tạo mô hình ạo mô hình

2.3.1 M c đích ục đích

Giúp sinh viên nắm được:

_Lý thuyết và phương pháp chế tạo mô hình

_Kỹ năng thực hiện bài thử chế tạo mô hình

2.3.2 Thi t b ph c v bài th ết bị phục vụ bài thử ị phục vụ bài thử ục đích ục đích ử

_Máy nén khí

_Súng phun

_Máy mài góc

_Máy khoan

_Máy cưa

_Các dụng cụ: chổi, con lăn, xô,ca đựng, thước , dao, kéo, giấy giáp,…

2.3.3 Quy trình ch t o mô hình ết bị phục vụ bài thử ạo mô hình

Bước 1: Chuẩn bị tài liệu, hồ sơ, dụng cụ, máy móc

Máy móc, thiết bị: Máy nén khí, súng phun, máy mài góc, máy khoan, máy cưa

Dụng cụ: Chổi quét, con lăn, các loại xô, ca đựng, thước, eke, dao, kéo

Bước 2 Chế tạo, gia công bệ khuôn

Phóng dạng sườn theo tỉ lệ 1:1

Chế tạo dưỡng mẫu

Tạo mặt phẳng chuẩn

Dựng sườn, kiểm tra và cố định các sườn

Yêu cầu:

- Đảm bảo kích thước của sườn

- Đảm bảo khoảng cách và vị trí các sườn (dùng livo,căng dây kiểm tra)

Bước 3: Chế tạo khuôn đực

3.1.Tạo bề mặt khuôn

- Dùng gỗ dán phủ kín bề mặt khuôn

3.2.Bả matit tạo nền cho lớp vải lót

- Làm sạch khuôn, sử dụng bả matit phủ kín các chỗ giáp nối.

3.3.Trải vải lót

3.4 Bả lần cuối và kiểm tra tuyến hình

định độ chính xác của khuôn và sản phẩm sau này

3.5 Phun gelcoat cho khuôn đực

Yêu cầu:

3.6 Đánh bóng khuôn đực

Sử dụng lần lượt các loại giấy nhám từ 400 đến 1500 để đánh bóng khuôn đạt độ bóng yêu cầu

Bước 4 Chế tạo khuôn cái

Sau khi làm sạch khuôn đực, ta tiến hành đánh các lớp hóa chất làm sạch, làm nhẵn, chống dính cho khuôn

Chuẩn bị lượng vải thủy tinh, gelcoat, polyester và chất xúc tác cần thiết với tỉ lệ phù hợp Phun gelcoat ( yêu cầu tương tự như đối với gelcoat khuôn đực)

Lần lượt trải các lớp vải ( từ 5-7 lớp) để đạt chiều dày yêu cầu.Sử dụng con lăn ép các lớp vải thủy tinh sát bề mặt khuôn, tránh tạo thành bọt khí

Sau 10-12 h dùng palang tách khuôn cái ra khỏi khuôn đực Đối với các khuôn lớn cần chế tạo bệ khuôn để chống biến dạng cho sản phẩm

Dùng giấy nhám độ nhám 1500 đánh bóng mặt trong của khuôn cái

Bước 5: Đúc sản phẩm

Bước 6: Gắn các kết cấu gia cường

Bước 7: Tách khuôn và hoàn thiện sản phẩm