Nghiên cứu động lực học đường cáp vận chuyển trái thanh long ở vùng Tây Nam Bộ

Nhận xét :

Qua khảo sát các hàm hồi quy, các thông số về lực căng ngang H và độ dài nhịp cáp để cho độ vòng (f) của đường cáp và biên độ dao động (a) của giỏ đựng trái thanh long đạt giá trị nhỏ nhất là: H = 5 kN và = 20 m. Đây là giá trị lớn nhất của lực căng ngang H và giá trị nhỏ nhất của được xét trong miền thực nghiệm, kết quả này đều phù hợp với thực tế.

Kết luận chương 4

Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm thu được, luận án rút ra một số kết luận sau:

1. Đã xây dựng được phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xác định một số thông số động lực học đường cáp, đã lựa chọn được thiết bị đo, cảm biến đo, phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm.

2. Đã tiến hành tổ chức thí nghiệm xác định được lực căng đường cáp, độ vòng và biên độ dao động cực đại của giỏ đựng trái thanh long.

3. Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố, đã xác định được hàm hồi quy mô tả sự phụ thuộc của độ vòng lớn nhất, biên độ dao động của giỏ đựng trái thanh long khi thay đổi lực căng dây cáp và chiều dài nhịp. Các hàm hồi quy đều ở dạng đa thức bậc 2.

4. Kiểm chứng các giá trị của độ vòng của đường cáp và biên độ dao động của giỏ đựng trái thanh long phụ thuộc vào lực căng ngang H và chiều dài nhịp , được tính theo các hàm hồi quy thực nghiệm và giá trị được tính theo công thức lý thuyết. Các giá trị này sai khác nhau trên dưới 10 %. Điều đó chứng tỏ các mô hình tính toán theo lý thuyết phù hợp với thực tế có độ tin cậy, tức là giả thiết về dây không dãn và tải trọng phân bố theo phương nằm ngang thay vì phân bố theo dây cáp là có cơ sở và chấp nhận được.

5. Bằng nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố, luận án xác định được một số thông số hợp lý của đường cáp vận chuyển trái thanh long bao gồm: Chiều dài nhịp hợp lý nhất = 20 m và lực căng ngang hợp lý nhất H= 5000N, loại cáp thép mạ kẽm 6 tao 12 sơi, đường kính cáp 6mm, khi đó độ vòng tại điểm giữa nhịp là 21,5 cm và biên độ dao động ngang cực đại của giỏ tại giữa nhịp là 16,1 cm với dây treo giỏ r = 30 cm.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 196 trang tài liệu này.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Trên cơ sở của những nghiên cứu lý thuyết, và thực nghiệm về động lực học của đường cáp vận chuyển trái thanh long, luận án đã đạt được một số kết quả sau:

1. Bằng các phương pháp nghiên cứu trong lý thuyết động lực học dây mềm, luận án đã xây dựng được mô hình, thiết lập công thức tính toán độ vòng của đường cáp (f), lực căng ngang (H), chiều dài của dây cáp (L), phản lực lên các gối đỡ (R) của đường cáp vận chuyển trái thanh long trong các trường hợp dây cáp có tính đến độ dãn và không tính đến độ dãn, độ cao hai giối đỡ bằng nhau và có có độ chênh cao. Từ kết quả này là cơ sở để tính toán các thông số cơ học của đường cáp, động lực học của các giỏ đựng trái thanh long khi di chuyển trên hệ thống cáp và cũng là cơ sở để tính toán công suất tiêu thụ khi vận hành đường cáp.

2. Luận án đã xây dựng được mô hình động lực học, thiết lập được hệ phương trình vi phân chuyển động của giỏ đựng trái thanh long khi di chuyển trên nhịp cáp và tại khu vực cáp chuyển hướng. Đã tiến hành khảo sát một số thông số ảnh hưởng đến độ vòng của dây cáp, biên độ dao động và tần số cộng hưởng của giỏ đựng trái thanh long, kết quả khảo sát đã xác định được chiều dài nhịp = 20 30m, lực căng ngang H=3500 5000N, đã xác định được vùng cộng hưởng fz=5,3 6,5, đã đề xuất giải pháp hạn chế dao động và tránh cộng hưởng của giỏ đựng trái thanh long.

3. Luận án đã thiết lập được công thức tính toán công suất tiêu thụ khi vận hành đường cáp vận chuyển trái thanh long, đã tiến hành khảo sát công suất tiêu thụ của đường cáp. Từ kết quả khảo sát đã tính toán được công suất động cơ điện hợp lý cho đường cáp 236 – 315 W, kết quả khảo sát trên là cơ sở cho việc tính toán thiết kế động lực cho đường cáp vận chuyển trái thanh long cũng như vận chuyển các sản phẩm nông sản khác.

4. Luận án đã xây dựng được mô hình nghiên cứu thực nghiệm động lực học của đường cáp vận chuyển trái thanh long, đã xác định được một số thông số phục vụ cho bài toán khảo sát lý thuyết, bằng nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được độ vòng (f), lực căng ngang (H), biên độ dao động của giỏ đựng trái thanh long (a). Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã so sánh với kết quả tính toán theo mô hình lý

thuyết, sai lệnh nằm trong giới hạn có thể chấp nhận được, do vậy, các mô hình tính toán theo lý thuyết phù hợp với thực tế có độ tin cậy cao.

5. Bằng nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố, luận án xác định được một số thông số hợp lý của đường cáp vận chuyển trái thanh long bao gồm: Chiều dài nhịp hợp lý nhất = 20 m và lực căng ngang hợp lý nhất H= 5000N, loại cáp mạ kẽm 6 tao 12 sơi, đường kính cáp 6mm, khi đó độ vòng tại điểm giữa nhịp là 21,5 cm và biên độ dao động ngang cực đại của giỏ tại giữa nhịp là 16,1 cm với dây treo giỏ r = 30 cm,. Các thông số đã xác định hợp lý ở trên là cơ sở khoa học cho việc hoàn thiện đường cáp vận chuyển trái thanh long do Việt Nam thiết kế chế tạo.

2. Kiến nghị

Nghiên cứu động lực học của đường cáp vận chuyển trái thanh long là vấn đề lớn phức tạp, do hạn chế về thời gian, luận án chưa có điều kiện nghiên cứu một số trường hợp. Để đề tài hoàn thiện cần tiếp tục nghiên cứu một số vấn đề sau:

1. Tính toán các thông số cơ học của đường cáp trong trường hợp tải trọng phân bố tập trung ở nhiều điểm trên đường cáp kép kín nhiều nhịp.

2. Mô hình dao động của giỏ đựng trái thanh long trong trường hợp vận tốc chuyển động của giỏ không đều, tính đến ngoại lực của người công nhân tác động vào giỏ khi đưa trái thanh long vào giỏ chứa.

DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

1. Trần Văn Tưởng, Dương Văn Tài, Nguyễn Văn Trung, Bùi Lê Cường Quốc, Nguyễn Hữu Ích (2018), Nguyên lý tính toán đường cáp vận chuyển trái Thanh long, Tạp chí Công nghiệp nông thôn – Số 31 năm 2018, trang 9 ÷ 16.

2. Trần Văn Tưởng, Nguyễn Văn Trung (2018), Nghiên cứu động lực học của đường cáp vận chuyển trái Thanh long, Tạp chí Công nghiệp nông thôn – Số 31 năm 2018, trang 79 ÷ 83.

3. Nguyễn Văn Trung (2021), Xây dựng mô hình động lực học của đường cáp vận chuyển trái thanh long sau thu hoạch, Tạp chí Công nghiệp nông thôn – Số 42 năm 2021, trang 9 ÷ 17

4. Nguyễn Văn Trung (2021), Khảo sát động lực học của đường cáp vận chuyển trái thanh long sau thu hoạch, Tạp chí Công nghiệp nông thôn – Số 42 năm 2021, trang 2 ÷ 8

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Bộ môn Khai thác - Trường Đại học Lâm nghiệp (1973), Cơ khí hóa khai thác gỗ, Nhà xuất bản Nông thôn, Hà Nội.

2. Cục chế biến và phát triển thị trường nông sản, " Báo cáo thống kê sản xuất và xuất khẩu rau quả Việt Nam năn 2019".

3 . Cổng thông tin điện tử Cục Xúc tiến thương mại (VIETRADE) - Tình hình sản xuất và xuất khẩu thanh long năm 2019 - 18/12/2019.

4. Đào Huy Bích (2000), Lý thuyết đàn hồi, Nxb Đại học Nhà nước Hà Nội.

5. Đoàn Văn Duẩn (2012), Phương pháp mới tính dây mềm, Tạp chí kết cấu và công nghệ xây dựng, Số 9/II- 2012.

6. Lê công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên cứu thực nghiệm, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

7. Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học cơ khí Nông nghiệp,

Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

8. Ngô Kim Khôi (1998), Thống kê toán học trong Lâm nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

9. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp Hà Nội.

10- L.V. Meserxki, H. Noibe (2011), Bài tập cơ học lý thuyết , Tập 1, (Bản dịch), NXB Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh.

11. Nguyễn Văn Quân và cộng sự ( 2012), Khai thác lâm sản, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

12. Bùi Thế Tâm, Trần Vũ Thiệu (1998), Các phương pháp tối ưu hoá, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội.

13. Đào Quang Triệu (1991), Phương pháp giải bài toán tối ưu tổng quát khi nghiên cứu các quá trình phức tạp với sự ứng dụng quy hoạch thực nghiệm và vi tính. Tuyển tập Công trình nghiên cứu khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

14. Nguyễn Đình Trí ( 1980) Toán học cao cấp tập III, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

15. Trịnh Hữu Trọng, Nguyễn Kim và cộng sự (2001), Khai thác vận chuyển lâm sản, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

16. Phạm Văn Trung (2006), Phương pháp mới tính hệ kết cấu dây và mái treo. Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội.

17. Lê Đình Tâm, Phạm Duy Hòa (2001), Cầu dây văng, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

18. Lều Thọ Trình (2003), Cách tính hệ treo theo sơ đồ biến dạng, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

19. Đinh Gia Tường, Phan Văn Đồng, Tạ Khánh Lâm (2003), Nguyên lý máy tập 2, Nxb Giáo dục, Hà Nội

20. Nguyễn Quang Tuyến và cộng sự (2005), Giáo trình Cơ kỹ thuật, Nxb Hà Nội.

21. Dương Văn Tài (2020), Báo cáo kết quả đề tài cấp nhà nước: "Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số thiết bị cơ giới hóa, tự động hóa một số khâu trong thu hoạch một số loại cây ăn quả tại vùng Tây Nam Bộ, Cục thông tin khoa học & công nghệ Nhà nước, Hà Nội.

22. Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc, (2003), Giáo trình Cơ kỹ thuật, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

Tiếng Anh

23. O’Brien, W. T. and Francis, A. J (1964), “Cables movements under two- dimensional loads”. J. Struct. Div ASCE.

24. HalukOzdemir (1979), A finite element approach for cable problems, International Journal of Solids and Structures, Volume 15, Issue 5, Pages 427-437.

25. Brian M. McDonald and Alain H. Peyrot (1988), Analysis of cables suspended in sheaves. Journal of Structural Engineer, New York University.

26. J L Lilien, Pinto Da Costa A (1994), Vibration amplitudes caused by parametric excitation of cable stayed structures [J]. Journal of Sound and Vibration.

27. A.Andreu, L.Gil, P.Roca (2006), A new deformable catenary element for the analysis of cable net structures, Computers & Structures, Volume 84, Issues 29–30.

28. W. Lacarbonara, A. P. (2008), “A non-linear modeling of cables with flexural stiffness”. Mathematical Problems in Engineering.

29. Xing Ma and John W.Butterworth* (2009), A force method model for dynamic analysis of flat-sag cable structures, Shock and Vibration 16 (2009) 623 – 635.

30. Massimo Cuomo and Leopoldo Greco (2009), A finite element cable for the analysis of cable nets.

31. H. NAM and N. T. NGHIA (2011) ,Estimation of Cable Tension Using Measured Natural Frequencies, Procedia Engineering 14 (2011) 1510–1517.

32. Marco Lepidi * , Vincenzo Gattulli (2012), Static and dynamic response of elastic suspended cables with thermal effects, International Journal of Solids and Structures.

33. Mostafa Salehi Ahmad Abad, Ahmad Shooshtarin , Vahab Esmaeili, Alireza Naghavi Riabi (2013), Nonlinear analysis of cable structures under general loadings, Finite Elements in Analysis and Design Volume 73, 1 October 2013, Pages 11-19.

34. Gordana Kastratović, NenadVidanović, VukmanBakić , Boško Rašuo (2014), On finite element analysis of sling wire rope subjected toaxial loading, Ocean Engineering, Volume 88, Pages 480-487.

35. Iordan Matulea Dragos Stefan (2014), A Novel Numerical Approach to the Dynamics Analysis of Marine Cables, International Journal of Applied Science and Technology.

36. C.Z. Qian* and C.P. Chen (2017), Nonlinear Dynamics Analysis for the Taut Inclined Cable Excited by Deck Vibration, Nonlinear Engineering Volume 6.

37. Cheng Luo*, Xiangrong Fu, Jinsan Ju, Huipeng Liu (2007), Analysis of Sliding Cable Element, computational mechanics, Tsinghua University Press & Springer.

38. M. Aufaure (2015), "A three-node cable element ensuring the continuity of thehorizontal tension; a clamp cable element".

39. Xia Hong-mei, Zou Xiang-jun, Wang Hong-jun. “Virtual Simulation Design of the Pineapple Harvesting Manipulator”,Trans Tech Publications, Switzerland: 1194-1120, 2011.

40. “A Study on the Production Methods of Conventionally-grown Pineapples in the Philippines”, Magsasaka at Siyetipiko para sa Pag-unlad ng Agrikultura, 2015.

PHỤ LỤC