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

Mục lục


1. Giới thiệu chung
Phần một: Giới thiệu bể thử
Mặt bằng bể thử
Cửa

Kích thước của bể:
Chiều dài:

50 m

Chiều rộng:

2m

Chiều cao mớn nước:

1,5 m

Thanh ray

2


3


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


4. Bộ khử sóng

5


8. Thiết bị cân bằng mô hình

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
6


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
4. Ổn áp

8. Thiết bị đo ổn định

7


12. Thiết bị đo chiều cao sóng

16. Motor điện cho xe kéo

8


19. Máy đo độ nhám bề mặt

2. Nội dung thử
2.1. Cân bằng và xác định trọng tâm mô hình
2.1.1. Mục 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. Thiết bị phục vụ bài thử
- 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. Nội dung bài thử
a. Xác định trọng tâm mô hình
* Tính Hvo
- 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:

9


Hv0 =

Lmv
α m0

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
α_góc nghiêng, rad

- Kết quả
mo = 53,17 kg
mm= 3,35 kg
mv = 1,16 kg
mT = 56,52 kg

Bảng 1: Kết quả đo Hvo
ST
T

L(m)

α (rad)

1

0,94

5,1

4,021.10-3

2

0,99

5,6

3,857.10-3

3

1,02

5,8

3,837.10-3

Hvo(m)

Vậy (Hvo)tb = 3,905.10-3 m
* Tính HvT
- Tiến hành thử

10


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
mo = 53,17 kg
mm= 3,35 kg
mv = 1,16 kg

mT = 56,52 kg

HvT =

Lmv
α mT

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
STT

L(m)

α (rad)

1

0,94

4,7

4,1.10-3

2

0,99

5,0

4,1.10-3

3

1,02

5,2

4.10-3

HvT(m)

Vậy (HvT)tb = 4,1.10-3 m
* Tính HvM, VCG
Khi biết các khoảng cách HvT và Hvo ta có thể tính được Hvm (khoảng cách thẳng đứng từ chốt tới
trọng tâm mô hình) bằng công thức:

PT

= Po + Pm

mT HvT = mo Hvo + mm Hvm
Hvm =

mT HvT − mo Hvo 56,52.4,1.10 −3 − 53,17.3,905.10−3
=
= 0,007
mm

3,35

Vậy Hvm = 0,007 m
b. Xác định mô men quán tính mô hình
* Tính Io
- 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

11


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
mo = 53,17 kg
g = 9,81 m/s2
Hvo= 3,905.10-3 m

Io =

mo gHvo
4π 2 f o 2

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
ST
T

fo (vòng/s)

Io (kg.m2)

1

0,79

0,083

2

0,79

0,083

3

0,79

0,083

Vậy (Io)tb = 0.083 kg.m2
* Tính IT
- 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
mT = 56,52 kg
g = 9,81m/s2
HvT= 4,1.10-3 m

IT =

mT gHvT
4π 2 fT 2

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

fT (Hz)

IT (kg.m2)
12


T
1

0,811

0,088

2

0,812

0,087

3

0,811

0,088

Vậy (IT)tb= 0,088 kg.m2
* Tính Im

I m = IT − I o = 0.088 − 0, 083 = 0.005
2.2. Kiểm tra ổn định mô hình
2.2.1. Mục 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. Thiết bị phục vụ bài thử
- 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. Nội dung bài thử
* 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

13


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

14

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

Hình 3. Vị trí phanh
_Khởi động máy tính xách tay

15


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

16


_ Vào Test Difinition -> Sequences

17


_ 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:

18


Mh = D.Lhf
Lhf = Mh/D
* Kết quả
Bảng 5. Kết quả đo ổn định khi mô hình nghiêng thuần túy

Lần đo

α (độ)

Mn (N.m)

D( dm3)

LhfN (m)

1

10

-2,052

9

-0,228

2

8

-1,614

9

-0,179

3

6

-1,125

9

-0,125

4

4

-0,751

9

-0,083

5

2

-0,344

9

-0,038

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

Lần đo

Ө (độ)

Mc (N.m)

D( dm3)

LhfC (m)

1

8

0,722

9

0,080

2

7

-1,192

9

-0,132

3

6

-1,778

9

-0,198

4

5

-1,622

9

-0,180

5

4

-2,125

9

-0,236

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

2.3. Chế tạo mô hình
2.3.1. Mục 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. Thiết bị phục vụ bài thử
_Máy nén khí

_Súng phun
_Máy mài góc

19


_Máy khoan
_Máy cưa
_Các dụng cụ: chổi, con lăn, xô,ca đựng, thước , dao, kéo, giấy giáp,…
2.3.3. Quy trình chế tạo 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

-

Trộn nhựa với chất đóng rắn theo tỉ lệ thích hợp

-

Trải lần lượt từ 2-3 lớp vải

-

Sau 4-6h dùng máy mài cắt bavia và tinh chỉnh khuôn
3.4. Bả lần cuối và kiểm tra tuyến hình

-

Thường xuyên kiểm tra kích thước và tuyến hình bằng dưỡng. Đây là bước quyết định độ
chính xác của khuôn và sản phẩm sau này
3.5. Phun gelcoat cho khuôn đực
Yêu cầu:

-

Lớp gelcoat đạt độ dày từ 0.25-0.5 mm

-

Đảm bảo chất lượng bề mặt sau khi phun
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.

20


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

21