Quyen Tom Tat

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SCHOOL OF MECHANICAL ENGINEERING

C10-304, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Tel.: +84 (0)4 3869 6165 * Fax.: +84 (0)4 3868 0585 Email: [email protected] * Website: sme.hut.edu.vn

TÓM TẮT BÁO CÁO

HỘI NGHN KHOA HỌC TOÀN QUỐC

VỀ CƠ KHÍ

NHÂN DNP 55 NĂM THÀNH LẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hà nội - 13/10/2011

i

Mục đích

Viện Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội phối hợp với các đơn vị đào tạo và nghiên cứu trong nước tổ chức Hội nghị Khoa học nhân dịp kỷ niệm 55 năm thành lập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhằm thông báo các kết quả nghiên cứu khoa học,

ứng dụng và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực Cơ khí, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để các nhà khoa học, các đồng nghiệp gặp gỡ, học hỏi, trao đổi và tìm kiếm cơ hội hợp tác giữa các Trường Đại học, Viện nghiên cứu và Doanh nghiệp.

Các lĩnh vực khoa học của hội nghị

Nội dung chương trình Khoa học của Hội nghị bao gồm các báo cáo khoa học trình bày tại các phân ban chuyên môn: 1. Cơ học máy 2. Cơ học vật rắn biến dạng 3. Cơ điện tử 4. Cơ khí chế tạo

ii

CHỦ TNCH GS.TS. Nguyễn Trọng Giảng

BAN TỔ CHỨC Trưởng ban: PGS.TS. Phan Bùi Khôi Phó trưởng ban: PGS.TS. Bùi Văn Hạnh Các ủy viên: PGS.TS. Thái Bá Cần KS. Trần Công Chiếu ThS. Phạm Hữu Hùng TS. Trần Việt Hùng PGS.TS. Phạm Văn Hùng GS.TSKH. Bành Tiến Long TS. Nguyễn Thị Hồng Minh PGS.TS. Trần Văn Nam GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc TS. Trần Thiên Phúc TS. Đỗ Quốc Quang TS. Lâm Chí Quang TS. Trần Đức Quý TS. Nguyễn Chỉ Sáng PGS.TS. Phan Quang Thế PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung TS. Đỗ Văn Vũ PGS. TS. Lương Văn Vượt

BAN KHOA HỌC

Trưởng ban: GS.TSKH. Bành Tiến Long

Phó trưởng ban thường trực: PGS.TS. Phan Bùi Khôi Các ủy viên: PGS.TS. Thái Bá Cần ThS. Lê Sỹ Chung TSKH. Phan Xuân Dũng TS. Đào Khánh Dư GS.TS. Nguyễn Trọng Giảng GS.TS. Trần Văn Địch PGS.TS. Bùi Văn Hạnh PGS.TS. Nguyễn Hay PGS.TS. Nguyễn Việt Hùng PGS.TS. Thái Thế Hùng TS. Trần Việt Hùng PGS.TS. Phạm Văn Hùng GS.TSKH. Nguyễn Văn Khang GS.TS. Nguyễn Xuân Lạc GS.TSKH. Phạm Văn Lang PGS.TS. Đào Quang Kế TS. Nguyễn Thị Hồng Minh TS. Nguyễn Thị Phương Mai TS. Lê Giang Nam TS. Chu Anh Mỳ TS. Nguyễn Huy Ninh PGS.TS. Trần Văn Nam TS. Phan Đăng Phong PGS.TS. Đinh Văn Phong GS.TSKH. Nguyễn Thiện Phúc TS. Trần Thiên Phúc TS. Phạm Hồng Phúc TS. Nguyễn Ngọc Phương TS. Đỗ Quốc Quang TS. Lâm Chí Quang TS. Trần Đức Quý GS.TSKH. Đỗ Sanh TS. Nguyễn Chỉ Sáng PGS.TS. Hoàng Vĩnh Sinh TS. Nguyễn Hồng Thái PGS.TS. Phan Quang Thế GS.TS. Trần Ích Thịnh TS. Trịnh Đồng Tính PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung PGS.TS. Trần Đức Trung TS. Đỗ Văn Trường TS. Đỗ Văn Vũ

BAN THƯ KÝ

Trưởng ban: PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung Các ủy viên: TS. Nguyễn Hồng Thái, TS. Bùi Ngọc Tuyên, TS. Nguyễn Thị Hồng Minh, ThS. Đặng Bảo Lâm

Hội nghị Khoa học Toàn quốc về Cơ khí nhân dịp 55 thành lập Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

HUST-SME

1

Một số vấn đề về thực trạng Cơ khí Việt Nam và định hướng phát triển

Bành Tiến Long, Phan Bùi Khôi

Viện cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail:[email protected]

Cơ khí là ngành công nghiệp chế tạo ra các máy, thiết bị, phương tiện, hệ thống cho các ngành công nghiệp khác và phục vụ sản xuất và đời sống. Khoa học kỹ thuật về Cơ khí là một lĩnh vực rộng lớn và phức tạp, có quan hệ mật thiết với nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác như Điện, Điện tử viễn thông, Công nghệ thông tin, Công nghệ vật liệu, Công nghệ sinh học, … Sự phát triển của ngành Cơ khí đóng vai trò nền tảng và có ảnh hưởng lớn, góp phần quan trọng thúc đNy sự phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như các ngành công nghiệp khác. Báo cáo này trình bày khái quát về sự phát triển của ngành khoa học kỹ thuật và công nghiệp Cơ khí thế giới và thực trạng của ngành Cơ khí Việt Nam hiện nay. Đồng thời đề xuất một số giải pháp về đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực Cơ khí từ nay đến năm 2020 và tầm nhìn 2030.

Từ Khóa: Cơ khí Việt Nam, khoa học kỹ thuật về Cơ khí

About the Actual Situation of Mechanical Engineering in Vietnam and Orientation for Development

Mechanical engineering is the industrial branch producing machines, equipments, devices and integrated systems for the other industries, and also for manufacturing and daily life. Science on mechanical engineering is a wide and inter-connected domain, which has a close relation with many scientific and technical fields such as: Electrical Engineering, Electronics and Telecommunications, Informatic, Material and Biological Technology … etc. Development of the field of Mechanical Engineering plays a decisive role and has a huge influence on the growth of Science and Technology in general, and other industrial branches in particular. This paper reports the overview of the development of Mechanical Science and Technology, of Mechanical Engineering Industry in the world, of actual situation of Mechanical Engineering in Vietnam. The authors also propose solutions for education, scientific research and technology transfer in the Mechanical Enginneering domain in Vietnam to the year of 2020 and the vision to the year of 2030.

Keywords: Mechanical Engineering in Vietnam, Science of Mechanical Engineering

2

PHÂN BAN

CƠ HỌC MÁY

Phân ban Cơ học máy

HUST-SME

3

Số hóa quỹ đạo chuyển động của robot

Phan Bùi Khôi

Viện cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail:[email protected]

Khảo sát quá trình thao tác công nghệ của một robot, ví dụ robot hàn, điểm tác động cuối của robot là đầu mỏ hàn di chuyển dọc theo đường hàn, hướng của khâu thao tác được xác định tương ứng với vị trí của nó. Như vậy chuyển động của robot được điều khiển sao cho vị trí và hướng của khâu thao tác thay đổi theo quy luật phụ thuộc vào hình dạng của đường hàn. Gọi đường hàn, thường là một đường cong không gian, là quỹ đạo chuyển động của robot. Trong tổng quát, gọi quỹ đạo chuyển động của robot là đường cong quỹ đạo của tâm bàn kẹp. Biểu diễn quỹ đạo chuyển động của robot, xác định các thông số hình học của nó là nhiệm vụ hàng đầu của bài toán điều khiển chuyển động của robot. Bài báo này trình bày phương pháp số xây dựng quỹ đạo chuyển động của robot, giải thuật và chương trình xác định các thông số hình học của quỹ đạo.

Từ khóa: Số hóa, robot, quỹ đạo chuyển động.

Digitalization of the robot motion trajectory

Investigation of the technological operation process of a robot in general, and the welding robot in particular, the impact point of the end effector - the point of welding gun moves along butt weld while the orientation of the end effector is determined according to its position. Therefore, the operation motion of the robot is controlled so that the position and orientation of the end effector is appropriate with the geometrical configuration of the butt weld. The butt weld-the space curve is called the motion trajectory of the robot with the configuration is determined by the technological objects. Generally, the motion trajectory of the robot is the space trajectory of the point of the end effector. Building of the robot motion trajectory, determining of its geometrical parameters is one of the first problems in controlling of robot.

In this paper the numerical method to build the motion trajectory of robot, the algorithm and program to determine the trajectory’s geometrical parameters are represented.

Keywords: Digitalization, robot, motion trajectory.


HUST-SME 4

Cấu trúc cơ cấu trong thiết kế máy và robot

Nguyễn Hồng Thái

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rô bốt, Viện Cơ khí Trường Đại học Bách khoa Hà nội

E-mail: [email protected]

Với sự phát triển của khoa học và công nghệ cũng như đòi hỏi của sản xuất hiện đại, ngày càng đòi hỏi cần có nhiều cơ cấu để phục vụ cho việc thiết kế máy và các thiết bị tự động nói chung, robot nói riêng. Trong bài báo này, tác giả trình bày về vai trò của bài toán tổng hợp cấu trúc cơ cấu trong thiết kế máy, robot đồng thời cũng phân tích, tổng kết một số kết quả nghiên cứu, ứng dụng cấu trúc cơ cấu trong thiết kế các thiết bị tự động, máy gia công cơ khí điều khiển số (CNC) cũng như robot công nghiệp v.v... Trên cơ sở đó cũng chỉ ra các hướng nghiên cứu trong lĩnh vực này đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và xu hướng phát triển trong tương lai nhằm tổng hợp các cấu trúc mới phục vụ cho thiết kế.

Từ khóa: Cấu trúc cơ cấu, khâu, khớp.

Structure of Mechanisms in Design of Machines and Robots

With the rapid development of science and technology, also with requirements of modern manufacturing technology, there is a big demand for synthesizing mechanisms applied in machine design, in design of automatic equipments in general and of robots in particular. In this paper, the author presents about the role of sythesizing mechanism structure problem in machine and robot design. The author also analyze and summarize some research results about application of structure mechanisms in design of automatic equipments, CNC machine-tools, as well as industrial robots… etc. Futherly, the author point out the researching trend in the field of synthesizing new structures used for designing works.

Keywords: Structure of mechanism, link, joint.

Ảnh hưởng của tải trọng tính toán và thông số kết cấu lên kích thước tối ưu của dầm chính cầu trục hai dầm dạng hộp

Trịnh Đồng Tính



Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu liên quan đến thiết kế tối ưu kết cấu kim loại cho cầu trục hai dầm dạng hộp, sử dụng xe con chạy trên ray lắp giữa biên


HUST-SME

5

trên của dầm hộp. Mục tiêu tối ưu là giảm thiểu khối lượng của dầm chính với các ràng buộc về độ bền, độ cứng và độ ổn định cục bộ của kết cấu kim loại. Ràng buộc về tính công nghệ cũng được xét đến thông qua việc hạn chế chiều dày và các kích thước khác của thép tấm cấu thành dầm chính trong tập hợp các giá trị tiêu chuNn hoặc các giá trị ưu tiên. Các cần trục với trọng tải và khNu độ khác nhau đã được xem xét để đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố như loại tải trọng được tính đến khi thiết kế (trọng lượng bản thân dầm, tải trọng quán tính ngang), thông số kết cấu (chiều dày tối thiểu của thép tấm, khNu độ cầu trục) lên kích thước tối ưu của mặt cắt dầm chính.

Từ khóa: Cầu trục, dầm hộp

Influence of loads and component parameters on the optimal dimensions of main girder section of double girder bridge crane

This paper presents some results of research concerning the optimal design of metal structures for the double girder bridge crane with trolley running on rails mounted on the middle of top edge of the box girder. The goal of optimal problem is to minimize the weight of the girder with a set of constraints to fulfill the conditions of stiffness, strength and local stability of metal structures. The additional constrains for the standard or preferred dimensions of section components are also considered as technological requires. A set of cranes with deferent capacities and spans were examined to evaluate the influence of some factors such as types of taken design loads (self-weight of the girder, horizontal inertia) and girder structural parameters (the minimum thickness of steel plate, crane spans) on the optimal size of the cross beam.

Keywords: crane, girder bridge

Thiết kế, tích hợp hệ thống bơm sục bùn trên giàn khoan tự nâng 90m nước

Vũ Văn Khoa, Đinh Viết Hải Trung tâm Máy Động Lực, Viện Nghiên cứu Cơ khí (NARIME)

E-mail: [email protected], [email protected]

Hệ thống bơm sục bùn là một cơ cấu quan trọng trong các giàn khoan tự nâng để khoan thăm dò và khai thác dầu khí trên biển, nó gồm các bơm áp suất cao với áp suất tới 140 Kg/cm2 đồng bộ với các thiết bị phụ trợ đi kèm khác. Vì tính chất đặc biệt quan trọng của nó trong việc vận hành giàn khoan nên thông thường được nhập khNu đồng bộ từ nước ngoài kèm theo các thiết bị chính. Năm 2008 được sự hỗ trợ của Bộ Khoa học Công nghệ, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã phối hợp với Công ty Cổ


HUST-SME 6

phần Chế tạo Giàn khoan Dầu khí để thực hiện việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và lắp đặt giàn khoan tự nâng 90m nước, trong đó có hệ thống bơm sục bùn. Báo cáo trình bầy những kết quả ban đầu của nhóm nghiên cứu trong việc thiết kế và làm chủ công nghệ hệ thống này.

Từ khóa: Hệ thống bơm sục, giàn khoan tự nâng

Design, intergration of leg jetting system on 90m water depth mobile offshore self-elevating drilling rig

Leg jetting system is one of major components on mobile offshore self-elevating drilling rig, it includes high pressure pumps (approach to 140 Kg/cm2) in sync with other support equipment. Because of the special nature of its role in operating the rig, it should normally be imported from abroad in sync with the main equipment. In 2008 with the support of the Ministry of Science and Technology, National Research Institute of Mechanical Engineering (NARIME) in collaboration with Petro Vietnam Marine Shipyard (PVMS) to perform the study, design, manufacture and installation of jackups 90m of water, including leg jetting system. The report presents the initial results of the research team in the design and master the technology of this system.

Keywords: Leg jetting system, self-elevating drilling rig

Khảo sát sai số vị trí của robot hàn điểm

Phan Bùi Khôi1, Đỗ Anh Tuấn2, Nguyễn Quang Hưng3

1-Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2-Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo 3-Viện Nghiên cứu khoa học Dạy nghề-Tổng cục Dạy nghề

E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Độ chính xác của robot được đặc trưng bởi sai số về vị trí, là một trong các đặc trưng cơ bản và quan trọng nhất. Độ chính xác về vị trí của robot phụ thuộc nhiều yếu tố: sai số do chế tạo; sai số động học do đo đạc, tính toán quỹ đạo chuyển động; sai số động lực học; sai số điều khiển do độ lệch của tín hiệu điều khiển, … Robot hàn điểm được sử dụng phổ biến trong dây chuyền sản xuất thân xe ô tô. Khảo sát sai số về vị trí của các mối hàn điểm là khâu quan trọng đảm bảo chất lượng của sản phNm. Bài báo này trình bày phương pháp xác định sai số về vị trí của các mối hàn điểm khi sai số động học của robot được xác định. Kết quả tạo thuận lợi cho việc điều khiển robot thực hiện thao tác công nghệ đạt được độ chính xác mong muốn.

Từ khóa: Robot hàn điểm, sai số động học, độ chính xác của robot.

Investigation of position error of the spot welding robot


HUST-SME

7

Accuracy of robot - characterized by the position errors, is one of the basic characteristics and the most important, probably. Accuracy of the position of the robot depends on many factors, such as: manufacture errors; kinematic errors by measuring or calculation of motion trajectory; dynamic errors; control errors due to deviation of the control signals; ... The spot welding robot is largely applied to manufacture the automobile body. Investigation of the position error of spot butt welds is the important factor to ensure the quality of the product. This paper presents methods for determining the position error of spot butt welds according to kinematic errors of the robot.

Keywords: Spot welding robot, kinematic error, robot accuracy.

Tính toán bền hệ cơ cấu nâng hạ giàn khoan tự nâng 90m

Phan Đăng Phong1, Đỗ Sanh2, Đỗ Lê Huy1, Nguyễn Cao Thắng1

1- Viện Nghiên cứu Cơ khí, 2- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Giàn khoan tự nâng là một thiết bị chuyên dùng phục vụ thăm dò và khai thác dầu khí ngoài biển. Có thể mô tả thiết bị này như một tầu biển cỡ lớn có thêm ba hoặc bốn chân được lắp các bộ truyền động cơ khí – tự động hóa để nâng hạ giàn khoan với tải trọng khoảng 15 nghìn tấn. Trong các phương pháp tính bền cho hệ cơ cấu nâng hạ bánh răng - thanh răng của giàn khoan tự nâng, ta thường tuân theo một số tiêu chuNn như AGMA, ISO, DIN... Ngoài ra, ta còn có thể sử dụng thêm tiêu chuNn ứng suất tiếp xúc cho phép [1, 2]. Báo cáo này trình bày về phương pháp tính bền của hệ cơ cấu nâng hạ bánh răng - thanh răng cho giàn khoan tự nâng 90m. Kết quả tính toán và mô phỏng bằng phần mềm COSMOS cho thấy ứng suất sinh ra trong hệ cơ cấu nâng hạ bánh răng-thanh răng phù hợp với tiêu chuNn ứng suất tiếp xúc cho phép.

Từ khóa: Giàn khoan tự nâng

Strength Calculation for Jacking Up Mechanism of 90m Self Elevating Offshore Drilling Platform

The self elevating offshore drilling platform is descirbled as the offshore drilling platform for oil and gas exploration. It likes a big ship and has three or four legs which can raise and lower the 15000 tons weight platform above by mechanical-automatic rack and pinion mechanisms. In the strength calculation for rack and pinion mechanisms, we can apply some standards such as AGMA, ISO, DIN... as well as the allowable contact stress standard [1, 2]. In this paper, we present the strength calculation for rack and pinion mechanism of 90 m self elevating offshore


HUST-SME 8

drilling platform. The results of strength calculation and stress analysis in COSMOS software show that the stresses occurred in the rack and pinion mechanism are suitable with the allowable contact stress.

Keywords: Self Elevating Offshore Drilling Platform

Tối ưu hóa các thông số cho hệ thống giảm sóc thụ động của tàu điện dựa vào lý thuyết điều khiển

Nguyễn Chí Hưng

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rô bốt, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo này giải quyết bài toán thiết kế hệ thống giảm sóc thụ động sử dụng cho tàu điện. Ngày nay, phương pháp thiết kế dựa vào 3 điểm cố định trên biểu đồ đáp ứng tần số không còn được sử dụng bởi tồn tại quá nhiều nhược điểm, như số bậc tự do của mô hình bị hạn chế, tính toán phức tạp… Vì vậy, đã có nhiều phương pháp tính toán tối ưu khác được đưa ra nhằm thay thế phương pháp cũ như đã nói trên. Trong bài báo này, mô hình tính toán được nâng lên 6 bậc tự do, bằng cách sử dụng lý thuyết điều khiển, bài toán thiết kế được khảo sát theo cách giải quyết một bài toán điều khiển hồi quy. Thông số phản hồi có được từ các thông số của hệ thống giảm sóc cần thiết kế. Từ việc tối thiểu hóa quy tắc H∞ của hệ thống dẫn đến có thể chặn giá trị đỉnh của biên độ dao động trên biểu đồ đáp ứng tần số. Như thế tối ưu các thông số của hệ thống giảm sóc thụ động trong tàu điện nay trở thành bài toán điều khiển hồi quy H∞ với điều kiện đã cố định thông số đầu ra, và bài toán đã biến thành việc giải hệ bất phương trình ma trận song tuyến tính. Một trong những phương pháp dễ nhất hiện nay để giải hệ bất phương trình này đó là sử dụng thuật toán thay thế, có được kết quả bằng cách lặp đi lặp lại việc phân tích và tổng hợp hệ bất phương trình ma trận tuyến tính. Cuối cùng, bài báo đã mô phỏng và so sánh được hiệu quả đáp ứng của các thông số thiết kế có được bằng mỗi phương pháp tối ưu trong vấn đề giảm sóc cho tàu điện.

Từ khóa: Hệ thống giảm sóc thụ động

Optimization of parameters for Passive Suspension System of Railway Vehicles via Control Theory

This paper deals with the design of passive suspension system of railway vehicles. Since the classical fixed point theory is no longer applicable to the design of passive suspension system of railway vehicle, many methods have been developed to replace it. In this paper, The proposed model has six-degree-of-freedom, by utilizing feedback control theories; the problem is examined from the view of feedback control problem. Consequently, the “feedback gain” is a decentralized


HUST-SME

9

matrix composed of the suspension parameters to be optimized. Since minimizing H∞ norm of the system implies suppressing the peak of the magnitude of frequency response of the system, optimization of these parameters for passive suspension systems become a H∞ static output feedback problems, and then, it is transformed to Bilinear-Matrix-Inequality (BMI) problem. One of the easiest methods to solve this BMI problem is alternative algorithm, which is derived from iterative schemes of alternation between analysis and synthesis via Linear Matrix Inequalities (LMIs). Finally, numerical simulations for the passive suspension system designed by control theory and fixed point theory will show the comparison of performance of each method.

Key words: Passive Suspension, Alternative Algorithm, BMI Problem

Về một loại bảng mới – bảng đa năng Autoboard

Phan Xuân Tuấn1, Hoàng Văn Bạo2, Đỗ Đức Nam2

1- Sinh viên Cơ khí K52- ĐHBK, 2-Trường Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong giảng dạy và thuyết trình thì bảng phấn, màn chiếu là những công cụ rất quan trọng. Bảng tương tác xuất hiện và đã được một số nơi sử dụng nhưng giá thành còn rất cao. Mặt khác nếu dùng kết hợp bảng tương tác với bảng phấn thì chiếm nhiều không gian bố trí, còn nếu chỉ sử dụng bảng này thì mặc nhiên bỏ mất ưu điểm lớn của bảng phấn. Trong bài báo này chúng tôi đề xuất một loại bảng mới – Bảng đa năng Autoboard. Đây là sự kết hợp giữa bảng - phấn truyền thống, bảng trắng - bút dạ và màn chiếu, hay nói cách khác là các chức năng nói trên được tích hợp trong một bảng. Khi cần thực hiện viết phấn, viết bút dạ hay màn chiếu chỉ cần lựa chọn chức năng tương ứng.

Từ khóa: Bảng đa năng Autoboard

On a new board – Multi-function board

The blackboards and projector screens are very important for teaching in particular and for making presentation in general. Recently, smartboards and interactive boards have been found in some places but the price are very high. This paper presents a new board – multi-function board. This is a combination of the traditional blackboard, whiteboard and projector screen.

Keywords: Multi-function board


HUST-SME 10

Mô hình bãi đậu xe nhiều tầng tự động

Lê Hiếu Giang1, Trần Chí Thiên1

1-Khoa Cơ khí chế tạo máy – Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM E-mail: gianglh@hcmute edu.vn

Ở các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM), Hà Nội,… chỗ đậu xe, đặc biệt là chỗ đậu cho xe 4 bánh trở nên thiếu trầm trọng vì quĩ đất dành cho bãi đậu xe ở các thành phố này không còn nhiều. Để giải quyết vấn đề này cho các thành phố đông đúc, các nước tiên tiến đã thiết kế, chế tạo và đưa vào sử dụng các bãi đậu xe tự động nhiều tầng ở các khu trung tâm đông đúc nhằm tận dụng không gian hiệu quả nhất cho bãi đậu xe. Bài báo trình bày nguyên lý cấu tạo, hệ thống điều khiển mô hình của bãi đậu xe nhiều tầng tự động và giải thuật điều khiển.

Từ khóa: Bãi đỗ xe tự động

A model of an automatic multi-storeyed car park

There are very few places for parking cars in the crowded and big cities such as Ho Chi Minh city and Hanoi…because the area for parking is not much. To solve the problem in modern crowded cities of the developed countries, automatic multi-storeyed car parks have been designed and used in order to make the best of parking space. The paper presents the structure of a car park model, a control system for the multi-storeyed car park model and control algorithm

Keywords: Automatic multi-storeyed car park

Nâng cao độ bền bề mặt răng của bộ truyền bánh răng hành tinh

Phạm Văn Đông

Trường Đại học công nghiệp Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài viết trình bày phương pháp xử lý hoá-lý nhiệt để nâng cao chất lượng bề mặt răng của bộ truyền bánh răng hành tinh, đặc biệt là ứng dụng phương pháp thấm nitơ-plasma. Bằng phương pháp xử lý hoá nhiệt tạo ra trên bề mặt răng một lớp vật liệu có cơ tính đặc biệt với độ cứng phù hợp, khả năng chống mài mòn cao. Phương pháp xử lý bề mặt cho phép nâng cao được độ bền mòn, độ bền mỏi và độ tin cậy của các bộ truyền bánh răng hành tinh. Với phương pháp thấm nitơ-plasma chất lượng bề mặt răng nhận được những ưu điểm nổi bật về độ bền.

Từ khóa: Bộ truyền bánh răng hành tinh

Resistance advance of gear surface of drive planet mechanism


HUST-SME

11

This paper presents a thermal physic – chemical treating, especially plasma – nitriting, in order to improve gear surface in planetary gearbox. A gear surface’s layer with featured by suitable hardness and considerable high wearing resistance is created by the thermal physic – chemical treatment. The surface treating is able to improve significantly wearing resistance, fatigue resistance and reliability in planetary gearbox. Strength of gear surface is noticeable enhanced with the plasma – nitriting treatment.

Keywords: Planetary gearbox

Thiết kế hệ thống điều khiển cho bảng đa năng Autoboard

Phan Xuân Tuấn1, Hoàng Văn Bạo2, Đỗ Đức Nam2

1-Sinh viên Cơ khí K52, ĐHBK, 2-Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bảng đa năng đã được tác giả giới thiệu ở bài báo trước. Trong bài báo này các tác giả giới thiệu về việc thiết kế hệ thống điều khiển cho bảng đa năng nói trên. Các chức năng chính gồm bảng viết phấn, bảng viết bút dạ, màn chiếu. Ngoài ra còn các chức năng phụ trợ như lau bảng tự động, lưu trữ thông tin tạm thời (với chức năng viết phấn hoặc viết bút dạ). Hướng phát triển có thể tích hợp bộ báo thời gian, nhiệt độ, độ Nm … đặc biệt là thời gian tiết học. Hệ thống tương tác người dùng thông qua bảng điều khiển trực tiếp hoặc thông qua điều khiển từ xa.

Từ khóa: Bảng đa năng Autoboard

Desined control system for multi-function board

In the previous paper, the authors have already presented about a new type of multi-function board. In this paper, the authors introduce the design of control systems for those teaching equipments.

Keywords: Multi-function board

Thiết kế và chế tạo bộ truyền cycloid sử dụng trong công nghiệp

Bành Tiến Long1, Lê Thanh Sơn1, Nguyễn Thanh Tú1

1-Bộ môn GCVL & DCCN, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]


HUST-SME 12

Trên thế giới, truyền động hệ biên dạng Cycloid đã được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau vì những tính năng ưu việt mà nó đem lại, đặc biệt là độ chính xác khi ăn khớp, làm việc ổn định, khả năng truyền môment lớn, đảm bảo độ kín khít và hiệu suất cao. Hiện nay tại Việt Nam, nhu cầu về sử dụng bộ truyền Cycloid là rất lớn đặc biệt là một số trục vít, bánh vít Cycloid trong lĩnh vực Công nghiệp, Giao thông vận tải, dầu khí, khai thác khoáng sản… Tuy nhiên việc chế tạo các bộ truyền này còn gặp rất nhiều khó khăn về thiết kế sản phNm, thiết kế và chế tạo, dụng cụ cắt, công nghệ chế tạo, các vần đề liên quan đến máy móc, thiết bị v.v.… đặc biệt là việc đảm bảo độ chính xác sản phNm. Trong báo cáo này, các tác giả đề cập đến phương pháp dùng giải tích véctơ để thiết kế profin của các bộ truyền Cycloid, xây dựng lý thuyết tạo hình của bộ truyền Cycloid và dụng cụ cắt, lập cơ sở dữ liệu cho quá trình thiết kế và gia công trục vít cho máy nén khí ЗИФ - ЩЗВ - 5. Mô phỏng quá trình gia công trục vít trên các máy CNC.

Từ khóa: Bộ truyền cycloid

Gối đỡ thuỷ lực chịu tải nặng dọc trục làm việc theo nguyên lý màng mỏng thủy lực

Đỗ Quốc Quang, Cao Văn Mô, Tăng Bích Thủy

TT Cơ khí & TĐH - Viện Công Nghệ - Bộ Công Thương Số 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội,


Báo cáo trình bày các kết quả nghiên cứu, tính toán gối đỡ thuỷ lực dạng ổ chặn làm việc theo nguyên lý màng mỏng thủy lực. Đã đề xuất phương pháp tính các hệ số không thứ nguyên cho gối đỡ thuỷ lực có biên dạng phức tạp, đồng thời sử dụng thuật toán tối ưu DE trên cơ sở mô phỏng Monte-Carlo để xác định thông số hình học tối ưu của một segment trong gối đỡ thuỷ lực. Các kết quả và mô hình tính nêu trên được áp dụng để tính toán, thiết kế gối đỡ thủy lực sử dụng trong máy nghiền đứng năng suất 15T/h - sản phNm của đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu tính toán, thiết kế và công nghệ chế tạo gối đỡ thủy lực chịu tải nặng đến 80 tấn”. Mã số KC.05.18/06-10.

Từ khóa: Gối đỡ thuỷ lực, màng mỏng thủy lực

Thiết kế chế tạo robot quân sự có vũ trang

Chu Anh Mỳ, Tăng Văn Lâm, Nguyễn Ngọc Ánh, Nguyễn Văn Việt, Nguyễn Ngọc Bình


HUST-SME

13

Bộ môn Robot và Cơ điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự, 100 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội Email: [email protected]

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu, thiết kế , chế tạo một hệ thống Robot di động mang súng tiểu liên AKM định hướng sử dụng trong hoạt động Quân sự. Robot được thiết kế có cấu trúc bánh xích, có khả năng di chuyển trên các địa hình phức tạp. Cụm cơ cấu gá súng AKM được thiết kế ở dạng Module tích hợp, có điều khiển tầm, hướng. Các kết quả thử nghiệm trên phiên bản 2 cho thấy hệ thống được tích hợp hoàn chỉnh, hoạt động tốt, đáp ứng được nhiều yêu cầu thiết kế đặt ra

Từ khóa: robot di động

Design and manufacture of armed military robot

This paper presents a research on designing and manufacturing a kind of military Robot. The track components are used for improving the mobility of the mobile platform. This feature enables the Robot to travel on rough terrains flexibly. The conventional AKM gun is integrated on the Robot for performing the tasks as required. A prototype (version 2) has been launched for evaluating functional requirements and the launchings show that the entire system is fully integrated and operates well

Keywords: mobile robot

Tối ưu hóa hình dạng và kích thước khâu mềm hộp giảm tốc bánh răng sóng

Lê Văn Uyển1, Chu Văn Hải 2, Nguyễn Phúc Luân 2, Nguyễn Xuân Quyết2, Đào Thanh Tuấn2

1. Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rôbốt, Viện Cơ khí 2.Sinh viên Cơ điện tử 2- K52, Trường Đại học Bách khoa Hà nội


Các bài toán về biến dạng cưỡng bức kết hợp với tải trọng ngoài sẽ được giải quyết nhờ phương pháp phần tử hữu hạn để xác định hình dạng và kích thước tối ưu của khâu mềm làm cơ sở cho việc thiết kế chế tạo hộp giảm tốc bánh răng sóng..

Từ khóa: Hộp giảm tốc bánh răng sóng

Optimization of Profile and design of flexible gear in wave gearbox

In this paper, the problem of forced deformation under external load will be solved by the finite element method in order to determine the optimizational profile and dimension of flexible gear as a basic for the design and manufacturing wave gearbox.


HUST-SME 14

Keywords: Wave gearbox, flexible gear

Sự khiếm khuyết, sai sót, lạc hậu và một số kiến nghị về tài liệu giảng dạy hai môn học chi tiết máy và đồ án chi tiết máy ở Việt Nam hiện nay

Nguyễn Tiến Dũng



Bài báo chỉ ra các khiếm khuyết, các sai sót và sự lạc hậu của các tài liệu giảng dạy hai môn học Chi tiết máy và Đồ án chi tiết máy trong các trường Đại học, Cao đẳng kỹ thuật ở Việt Nam hiện nay. Trên cơ sở đó đề xuất một số ý kiến cải tiến nội dung nhằm đưa tài liệu của hai môn học này nhanh chóng phù hợp với tài liệu của các nước trong khu vực và thế giới.

Từ khóa: Chi tiết máy, Đồ án Chi tiết máy

The defects, errors, obsolete and some recommendations on instructional materials detailing both your subjects and your project

details at Vietnam today

The paper focuses on some shortcoming and backwardness of machine element theory and project documents in some technology universities and colleges in Vietnam and the author proposes some ideas to prove the content of above subjects to achieve the development of the the region and the world.

Keywords: machine elements, machine project

Các giáo trình và tài liệu giảng dậy hai môn học chi tiết máy và đồ án chi tiết máy của việt nam không thiết kế được một loạt các bộ truyền bánh

răng và trục vít bánh vít - nguyên nhân và các giải pháp khắc phục

Nguyễn Tiến Dũng

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rô bốt Trường Đại học Bách khoa Hà nội


Nội dung của các tài liệu và giáo trình giảng dậy hai môn học Chi tiết máy và Đồ án Chi tiết máy đang lưu hành ở Việt Nam hiện nay, so với các nước trong khu vực


HUST-SME

15

và thế giới rất lạc hậu. Ngoài những khiếm khuyết, sai sót đã được đề cập trong một bài báo gửi Hội nghị khoa học toàn quốc về Cơ khí – Cơ học – Cơ điện tử, bài báo này tiếp tục chỉ ra những hạn chế và nhược điểm không thể khắc phục được của các tài liệu đang sử dụng ở Việt Nam. Nếu tiếp tục sử dụng các giáo trình, tài liệu này để giảng dậy và học tập sẽ không thể thiết kế được một loạt các bộ truyền Bánh răng và Trục vít-Bánh vít, khi đầu bài yêu cầu thêm một vài dữ liệu để phù hợp vơi các nhu cầu và đòi hỏi của thực tế. Bài báo sẽ trình bầy thực trạng của vấn đề, chỉ ra nguyên nhân tại sao không thể thiết kế được và đưa ra các giải pháp để khắc phục.

Từ khóa: Chi tiết máy, Đồ án Chi tiết máy

The curriculum and teaching materials both subject and machine parts machine parts project in Vietnam is not designed to be a series of

transmission gears and worm gear screw - causes and remedies

The content of machine element theory and project documents in Vietnam are backward in compare with other countries in the region and the world. Beside the shortcoming and backwardness that had dealt with in our paper in the National Conference of Mechanical-Mechanic- Mechatronics, this paper re-focuses on shortcoming and backwardness of the documents that are being used in Vietnam. If these documents are used for education, we cannot design a gear and screw worm gear transmission completely when some more real conditions are demanded. This paper shows out the situation and the causes of the problem then proposes some solutions to overcome.

Keywords: Machine elements, machine project

Xác định các dạng vùng hoạt động của robot phỏng sinh sáu bậc tự do bằng việc tính toán hệ số phục vụ

Nguyễn Ngọc Thành

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong nhiều sách và tài liệu nghiên cứu về robot, các chuyên gia thường tập trung chuyên sâu vào các vấn đề: động hình học, thiết kế quỹ đạo, động lực học, điều khiển và các ứng dụng của rô bốt. Vấn đề Vùng hoạt động của rô bốt hay Không gian hoạt động của rô bốt hay Miền làm việc của rô bốt cũng đã được các tài liệu này nhắc đến, song chưa nhiều và ở mức độ còn khiêm tốn; mới chỉ dừng lại ở các định nghĩa, khái niệm chung chung, chưa rõ ràng (xem [1], [2], [3], .v.v.); cách xác định các vùng hoạt động đó như thế nào? Những vùng đó có đặc điểm gì? Ứng dụng ra sao?


HUST-SME 16

.v.v. thì các sách và tài liệu nói đến còn ít và sơ sài. Trong bài báo này, tác giả trình bày một số vấn đề đã được nghiên cứu về Vùng hoạt động của rô bốt. Trên cơ sở đó, vận dụng khái niệm và cách tính hệ số phục vụ để xác định các dạng vùng hoạt động của rô bốt phỏng sinh sáu bậc tự do, nhằm nâng cao hiệu quả khai thác, sử dụng rô bốt vào sản xuất.

Từ khóa: Robot phỏng sinh

Define forms of operational spaces of anthropomorphic robot six freedoms by calculating served coefficient

In many books and documents on robots, authors mainly focus on some specific matters: geographical kinematics, trajectory planning design, dynamic, control and applications of robots. Problems on operational area or region or space of robots are also mentioned, yet at limited level, and only by vague concepts. Questions such as: how to identify these operational spaces? What are their features and applications? and so on are still remaining untouched. In this paper, we introduce some known matters on operational spaces of robot. Accordingly, concepts and calculations of served coefficient are applied to define different forms of operational spaces of anthropomorphic robot with six freedoms in order to improve efficiency of its application into produce.

Key words: Anthropomorphic robot

Động học ngược hệ robot dư dẫn động có liên kết phi holonom

Chu Anh Mỳ, Hoàng Đức Long

Học viện Kỹ Thuật Quân Sự E-mail: [email protected]

Hệ Robot dư dẫn động có liên kết phi holonom là cơ hệ có cấu trúc phức tạp. Nhiều loại Robot di động có tích hợp tay máy công tác đều mang thuộc tính của dạng cơ hệ này. Do có tính chất dư dẫn động và có liên kết phi holonom nên việc tổng hợp các luật điều khiển cho Robot gặp nhiều khó khăn ngay từ các khâu tính toán động học. Do vậy, trong bài báo này chúng tôi trình bày một phương pháp thiết lập các phương trình động học ngược và lời giải chúng một cách hiệu quả, dựa trên cách tiếp cận Cơ hệ nhiều vật. Thuật toán tính toán số và kết quả mô phỏng cụ thể được phân tích cho một mô hình cơ hệ cụ thể - hệ hỗn hợp tay máy 02 bậc tự do gá trên Robot di động.

Từ khóa: Robot dư dẫn động, liên kết phi holonom


HUST-SME

17

Nghiên cứu mô phỏng, tính toán và thiết kế trục vít đôi cho máy đùn hai trục vít

Nguyễn Mạnh Cường1, Nguyễn Thái Tất Hoàn1, Phạm Minh Hải1

1-Bộ môn Cơ học vật liệu, Trường Đại học bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Từ thực tế sản xuất, máy đùn trục vít cho ngành nhựa được nhập về do sử dụng lâu ngày thường bị mòn dẫn đến hiệu suất thấp. Để khắc phục điều đó, ta có thể thiết kế và chế tạo mới xi lanh và trục vít mà vẫn giữ nguyên các cụm thiết bị còn lại. Với lý do đó, bài báo này đưa ra phương pháp nghiên cứu thiết kế, tính toán kiểm bền và đi đến chế tạo trục vít đôi cho máy đùn 2 trục vít. Đây là vĩnh vực mới ở Việt Nam chưa được nghiên cứu và thực hiện. Thiết kế trục vít được tiến hành chủ yếu trên cơ sở lựa chọn mặt cắt của trục vít, tính khoảng cách hợp lý giữa các trục và xi lanh. Sau đó, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kiểm tra độ bền của trục vít để đảm bảo có thể chịu được áp suất cao trong máy đùn. Từ kết quả đạt được, đưa thiết kế ra phần mềm chế tạo để có thể sản xuất hàng loạt.

Từ khóa: Trục vít đôi

Nghiên cứu xây dựng mô đun làm việc của rô bốt công nghiệp bằng mô hình số phục vụ công việc lập trình cho robot Kuka KR6-2

Lê Giang Nam

Viện cơ khí, Trường Đại học Kách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Rô bốt công nghiệp ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền sản xuất hiện đại. Lập chương trình làm việc cho rô bốt đòi hỏi độ chính xác cao, an toàn và tiêu tốn nhiều thời gian chuNn bị. Phương thức lập trình on-line là không thể khi rô bốt đang làm việc. Lập trình off-line đã được phát triển và cải thiện đáng kể cho công tác lập trình rô bốt công nghiệp. Bài báo này, trên cơ sở công nghệ số với ứng dụng của hệ thống DELMIA, xây dựng mô đun làm việc của rô bốt công nghiệp Kuka KR6-2 tại Viện Cơ khí, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Thực hiện mô phỏng số cho công tác kiểm định chương trình nhằm phát hiện và loại bỏ các va chạm của rô bốt cũng như dụng cụ với môi trường làm việc trước khi truyền chương trình sang rô bốt thực để vận hành thực hiện công việc. Nghiên cứu này đề xuất một quy trình thiết kế mô đun làm việc có sử dụng rô bốt công nghiệp, đồng thời trình bày một phương thức lập trình off-line có mô phỏng số để kiểm định chương trình.

Từ khóa: robot công nghiệp, lập trình cho robot

18

PHÂN BAN

CƠ HỌC VẬT RẮN BIẾN DẠNG

Phân ban Cơ học vật rắn biến dạng

HUST-SME

19

Mô phỏng phương pháp phần tử hữu hạn để tối ưu hóa khả năng tạo hình cho vỏ bọc máy ảnh kỹ thuật số bằng hợp kim Magiê

Nguyen Duc Toan1, Banh Tien Long1, Hoang Vinh Sinh1, Jung Dong Won2

1.Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà nội 2.Shool of Mechanical Engineering, Jeju National University, Korea


Trong nghiên cứu này, tấm hợp kim Magiê với cấu trúc tiên tiến-siêu nhẹ nhưng tính chất dẻo bị giới hạn tại nhiệt độ phòng đã được ứng dụng để sản xuất vỏ bọc bên ngoài cho máy ảnh kỹ thuật số. Để dự đoán và tối ưu hóa cho sản phNm này, phương pháp mô phỏng phần tử hữu hạn đã được thực hiện thông qua mã nguồn ABAQUS/Explicit dựa trên các dữ liệu đầu vào là các đường cong ứng suất biến dạng và đường cong giới hạn tạo hình của vật liệu. Đầu tiên, kết quả mô phỏng đã được so sánh với một sản phNm mẫu thử để xác nhận khả năng dự đoán của phân tích số. Sau đó, một phương pháp cải thiện khả năng tạo hình cho vỏ bọc máy ảnh đã được đề xuất bằng việc thay đổ các tham số khác nhau như: Lực kẹp, nhiệt độ gia công và hệ số ma sát theo phương pháp thực nghiệm trực giao Taguchi. Cuối cùng, giải pháp tối ưu hóa cho các điều kiện tạo hình ổ định đã đạt được với lực kẹp: 35000 (N), nhiệt độ gia công: 300 (oC), và hệ số ma sát: 0.03.

Từ khóa: FEM, tạo hình vật liệu Mg

Finite Element Method Simulations to Optimize Press Formability of Camera Casing Made with Magnesium alloy sheet

In this study, Magnesium alloy sheets, which are advanced structural alloy because of extreme lightness but limited ductility at room temperature, was applied to manufacture camera outer covering. To predict and optimize the press formability for this product, finite element (FE) simulation was implemented using ABAQUS/Explicit code based on the input data of stress-strain and forming limit curves. The result from a FE simulation with a cracked test sample was first compared to confirm the prediction of numerical analysis. The method for improving the press formability of the camera casing was then proposed by changing various parameters such as the blank holding force, elevated temperature, and friction coefficient according to Taguchi’s orthogonal array experiment. Finally, the resulting optimized solution for robust forming conditions was obtained with the blank holding force of 35000 (N), elevated temperature of 300 (oC), and friction coefficient of 0.03.

Keyword: FEM, Formability of Magnesium alloy sheet


HUST-SME 20

Tối ưu áp lực khi dập bằng chất lỏng áp lực cao cho chi tiết dạng ống

Nguyễn Trung Kiên, Phạm Văn Nghệ, Lê Trung Kiên

Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Phương pháp tạo hình ống bằng áp lực cao bên trong đã được nghiên cứu từ những năm 50 tại Nga và ngày nay đã được ứng dụng mạnh ở Đức trong công nghiệp ô tô. Kết quả nghiên cứu tạo hình các chi tiết ống ngắn (L/D <5) đã đưa ra các vùng tham số làm việc để hạn chế các sai hỏng như rách, nhăn, mất ổn định. Hiện nay, việc ứng dụng chi tiết ống dài trong công nghiệp là cần thiết, nhưng các thông số làm việc trong trường hợp ống ngắn liệu có áp dụng được cho ống dài không, vẫn chưa có công bố hoàn chỉnh nào. Trong nghiên cứu này tác giả đã ứng dụng mô phỏng số quá trình để tối ưu áp lực chất lỏng bên trong khi tạo hình ống dài và rất dài (L/D>5).

Từ khóa: Dập thủy tĩnh, dập áp lực cao bên trong

Optimisation for internal highpressure in tube-hydroforming

The internal highpressure forming was researched firstly in the 50s in Russia and many applications are finding in the field of automobile in Germany. In somes of rerearch for short tube (L/D <5) were showed the parameterwindows, with this many failures as buckling, crack, folding were advoided. Today remains many long anh very long tube with ratio L/D>5, which are applying in Industry but the technologyparameter of short tube maybe do not work in this case. Till this day there hasn’t been enough researches for long tube, so prosess simulation has been done in this paper, to optimize interal pressure in case of tube with ratio L/D>5.

Keyword: Tube-Hydroforming

Nghiên cứu phương pháp dập khối chính xác chi tiết bánh răng côn răng thẳng

Nguyễn Trung Kiên1, Nguyễn Đắc Trung1, Lê Thái Hùng2

1- Bộ môn Gia Công Áp Lực, 2-Bộ môn Cơ học vật liệu và Cán kim loại Trường Đại học Bách khoa Hà nội


Nghiên cứu cải tiến và chế tạo các chi tiết bánh răng chính xác và có độ bền cao đã và luôn được phát triển để đáp ứng yêu cầu cao từ công nghiệp. Phương pháp truyền thống chế tạo các loại bánh răng là phương pháp gia công cơ khí, đã đạt được những thành tựu nhất định và công nghệ này đã càng trở nên chính xác khi sử dụng các hệ máy CNC. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là thời gian gia công


HUST-SME

21

dài, cơ tính của bánh răng không cao, chất lượng bánh răng không đồng đều. Bài báo đề cập đến nghiên cứu phương pháp dập khối để chế tạo chi tiết bánh răng côn răng thẳng cỡ nhỏ, ứng dụng cho truyền động ô tô, tầu thủy… Kết quả nghiên cứu đã cho thấy khả năng chế tạo chi tiết bánh răng côn răng thẳng cỡ nhỏ bằng phương pháp dập khối chính xác.

Từ khóa: Dập khối chính xác, bánh răng côn răng thẳng

Research on precise forging for production of straight bevel gears

Innovative research to fabricate the precise gear products and high strength have always been developed to adapt to industry. Gears are mainly manufactured by metal cutting or by a combination of conventional hot forging with metal cutting. This method has become more precise when using the CNC machine. However, they are expensive, low mechanical properties and require a lot of manufacturing time. A newer method in the forging industry allows the manufacturing of gear parts with precision forging technology. Precision forging of gears has a lot of advantages, because it allows the manufacture of gear parts without flash and consequently without the need for subsequent machining operations. This paper mentions to precision forging technology using finite element method combined with experiment to produce the straight bevel gear used as automobile and ships... The result of experiment for the selected conditions of design parameters is in good agreement with the predicted results of simulation. The results obtained can provide a guide for forming parameters optimization for straight bevel gears.

Keyword: Precise forging, Straight bevel gears

Vibration analysis of Mindlin plate on elastic foundation by Continuous Element Method

Nguyen Manh Cuong, Tran Ich Thinh

Hanoi University of Science and Technology E-mail: [email protected]

A Continuous Element for Mindlin plate resting on elastic foundation is presented by including the effects of shear and rotator inertia. This approach gives good results in medium and high frequency range. Numerical examples confirm advantages of this model: high accuracy, computing time and volume of data storage saved.

Keywords: Continuous Element Method, thick plate, vibration analysis, Mindlin plate, elastic foundation


HUST-SME 22

Mô phỏng quá trình phát triển của vết nứt ở điều kiện tải trọng mixed-mode bằng phương pháp XFEM

Vương Văn Thanh, Đỗ Văn Trường

Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy & Rôbốt, Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội Email: [email protected]

Dự báo sự lan truyền vết nứt trong các kết cấu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp. nghiên cứu này giới thiệu phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng (xfem) để xác định sự phát triển vết nứt trong vật liệu khối ở điều kiện tải trọng mixed-mode. luật tiêu chuNn phá hủy xfem được thiết lập thông qua giá trị thực

nghiệm c

IG và

c

IIG ở kiểu phá hủy thuần túy mode i và mode ii. kết quả mô phỏng

số mẫu thử đĩa arcan thu được gần giống với các kết quả thu được từ thực nghiệm.

Từ khóa: Phần tử hữu hạn mở rộng XFEM, phát triển vết nứt

Simulation of crack propagation in homogeneous materials in mixed mode by using extended finite element method

Prediction of crack propagation in homogeneous materials is one of very important tasks in estimating the service life of structure. The purpose of this paper is to use the extended finite element method (XFEM) to predict crack propagation in structure under mixed mode loading. The basic input parameters of the extended

finite element model such as the critical energy release rates ICG , IICG and the

material constant η were evaluated based on experiments. The simulated results show that the obtained basic parameters can use to predict crack propagation in certain structure with the same material.

Keywords: XFEM, the critical energy release rate, crack propagation.

Ứng dụng tiêu chu9n phá hủy Cockroft & Latham trong mô phỏng quá trình phá hủy dẻo khi đột lỗ

Nguyễn Trung Kiên, Phạm Văn Nghệ

Bộ môn Gia Công Áp Lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong các quá trình gia công cơ khí ta bắt gặp nhiều phương pháp liên quan đến biến dạng phá hủy của vật liệu như cắt gọt, cắt đột, dập khối…quá trình biến dạng phá hủy vật liệu thường xảy ra nối tiếp quá trình biến dạng dẻo vật liệu. trong đồ thị thử kéo vật liệu thì bắt đầu giai đoan mẫu bị co thắt cục bộ cũng là lúc quá trình biến dạng phá hủy xảy ra và kết thúc khi hai phần vật liệu tách hẳn nhau. trở lực giảm về


HUST-SME

23

không. quá trình này xảy ra khá phức tạp đối với các tính toán lý thuyết. ngày nay chúng ta ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với các tiêu chuNn phá hủy thích hợp để mô phỏng một quá trình biến dạng phá hủy. nội dung bài báo này giới thiệu một nghiên cứu mô phỏng quá trình phá hủy vật liệu theo tiêu chuNn cockroft & latham trong nguyên công đột lỗ phôi dạng tấm.

Từ khóa: Phá hủy dẻo, Cockroft & Latham

Application of cockroft & latham criteria to simulate ductile fracture of piercing process

In many mechanical manufacturing processes often find fracture phenomena such as machining cutting, shearing for sheet blank and in some cases of forging process. Ductile fracture occurs next to the period of plastic forming, when the metal experiences stress exceeds its yield strength. In tensile test, specimen begins to neck local when the fracture is being happened and ended with two separated materials. Load decreases to zero immediately. This fracture process is complicated in theory analysis and applications. Nowadays we apply finite element method and appropriate fracture criteria to simulate a fracture process. In this study, the Cockroft & Latham criteria is applied to simulate fracture process in piercing of sheet blank.

Keywords: Ductile fracture, cockroft & latham criteria

Nghiên cứu phương pháp xác định thông số công nghệ dập lăn ép cơ bản trong tạo hình các chi tiết tấm có kích thước lớn

Nguyễn Đắc Trung1, Lê Trung Kiên1, Nguyễn Ngọc Tú1, Trần Hải Đăng2

1- Bộ môn Gia Công Áp Lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2- Đại học Sao đỏ E-mail: [email protected]

Hiện nay, nhu cầu chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp từ các tấm thép cỡ lớn với chiều dài lên tới 12 m, chiều dày từ 5 mm đến 35 mm phục vụ cho công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy móc, thiết bị cơ khí đang ngày càn tăng. Trước đây, để chế tạo các chi tiết như vậy chủ yếu vẫn dùng công nghệ uốn tạo hình cục bộ trên khuôn hay hàn ghép nối các chi tiết có kích thước nhỏ. Các công nghệ này thường mất nhiều thời gian, độ chính xác của chi tiết thấp và bị hạn chế bởi không gian làm việc của máy. Vì vậy, bài báo dưới đây trình bày các kết quả nghiên cứu mới về công nghệ dập lăn ép cho phép nâng cao độ chính xác chi tiết, nhanh chóng tạo hình được các sản phNm có biên dạng 2D và 3D. Công nghệ dập lăn ép sẽ được triển khai và minh chứng hiệu quả đối với việc tạo hình các chi tiết của vỏ tàu thủy tại các nhà máy đóng tàu Việt nam.

Từ khóa: Dập lăn ép, tạo hình tấm lớn.


HUST-SME 24

Research on methods to determine basic technological parameters of press rollforming for forming of big sized parts

Nowadays, in shipbuilding and mechanical engineering the demand for producing of complicated and big sized parts made by steel sheet with length to 12 m, thickness from 5 mm to 35 mm is increased incessantly. Formerly, the technology for forming of those parts is usually uesd local bending with die or welding from many smal sheets. But, this technology needs long time for manufacturing, product has low accuracy and that is not easy to make big sized parts due to restriction of working space of equipment. Hence, this paper deals with new technology press-rollforming, which can be enhanced accuracy, saved producing time and made the parts with complicated shape. The press-rolling technology will be applied effectively to produce shell of ship in Vietnam’s shipbuilding.

Keywords: Press-rolling, Forming of big sized sheet.

Mô phỏng quá trình phát triển vết nứt dọc theo bề mặt ghép đôi của cặp vật liệu Cu/Si bằng phương pháp VCCT

Đỗ Văn Trường1, Lê Văn Lịch2

1-Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2- Sinh viên K51- ĐHBKHN


Tốc độ giải phóng năng lượng tới hạn Gc thường được sử dụng để đánh giá độ bền phá hủy của bề mặt chung của cặp vật liệu ghép đôi. Trong nghiên cứu này, một phương pháp xác định tốc độ giải phóng năng lượng tới hạn ở dạng phá hủy thuần túy mode I (GIC) và thuần túy mode II (GIIC) của cặp vật liệu Cu/Si được đề xuất dựa trên các kết quả thực nghiệm và hàm tiêu chuNn phá hủy Kinloch. Độ lớn GIC và GIIC đối với cặp vật liệu Cu/Si được xác định tương ứng là 0,95 (J/m2) và 2,844 (J/m2). Phương pháp Virtual Crack Closure Technique (VCCT) sử dụng các giá trị GIC, GIIC được áp dụng để mô phỏng quá trình phát triển của vết nứt tại bề mặt chung của cặp vật liệu Cu/Si. Các kết quả tính toán số được so sánh với thực nghiệm, qua đó, tính khả dụng của phương pháp đề xuất được kiểm chứng.

Từ khóa: VCCT

Simulation of crack propagation along cu/si interface by using virtual crack closure technique

Sử dụng mô h This paper aims to predict crack propagation along the interface of bi-material. The focus was to determine input parameters of finite element model constructed by Virtual Crack Closure Technique (VCCT). Two types of specimens,


HUST-SME

25

including a four-point bending beam and a cantilever beam were conducted. The critical energy release rate GIC and GIIC were determined based on the interface toughness function. A comparison between the simulation results and experimental ones shown that the proposed method can use to predict crack growth in multi-layer structures with micro, nanoscale components.

Keywords: VCCT

Nghiên cứu ứng suất và biến dạng khi hàn dầm chữ I

Nguyễn Tiến Dương

Bộ môn Hàn & CNKL - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Dầm hàn tiết diện chữ I được ứng dụng rộng rãi trong các kết cấu xây dựng, cầu đường, cầu trục,… Các kết cấu dầm tiết diện chữ I được chế tạo bằng phương pháp hàn thường là những dầm có kích thước (chiều dài, chiều rộng và chiều cao) lớn. Vì vậy khi hàn thường xuất hiện các biến dạng lớn. Nếu quy trình công nghệ hàn không hợp lí sẽ để lại các ứng suất dư sau khi hàn rất lớn. Biến dạng dư sau khi hàn làm biến đổi hình dạng và kích thước của dầm, ảnh hưởng đến quá trình chế tạo kết cấu và chất lượng của nó. Ứng suất dư sau khi hàn làm giảm khả năng làm việc của dầm. Vì vậy việc nghiên cứu ứng suất và biến dạng dư sau khi hàn dầm chữ I cho phép đánh giá khả năng làm việc của dầm và đưa ra các biện pháp để giảm biến dạng tăng độ chính xác khi chế tạo các kết dầm. Bài báo này đi vào nghiên cứu, tính toán ứng suất và biến dạng do co dọc và do co ngang gây ra khi hàn dầm chữ I. Trước hết vùng ứng suất tác động và nội lực tác động được xác định. Tiếp theo là biến dạng co dọc, biến dạng góc, mô men uốn và độ võng dư của dầm sau khi hàn được tính toán. Cuối cùng là một số biện pháp để giảm ứng suất và biến dạng khi hàn dầm chữ I.

Từ khóa: Ứng suất, biến dạng hàn, dầm chữ I, biến dạng dài, biến dạng góc.

Study on residual stress and distortion in I beam welding

Welded beams in I section are used widely in constructions, bridges, cranes,… The I beam made by welding are often the big beams (great length, wide width and large height). If the welding technology is not reasonable, there are high residual stresses and deformations. The residual distortions after welding change the shape and the size of beam. They affect the manufacturing process and the quality of structures. The residual stresses after welding that remain in welding beam reduce the work capacity of the beam. So the study of residual welding stresses and distortions in I beam permits to assess the work capacity of the beam and to select the measures to reduce the distortion in order to increase the accuracy during beam welding. This paper goes into research, calculation of stresses and distortions due to


HUST-SME 26

longitudinal and transverse shrinkage after I beam welding. First, the action stress zones and action internal loading are determined. Next, longitudinal shrinkage distortion, angle distortion, bending moment and residual deflection are calculated. Finally, this paper mentions a number of measures to reduce residual stress and distortion in manufacture of I beam welding.

Keywords: Welding stress, welding distortion, I welding beam, longitudinal shrinkage distortion, angle distortion.

Tình Johnson-Cook mô phỏng trình phá hủy vật liệu do va chạm ở vận tốc lớn

Đinh Văn Hải1, Vũ Văn Tuấn2, Đỗ Văn Trường3

1-Bộ môn cơ học vật liệu và cán kim loại, Khoa Khoa học và công nghệ vật liệu 2- Sinh viên K51-ĐHBKHN, 3- Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot, Viện Cơ khí


Phá hủy vật liệu do va chạm ở vận tốc lớn rất khó kiểm soát trong thực tế (ví dụ: va chạm giữa đầu đạn và bia). Cơ chế phá hủy phức tạp và phụ thuộc không những vào thông số của vật liệu ở trạng thái tĩnh mà còn vào tốc độ biến dạng và nhiệt độ sinh ra trong quá trình va chạm. Trong nghiên cứu này, quá trình phá hủy vật liệu do va chạm của viên bi bằng đồng vào tấm nền đồng chất được mô phỏng. Mô hình Johnson-cook được sử dụng. Kết quả mô phỏng đã chỉ ra sự biến đổi nhiệt độ xung quanh vùng tiếp xúc giữa viên bi và tấm nền trong quá trình va chạm, và sự tồn tại ứng suất dư sau khi kết thúc quá trình va chạm.

Từ khóa: mô hình Johnson-Cook, va chạm.

Application of johnson-cook model to simulate material fracture process in high velocity impact

Material fracture process under high velocity impact is usually difficult to control in practice because of the complicated factors such as material property, the shapes of objects, strain rate and created temperature in impact process. In this study, the high velocity impact between steel projectile and copper goal is simulated by finite element method (FEM). Johnson-Cook material model is applied to predict fracture mechanism between projectile and goal in impact process. Obtained results show that the projectile velocity highly affects to fracture mechanism of the goal. In addition, the temperature field and flow stress around impact zone is also discussed more detail in this study.

Keywords: Johnson-Cook model, high velocity impact.


HUST-SME

27

Tính toán và tối ưu thiết kế kết cấu hàn bằng phương pháp số

Vũ Đình Toại

Bộ môn Hàn & CNKL, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Tiết kiệm vật liệu trong chế tạo kết cấu là vấn đề rất quan trọng, đem lại lợi ích kinh tế cao. Trên tinh thần đó, bài báo này trình bày giải pháp tính toán, thiết kế tối ưu kết cấu hàn bằng phương pháp số sử dụng phần mềm ANSYS 11.0 và phương pháp PTHH nhằm mục đích thiết kế ra kết cấu có kích thước nhỏ gọn nhất mà vẫn bảo đảm được khả năng làm việc trong điều kiện tải trọng cụ thể. Mặt khác, thông qua mô phỏng trường ứng suất và biến dạng của kết cấu trên máy tính, người thiết kế có thể dự đoán và đánh giá trước khả năng làm việc của kết cấu hàn cũng như ước định được tuổi thọ của chúng.

Từ khóa: Kết cấu hàn, tối ưu hóa bằng mô phỏng số

Computation and design optimization of the welded structure by the numerical method

Material savings in manufacturing of the structures are very important issues, to benefit economically. In that meaning, this article presents the solutions to compute and design the optimal welded structure by using ANSYS 11.0 software and finite element method (FEM) for the purpose of structural design with minimum weight while ensuring the ability to work in the specific load conditions. On the other hand, through simulating the stress fields and deformation of the structure on the computer, the designer can predict and evaluate before working ability of the structure as well as estimate the longevity of them.

Keywords: welded structure, optimization, FEM

Sử dụng lý thuyết phiến hàm mật độ ab-initio nghiên cứu ảnh hưởng của biến dạng cơ học đến tính sắt điện của màng mỏng PbTiO3

Đỗ Văn Trường1, Nguyễn Tuấn Hưng2

1- Viện Cơ khí- Đại học Bách khoa Hà Nội, 2- Sinh viên K51-ĐHBKHN E-mail: [email protected]

Vật liệu sắt điện PbTiO3 được sử dụng rộng rãi trong các các cơ cấu của truyền động MEMS/NENS và các bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng của biến dạng cơ học đến tính phân cực (sắt điện) của màng mỏng PbTiO3. Trọng tâm tập trung vào khảo sát sự thay đổi độ phân cực của hai bề mặt PbO và


HUST-SME 28

TiO2 khi chịu kéo nén dọc trục. Những tính toán mô phỏng dựa theo lý thuyết phiến hàm mật độ ab-iniito đã phát hiện ra rằng theo phương [010], độ phân cực trên bề mặt TiO2 bị giảm dần và triệt tiêu khi chịu biến dạng nén, trong khi đó độ phân cực trên cả hai bề mặt PbO và TiO2 lại tăng khi chịu biến dạng kéo. Theo phương [100], sự thay đổi đồng thời cả hướng và độ lớn của phân cực được phát hiện khi chịu biến dạng kéo. Ngoài những kết quả trên, quan hệ ứng suất biến dạng của màng mỏng PbTiO3 theo phương [010] và [100] cũng được khảo sát.

Từ khóa: Lý thuyết phiến hàm mật độ, biến dạng, màng mỏng, bề mặt.

Investigation of strain effects on ferroeletrcity in PbTiO3 thin films by using abinitio density functional theory

Ferroelectric (FE) materials with thin films structure have widely used in technology applications, e.g., actuators in MEMS/NEMS and nonvolatile random access memories (FeRAM). The focus of this study is put on the effects of uniaxial strain on polarization of PbO and TiO2 terminations in PbTiO3 thin films. Ab initio density-functional theory calculations has found that, with uniaxial strain along [010], polarization of TiO2 termination is suppressed and vanished under compression, while the polarization of both PbO and TiO2 terminations are enhanced under tension. For strain along [100], the direction and magnitude of polarization of both PbO and TiO2 terminations change under unaxial strain. In addition, the stress-strain curve of PbTiO3 thin films under strain along [100] and [010] is also investigated.

Keywords: density functional theory, polarization, strain, thin film, surface.

Uốn tấm Composite lớp dạng lượn sóng hình thang

Trần Ích Thịnh1, Trần Minh Tú?, Bùi Văn Bình2

1-Viện cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2- Khoa Cơ khí, Trường Đại học Điện Lực


Bài báo trình bày một số kết quả tính độ võng của tấm composite lớp dạng lượn sóng hình thang dưới tác dụng của tải trọng uốn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Trong đó, ảnh hưởng của biên độ lượn sóng, góc gấp nếp của bước sóng, độ dầy tấm, điều kiện biên được làm rõ cho một số loại vật liệu composite. Các tác giả xây dựng chương trình tính bằng Matlab dựa trên lý thuyết tấm bậc nhất có kể tới biến dạng trượt ngang của Mindlin; sử dụng phần tử tấm phẳng đẳng tham số tám nút, mỗi nút có năm bậc tự do. Ngoài ra, phần tử tấm gấp nếp được xây dựng để tính đến ảnh hưởng của xoay quanh phương pháp tuyến với mặt phẳng tấm. Kết quả số có độ tin cậy khi so sánh với một số kết quả đã công bố khác.


HUST-SME

29

Bending trapezoidal corrugated composite plate

This paper is presented some numerical results of bending and stresses analysis of a trapezoidal laminate composite plate under bending load using finite element method. The effects of fiber orientation, crank angle (folding angle), boundary conditions, thickness on the deflections, stresses of the plate were determined. The home Matlab programming using rectangular isoparametric plate element with five degree of freedom per node and Mindlin plate theory was built to computed the problems. The present results have been compared with published one (where available).

Keyword: bending analysis, stresses analysis, fiber orientation, folding angle, trapezoidal composite plate, finite element analysis, Mindlin plate theory.

Ứng dụng phương pháp FEM trong mô phỏng quá trình khoan tấm mỏng bằng mũi khoan phủ TiN

Nguyễn Duy Quân, Nguyễn Thị Phương Mai

Viện Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Ngày nay, trong lĩnh vực mô phỏng gia công cắt gọt và khả năng động lực học của máy công cụ đang ngày càng có nhiều thách thức. Sự tác động qua lại giữa máy công cụ và quá trình cắt dẫn tới rung động, làm ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt sản phNm, mòn dụng cụ và tính ổn định của quá trình cắt. Khi mô phỏng quá trình cắt với phương pháp phần tử hữu hạn, cần phải xem xét không chỉ ảnh hưởng của thông số quá trình như tốc độ cắt, bước tiến dao hoặc hình học của dụng cụ mà còn xem xét đánh giá những ảnh hưởng của thông số khác như chất lượng lưới, mô hình vật liệu – mô hình chảy dẻo vật liệu. Điều này là tương đối quan trọng và cần thiết trong bài toán mô phỏng để đưa ra được một kết quả hợp lý. trong bài báo này, mô phỏng được thực hiện là quá trình khoan với vật liệu dụng cụ cắt là thép gió (HSS) không có lớp phủ và có phủ một lớp TiN, vật liệu khoan là tấm phẳng thép Ansi 1045. Sử dụng phần mềm FEM Deform 3D chúng ta sẽ có cái nhìn chi tiết hơn về hoạt động khoan vật liệu, so sánh và đánh giá nhiệt độ - lực cắt - ứng suất trên mũi khoan có phủ và không phủ nhằm đưa ra nhận xét về ảnh hưởng của lớp phủ cứng tới chi tiết máy. Khoan là một quá trình phức tạp, hoạt động ở tốc độ cao với dụng cụ cắt và hình học phoi phức tạp. Thông qua mô phỏng, quá trình khoan được xem xét một cách tường mình và rõ ràng, nhiều thông tin có thể đạt được mà không dễ dàng có được qua làm thực nghiệm.

Từ khóa: Mô phỏng khoan, FEM, Mũi khoan phủ TiN


HUST-SME 30

Simulation the drilling process by HSS dill coated TiN film using fem method

Today, in the simulation of machining and capacities relating to dynamics of machine tools is increasingly challenging. The interaction between the machine tool and cutting process inpired to vibration, it will affect on surface quality of the product, tool wear and the stability of the cutting process. When simulating the cutting process with the finite element method, we need to consider not only the effects of process parameters like cutting speed, step forward or geometry of the tool but also effects of other parameters such as mesh quality, material models - yield model. This is relatively important and necessary in the simulation to give a reasonable result. The simulation done is a drilling process using HSS steel and TiN coated HSS steel material for drill bit, Ansi 1045 for workpiece. Through simulations using FEM software Deform 3D, we will have a more detailed about drilling activity, comparing and evaluating of temperature - shear - stress on the uncoated and coated drill to give conclusions and influence of hard coatings to machine parts.. Drilling is a complex process, operating at high speed with cutting tool geometry and chip complexity. Through simulation, the drill was considered explicitly and clearly, more information can be obtained while experiments is very difficult to do.

Keyword: Drilling simulation, FEM, dill coated TiN film

Xác định tải trọng phá hủy uốn của tấm composite lớp dạng gấp nếp bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Trần Ích Thịnh1, Trần Minh Tú, Bùi Văn Bình2

1- Viện cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2- Khoa Cơ khí, Trường Đại học Điện Lực


Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số như: góc gấp nếp, độ dầy, điều kiện biên của tấm composite lớp dạng gấp nếp khi chịu tải trọng uốn. Chương trình Matlab dựa trên lý thuyết tấm bậc nhất có kể tới biến dạng trượt ngang của Mindlin được xây dựng bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để tính độ võng, ứng suất và tải trọng phá hủy uốn theo thuyết bền Tsai-Wu. Trong chương trình này, các tác giả sử dụng phần tử tấm phẳng đẳng tham số tám nút, mỗi nút có năm bậc tự do và phần tử tấm gấp nếp-xây dựng bằng cách đưa vào bậc tự do xoay quanh phương pháp tuyến với mặt phẳng tấm (như bậc tự do thứ sáu). Kết quả số có độ tin cậy khi so sánh với một số kết quả đã công bố khác (trong một số trường hợp riêng).

Determination of bending failure load of folded composite plate by finite element method


HUST-SME

31

This paper analyzed failure of a folded laminate composite plate under bending load. Base on the finite element method and Mindin plate theory, the Matlab programming were built to computed the deflection, stresses and bending failure load of the plate according to Tsai-Wu and maximum stresses critical. This analysis was used rectangular isoparametric plate element with five degree of freedom per node and constructive folded plate element and including added sixth drilling degree of freedom, zθ , corresponding to the rotation about the normal axis of individual plate. The present results have been compared with published one (where available).

Keyword: failure analysis, folded composite plate, Tsai-Wu, stresses critical, finite element analysis, Mindlin plate theory.

Mô phỏng số 3D quá trình biến dạng dẻo khi ép TITAN trong kênh gấp khúc có tiết diện không đổi (ECAP)

Phạm Quang, Nguyễn Thị Hoàng Oanh, Đỗ Minh Nghiệp

Viện Khoa học và Kỹ thuậtvật liệu Trường Đại học Bách khoa Nội,


Bằng phần mềm MSC.SuperForge2002 trên cơ sở phương pháp phần tử khối hữu hạn (FVM) đã mô phỏng số 3D quá trình công nghệ và tính toán, phân tích sự biến thiên của biến dạng, ứng suất, tốc độ biến dạng khi Ti bị ép bằng kỹ thuật ECAP. Sự phân bố các đại lượng đó được mô tả trên các mặt cắt dọc và ngang của mẫu.Đã khảo sát sự biến thiên của các đại lượng này tại các điểm tâm tiết diện dọc theo trục mẫu với các tốc độ ép khác nhau (1, 10 và 20 mm/s) ở 400oC. Nhờ vậy đã có thể đánh giá các đặc điểm của quá trình công nghệ chi phối cơ chế biến dạng dẫn đến sự hình thành cấu trúc siêu mịn của titan trong quá trình ECAP.

Từ khóa: Mô phỏng số, ECAP

3D simulation of plastic deformation during equal channel angular pressing of pure titan

The plastic deformation behavior of pure Ti during equal channel angular pressing (ECAP) was 3D-simulated using the finite volume method of the commercial code MSC.Superforge. The effective strain, strain rate and effective stress were calculated and analyzed to understand its local and global deformation characteristics. The predicted plastic deformation behavior of the titanium during ECAP within a theoretical total strain of ≈ 1.7 upon a single pass with three different ram speeds (v = 1, 10 and 20 mm/s) at 400 oC was compared. The resulted strain showed different values in outside region and was homogenous in central region of the ECAPed Ti.


HUST-SME 32

Keyword: Numerical simulation, ECAP

Wear behavior ot thermal barrier ceramic coatings

Le Thuong Hien

Mechanical Engineering School, Electric Power University, Hanoi E-mail: [email protected]

The sliding wear behavior of ZrO2-22wt%MgO (MZ), ZrO2-8wt%Y2O3 (YZ) and ZrO2-20wt%CaO (YZ) deposited on a casting aluminum alloy with bond layer (NiCrCoAlY) by plasma spray against an SiC ball was investigated under dry test conditions at room temperature. At all load conditions, the wear mechanisms of the MZ , YZ coatings were almost the same but the CZ is not similar to them. The wear mechanisms of YZ and MZ involved the forming of a smooth film by material transferred on the sliding surface and pullout. The wear mechanisms of CZ showed pull-out was on the worn surfaces. The wear rate of the MZ coating was less than that of the YZ coating. The EDX analysis of the worn surface indicated that material transfer was occurred from the SiC ball to the disk. It was suggested that the material transfer played an important role in the wear performance.

Keywords: Plasma spray, Wear mechanism, Zirconia, Fracture toughness

Vibration analysis of thick laminated composite cylindrical shells filled with fluid by Continuous Element Method

Ta Thi Hien1, Nguyen Manh Cuong2, Tran Ich Thinh3

1-Hanoi University of Transport, 2-Hanoi University of Science and Technology 3-Hanoi University of Science and Technology


This paper investigates the vibration analysis of thick laminated composite cylindrical shells filled with fluid by a new approach: the Continuous Element Method (CEM). This type of shells is representative of certain key components of complex structures used in industries such as aerospace, nuclear and naval. Based on the analytical solutions of the differential equations of thick composite cylindrical shell taking into account the shear deflection effects, the dynamic transfer matrix has been built from which natural frequencies are easily calculated. The velocity potential and Bernoulli’s equation are adopted to express the fluid-shell interaction. A computer program is developed for performing the numerical calculations and


HUST-SME

33

results from specific case studies are presented. Numerical results of this research are compared to available results in the literature and then to results obtained by the Finite Element Method (FEM). Through different examples, advantages of CEM are confirmed: reduced size of model, higher precision, reduced time of computation and larger range of studied frequencies.

Keywords: Vibration analysis, laminated composite, CEM

Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số ma sát tiếp xúc đến sự phân bố ứng suất dọc theo biên dạng răng của đôi răng côn răng thẳng ăn khớp

Đỗ Văn Trường, Đỗ Mạnh Hùng

Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy & Rôbốt, Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Hệ số ma sát giữa đôi răng côn răng thẳng ăn khớp thường bỏ qua hoặc nếu kể đến thì thường đưa dưới dạng một hệ số ảnh hưởng, do đó sự phân bố ứng suất dọc theo biên dạng răng khi đôi răng ăn côn răng thẳng khớp chưa sát với phân bố ứng suất trên thực tế. Trong nghiên cứu này, bài toán 3D tiếp xúc giữa đôi răng côn răng thẳng ăn khớp được đề nghị. Hệ số ma sát của đôi răng ăn khớp thay đổi từ 0 đến 0,2 được xem xét. Kết quả thu được chỉ ra rằng sự phân bố ứng suất dọc theo biên dạng răng có sự khác biệt khi hệ số ma sát tiếp xúc thay đổi.

Từ khóa: Ma sát tiếp xúc, phân bố ứng suất dọc theo biên dạng răng

Nghiên cứu nâng cao độ cứng vật liệu thiêu kết từ bột thép có bổ sung W, TiC hạt mịn

Hà Minh Hùng1, Vũ Trung Tuyến1, Nguyễn Hà Tuấn2

1-Viện Nghiên cứu Cơ khí , 2-Viện Công nghệ, Bộ quốc phòng E-mail: [email protected]

Bài báo trình bày một số kết quả thực nghiệm nghiên cứu khả năng nâng cao độ cứng vật liệu thiêu kết từ bột thép có bổ sung W, TiC hạt mịn, sử dụng để chế tạo tay biên động cơ mô tô HONDA-C100 theo mẫu thiết kế GF6 của Nhật Bản, làm việc ở chế độ tải trọng thay đổi chiều, có va đập với tần suất cao. Bột nền được sử dụng là bột thép hợp kim hóa thấp nhập ngoại có hàm lượng Cu, Ni, Mo, Zn-Stearate, Grafit UF4 trong khoảng 0,5÷ 2,0% được nghiền trộn bổ sung thêm các hạt cứng W và TiC với hàm lượng 0,5 ÷ 1,5% tính theo khối lượng. Vật liệu sau ép tạo hình và thiêu kết


HUST-SME 34

được dập nóng trong khuôn nửa kín để tạo hình sản phNm tay biên động cơ mô tô HD-GF6, nhiệt luyện ở các chế độ thích hợp và xác định độ cứng nhận được đối với 3 phân vùng quy ước khác nhau. Kết qủa thực nghiệm cho phép hoàn thiện quy trình công nghệ luyện kim bột để định hướng áp dụng đối với nhóm sản phNm tay biên động cơ ô tô và mô tô phân khối lớn. Bài báo giới thiệu khái quát một phần kết quả nghiên cứu của nhóm nghiên cứu, đồng thời là một trong những đóng góp khoa học của nghiên cứu sinh đang làm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” tại Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương.

Từ khóa: Vật liệu thiêu kết, bột W, TiC hạt mịn

Research on increasement of material hardness of sintered steel powder with added W, fine-grained TiC

This paper presents some experimental results studying the possibility of improving the material hardness of sintered steel powder with added W, TiC fine particles, used to manufacture motorcycle engines connecting rod HONDA-C100 following Japanese design GF6, working in the direction changed load, in collision mode with high frequency. Used powder is a low-alloy steel powder imported with content of Cu, Ni, Mo, Zn-stearate, graphite UF4 of about 0.5 ÷ 2.0%, and was added crushed mixing hard particles W and TiC with the concentration of 0.5 ÷ 1.5% by weight. Material after pressing and sintering were formed within the semi-enclosed hot stamping to form the connecting rod of the HD-engine motorcycles GF6, annealing at the appropriate mode and determines the hardness of three different areas. Experimental results complete the process for powder metallurgy technology to application to connecting rod product groups and automobile engine motorcycles with large cylinder. This paper introduces a generalization of research results of the research team, and is one of the scientific contributions of graduate students doing Ph.D. thesis Technical subjects “Material forming technology” in Mechanical Engineering Research Institute - Ministry of Industry and Trade.

Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực va đập khi hàn nổ tới độ bền và cấu trúc mối hàn vật liệu bimetal thép các bon – thép hợp kim dụng cụ làm

dao cắt công nghiệp

Hà Minh Hùng, Nguyễn Gia Tín

Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công Thương E-mail: [email protected]

Báo cáo trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của một số chế độ nổ tới chất lượng vật liệu bimetal thép CT.3 – thép hợp kim dụng cụ 65Г sau hàn nổ, thông qua tiêu chí tổng hợp đánh giá chất lượng mối hàn là độ bền bám dính và


HUST-SME

35

đặc điểm tổ chức tế vi kim loại tại vùng lân cận biên giới 2 lớp. Trên cơ sở đó lựa chọn miền các thông số nổ thích hợp đảm bảo chất lượng phôi bimetal đủ yêu cầu kỹ thuật cho việc chế tạo một số dụng cụ cắt công nghiệp tùy theo lĩnh vực sử dụng cụ thể và đề xuất giải pháp công nghệ cho phép nâng cao hiệu suất sử dụng phôi bimetal trong điều kiện hàn nổ có giới hạn trên trường nổ ở Việt Nam. Nội dung báo cáo là một phần đóng góp mới về mặt khoa học và ứng dụng thực tiễn của tác giả và nghiên cứu sinh đang làm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật theo các chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu”,“Kỹ thuật máy công cụ” tại Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương.

Từ khóa: Hàn nổ, Bimetal.

To study the effect of pressure shock in explosive welding on strength and structure of weld carbon steel bimetal materials - steel alloy applied in

industrial cutting tools The report presents the results of experimental studies on the effects of a burst

mode to the quality of materials CT.3 bimetal steel - alloy tool steel after welding explosion 65Г through general criteria for quality assessment. Weld bonding is reliable and economic characteristics of the metal held in the border areas adjacent two layers. Based on that domain selection explosion parameters appropriate to ensure adequate quality workpiece bimetal technical requirements for making a cutting tool according to industry sector specific and use the proposed technology solutions for enhanced performance in the use of workpiece bimetal explosion welding conditions on the explosion limits in Vietnam. The contents of the report is a contribution to new scientific and practical applications of the author and graduate student doing PhD thesis in the specialized techniques "Material forming technology", "Machine-tools technology" at the Engineering Research Institute - Ministry of Industry and Trade.

Nghiên cứu vật liệu Bimetal thép 08S – hợp kim đồng BCuSn6Pb6Zn3 luyện kim bột dùng để chế tạo bạc cân bằng xe ô tô vận tải hạng nặng

Hà Minh Hùng, Nguyễn Minh Đạt


Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng công nghệ luyện kim bột để tạo phôi vật liệu bimetal thép 08s – hợp kim đồng BCuSn6Pb6Zn3 ở quy mô sản xuất pilốt trong điều kiện Việt Nam, dùng cho chế tạo bạc cân bằng xe ô tô vận tải hạng nặng ngành khai thác mỏ và ô tô tải thông dụng. Kết quả của việc tạo ra một lớp phủ công nghệ làm vật liệu trung gian trên bề mặt lớp thép các bon thấp trước khi rải bột hợp kim đồng đã làm tăng chất lượng bám dính giữa chúng rất


HUST-SME 36

đáng kể. Ngoài ra, các lỗ chứa dầu mỡ trên lớp hợp kim đồng chịu mòn thiêu kết của tấm phôi vật liệu bimetal được tạo ra bằng phương pháp cán lăn đã làm giảm thiểu các nguyên công cắt gọt, cũng như giảm tiêu hao kim loại mầu quý hiếm, góp phần làm giảm giá thành chế tạo và tăng sức cạnh tranh trên thị trường nội địa so với hàng nhập khNu từ Trung Quốc hiện nay.Ứng dụng công nghệ luyện kim bột phù hợp hơn so với phương pháp đúc hoặc cán dính tạo phôi vật liệu bimetal làm bạc trượt do không đòi hỏi đầu tư thiết bị gia công áp lực công suất lớn. Đây cũng là ý tưởng định hướng nghiên cứu của nghiên cứu sinh theo Đề cương chi tiết đề tài Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” đã được triển khai thực hiện tại Viện Nghiên cứu Cơ khí, có gắn kết với một đề tài NCKH cấp Bộ Công Thương kế hoạch năm 2011 của nhóm tác giả.

Từ khóa: Bimetal, luyện kim bột

Research on the Material of 08S bimetal steel - copper alloys BCuSn6Pb6Zn3 powder metallurgy for making balancing bushes of heavy transport vehicles

This paper presents some results of experimental application of powder metallurgy to produce steel billet 08s bimetal material - copper alloy BCuSn6Pb6Zn3 pilot scale production in conditions of Vietnam, used to make balancing bushes of the heavy mining vehicles and common trucks. The result of creating a technology that overlays the intermediate material on the surface of low carbon steel layer before spraying metal powder increased the quality of adhesion between them is considerable. In addition, the holes contain oil on copper alloy layer wear resistant sintered material of the bimetal plate workpiece created by means of rolling rolls made to minimize the machining resources, as well as reducing consumption of non-ferrous metals, to reduce manufacturing costs and increase competitiveness on the domestic market against imports goods from China. Applications of powder metallurgy technology suitable than the method of casting or roll-create workpiece bimetal materials sliding bearing and do not require investment to high capacity metal forming equipments. This is also the idea of research-oriented graduate students in detailed outline of PhD thesis specialized technique "material forming technology" has been implemented at the Engineering Research Institute, have associated with a subject of Research Projects of Ministry of Industry and Commerce in 2011 of the authors.

Nghiên cứu vật liệu Trimetal Thép – Nhôm – hợp kim nhôm hệ Al – Sn – Cu dùng làm bạc trượt động cơ ô tô công suất đến 350 mã lực

Hà Minh Hùng, Nguyễn Văn Nam



HUST-SME

37

Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng công nghệ phối hợp hàn nổ, biến dạng cán và xử lý bề mặt để tạo phôi vật liệu trimetal thép 08s – nhôm Al – hợp kim nhôm AO9-2 trong điều kiện Việt Nam, dùng cho chế tạo bạc biên và paliê trong động cơ ô tô vận tải có công suất đến 350 mã lực. Việc tạo ra một lớp phủ bề mặt đặc biệt có chiều dày 20÷25µm trên lớp hợp kim nhôm chịu mòn cho phép cải thiện tính chất ma sát học của nó và tăng khả năng chịu tải trọng tới hạn của bạc trượt trimetal theo tiêu chí [p.V] đáng kể. Ứng dụng công nghệ phối hợp này trong điều kiện Việt Nam hiện nay phù hợp hơn so với phương pháp cán dính tạo phôi vật liệu bimetal làm bạc trượt do không đòi hỏi đầu tư thiết bị gia công áp lực công suất lớn. Ngoài ra, việc tạo hình bạc biên và paliê động cơ ô tô từ phôi vật liệu trimetal bằng phương pháp lốc uốn thay cho dập uốn có thể làm giảm thiểu các nguyên công tạo hình chi tiết, ổn định độ bung của bạc trượt hai nửa, cũng như giảm tiêu hao vật liệu tiêu tốn cho nguuyên công phay mặt đầu, góp phần làm giảm giá thành chế tạo. Đây cũng là định hướng nghiên cứu theo Đề cương chi tiết của nghiên cứu sinh làm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” đang được triển khai thực hiện tại Viện Nghiên cứu Cơ khí, dựa trên hỗ trợ thực nghiệm của Chủ nhiệm đề tài NCKH cấp Bộ Công Thương trong kế hoạch năm 2012 đã được phê duyệt của nhóm tác giả.

Từ khóa: Trimetal.

Research on Materials of Trimetal Steel - Aluminium - Aluminium alloy system Al - Sn - Cu used for sliding bearing in automobile engine

powered to 350 hp This paper presents some results of experimental studies applied technology

coordinating explosive welding, rolling deformation and surface treatment to create workpieces of steel trimetal 08s - Al aluminum - aluminum AO9-2 in Vietnam, used to make a connecting rod bush and palie in motor trucks with a capacity of up to 350 horsepower. The creation of a special surface coating has a thickness of 20 ÷ 25 µ m above grade aluminum alloy for improved corrosion resistant properties of its study of friction and increase the critical load of the sliding bearing trimetal [p.V] criteria significantly. Application of this technology collaboration in Vietnam at present conditions more suitable than stick approach rolled bimetal material to create workpiece by sliding bearing requires no investment in equipment and processing capacity pressures. In addition, the molding connecting rod bush and palie of automobile engines trimetal material by filtration instead of bending press bending may reduce the resources of visual information, extracting the stability of the sliding bearing halves , as well as reduce the cost of materials consumed for the face milling step, to reduce manufacturing costs. It is also oriented research detailed outline of a graduate student doing PhD thesis specialized technique "Material forming technology" is being implemented at the Engineering Research Institute, based on support experimental Manager Research Projects of the Ministry of Industry and Commerce in the plan approved in 2012 by the authors.


HUST-SME 38

Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc biên giới liên kết kim loại vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao sau hàn nổ

Hà Minh Hùng, Lương Văn Tiến


Bài báo trình bày một số kết quả thực nghiệm nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tế vi vùng biên giới các lớp kim loại vật liệu trimetal thép CT.3 – nhôm AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 nhận được bằng phương pháp hàn nổ tại Viện Nghiên cứu Cơ khí (Bộ Công Thương), sử dụng làm chi tiết trung gian đề hàn kết cấu thép với hợp kim nhôm độ bền cao trong công nghiệp đóng tầu thủy. Hàn nhôm và hợp kim nhôm với nền thép rất phức tạp bởi tính hàn kém, đặc điểm quá trình hàn luôn đi kèm sự hình thành và phát triển nhanh của lớp màng liên kim hệ Fe - Al trong mối hàn, điều đó dẫn tới giảm chất lượng kết cấu đáng kể hoặc tự bong tách phá hủy nó trong quá trình sử dụng. Vì thế việc lựa chọn đúng chế độ hàn và kích thước chiều dày 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm sao cho đảm bảo hạn chế ảnh hưởng cuả nhiệt độ nung nóng khi hàn kết cấu thép – hợp kim nhôm độ bền cao ở mức thấp nhất là rất quan trọng, có ý nghĩa khoa học và ứng dụng trong công nghiệp. Bài báo giới thiệu khái quát một phần kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả, đồng thời là một trong những đóng góp khoa học của nghiên cứu sinh đang làm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” tại Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương.

Từ khóa: Trimetal

To study the structural features associated metal border trimetal steel materials - aluminum - aluminum alloy high strength after explosive

welding

This paper presents some experimental results studying structural features of the boudary micro-structure of metallic material layer trimetal CT.3 steel - aluminum AA1050 - AA5083 aluminum alloy obtained by explosive welding method at the Institute Engineering studies (Ministry of Industry and Trade), used as intermediaries to weld structural steel with high strength aluminum alloys in marine shipbuilding industry. Welding aluminum and aluminum alloy with steel substrates is complicated by the poor weld, the welding characteristics accompany the formation and rapid development of inter-metal layer system Fe - Al in the weld, which leads to significantly reduced structural quality or self-split and self-destructive during its use. So selecting the right welding mode and thickness of 3 layers trimetal steel - aluminum - aluminum alloy that ensures to limit influence of heating temperature when welding steel structures - strength aluminum alloy high at the lowest level is very important, have a significant scientific meaning and application in industries. This paper introduces a generalization of the researching results of the authors, and is one of the scientific contributions of graduate students doing Ph.D. thesis with the


HUST-SME

39

subjects on “Material forming technology” in Engineering Research Institute - Ministry of Industry and Trade.

Ứng dụng công nghệ hàn nổ để tạo phôi bimetal thép các bon – thép dụng cụ làm dao cắt công nghiệp có chiều dài lớn

Hà Minh Hùng, Nguyễn Gia Tín


Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của một số chế độ nổ tới biến dạng dẻo vật liệu bimetal thép CT.3 – thép dụng cụ 65Г do va đập vào đế nổ cứng và chất lượng mối hàn. Trên cơ sở đó lựa chọn đúng kích thước hình học các tấm vật liệu thép CT.3 và thép 65Г đảm bảo lượng dư gia công cơ khí thích hợp cho việc chế tạo sản phNm dao cắt công nghiệp liền khối có chiều dài lớn (dưới 2.000 mm) đến thành phNm trong điều kiện trang thiết bị sản xuất công nghiệp hiện có ở Việt Nam. Ngoài ra còn đề cập đến một vài đặc điểm cấu trúc kim loại tại biên giới 2 lớp vật liệu bimetal sau hàn nổ, minh chứng cho khả năng sử dụng để chế tạo dao cắt công nghiệp làm việc ở tải trọng không chịu va đập đáng kể, ví dụ như dao cắt tôn loại mỏng, dao xén giấy. Bài báo giới thiệu khái quát một phần kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả, đồng thời là một trong những đóng góp khoa học của các nghiên cứu sinh đang làm Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Kỹ thuật máy công cụ” và “Công nghệ chế tạo máy” tại Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương.

Từ khóa: Hàn nổ, Bimetal

Application of explosive welding technology to create bimetal carbon steel workpiece for industrial cutting tools with large length

This paper presents experimental results to examine the impact of some explosion modes to the plastic deformation of bimetal steel CT.3 and 65Г steel due so that it also impact on weld quality. On that basis, select the correct size geometry CT.3 sheet steel materials and steel 65Г ensure outstanding mechanical quality suitable for the manufacture of industrial cutting products, monolithic with the length (less than 2000 mm) to the finished product in terms of equipment manufacturing industry is in Vietnam. There is also mentioned about some features of metal structures at the border two bimetal material layer after explosive welding, demonstrates the ability to produce the industrial tools working under the load without significant impact, for example, thin cutting knife, paper cutting knives. This paper introduces research results of the authors, and is one of the scientific contributions of graduate students doing Ph.D. thesis specialized technique "machine


HUST-SME 40

tool technology" and "The technology of machine-tools”, at Mechanical Engineering Research Institute - Ministry of Industry and Trade.

Ứng dụng hàn nổ để tạo phôi vật liệu bimetal thép –hợp kim đồng làm thanh cái dẫn điện của bộ chuyển mạch dòng điện động lực cho đầu máy

tầu vận tải khoáng sản trong công nghiệp khai thác mỏ

Hà Minh Hùng, Đào Hồng Thái


Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng công nghệ phối hợp hàn nổ và ép chảy để tạo phôi vật liệu bimetal thép kỹ thuật điện – hợp kim đồng BCu80Zn20 làm thanh cái dẫn điện của bộ chuyển mạch dòng điện động lực cho đầu máy tầu vận tải khoáng sản trong ngành công nghiệp khai thác mỏ ở Quảng Ninh. Sản phNm chế thử được kiểm tra tại Trung tâm Đo lường Kỹ thuật điện thuộc Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam có chất lượng tương đương thanh cái bimetal thép – hợp kim đồng của Nga sản xuất theo một số tiêu chí đánh giá như: độ bền bám dính 2 lớp thép và hợp kim đồng, điện trở riêng, khả năng chống ăn mòn điện hóa trong môi trường nhiệt Nm ở Việt Nam. Khả năng mở rộng phạm vi ứng dụng trong các hệ thống truyền tải điện động lực của mạng lưới xe buýt chạy điện trong các thành phố lớn, tầu hỏa vận chuyển hành khách thuộc Đường sắt Việt Nam thay thế đầu máy chạy dầu diesel là hoàn toàn khả thi, đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Kết qủa nghiên cứu trong công trình này là một phần nội dung Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” của nghiên cứu sinh tại Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công Thương.

Từ khóa: Hàn nổ, Bimetal

Application of explosive welding to create the workpiece of material of bimetal steel-copper alloy as a conductor bar of the current switcher

for locomotive of mineral transport in the mining industry

This paper presents some experimental research results of application of technology coordinating explosive welding and press to create a workpiece of bimetal material electrical steel - copper alloy bars BCu80Zn20 as the electrical conductivity switcher of locomotive transporting of minerals in the mining industry in Quang Ninh province. Trial-manufactured products are checked at the Center for Measurement of Electrical Engineering Group Coal - Minerals of Vietnam have similar quality bar steel bimetal - Russian alloys produced according to some evaluation criteria such as: 2 layer adhesion strength steels and alloys, resistivity, resistance to electrochemical corrosion in moist heat environment in Vietnam. The


HUST-SME

41

ability to expand the scope of applications in the power transmission system network dynamics of electric buses in major cities, passenger trains of Vietnam Railways to replace diesel locomotive is complete feasible, minimizing environmental pollution. The results of this research project is part of the contents of Engineering PhD thesis subjects “Material forming technology" by graduate student in Mechanical Engineering Research Institute, Ministry of Industry and Commerce.

Ứng dụng công nghệ luyện kim bột để chế tạo thanh cái dẫn điện từ vật liệu trimetal thép – hợp kim đồng của bộ chuyển mạch dòng điện động

lực

Hà Minh Hùng, Đào Hồng Thái


Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng công nghệ luyện kim bột để chế tạo vật liệu bimetal thép 08s – hợp kim đồng BcuSn4Pb4Zn2WCdO làm thanh cái tiếp xúc điện kiểu đóng ngắt của bộ chuyển mạch có điện áp 6 kV và 35 kV, cường độ dòng điện đến 600÷1500 A trong hệ thống cung cấp điện động lực cho đầu máy của tầu vận tải đường sắt. Sau thiêu kết lần 1 tạo lớp phủ bằng bột hợp kim đồng trung gian (BCuSn4Pb4Zn2) có chiều dày 0,5÷2,0 mm trên bề mặt lớp sắt armko, sử dụng lò thiêu kết có khí H2 bảo vệ quy mô phòng thí nghiệm. Lớp phủ có tính năng của tiếp xúc điện kiểu trượt ở bề mặt ngoài trực tiếp với chi tiết đối ứng có chiều dày 2,5÷3,0 mm là bột hợp kim đồng trung gian có trộn bổ sung thêm cácbít vonphram với hàm lượng 5÷10% k.l. WC nhận được bằng cách thiêu kết lần 2 nhằm mục tiêu tăng độ bền mòn cơ học của nó, sử dụng lò thiêu kết quy mô công nghiệp tại một doanh nghiệp sản xuất bạc trượt bimetal. Vật liệu trimetal được thử phá hủy để xác định độ bền bám dính và khảo sát tổ chức tế vi vùng biên giới liên kết 2 lớp tại Viện Nghiên cứu Cơ khí và PTN Vật liệu học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đồng thời có gửi mẫu nghiên cứu để kiểm tra đối chứng tại Trường Đại học Kỹ thuật Dresden – CHLB Đức. Kết qủa nghiên cứu thực nghiệm này là đóng góp mới về mặt khoa học ứng dụng trong công trình Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật chuyên ngành “Công nghệ tạo hình vật liệu” của nghiên cứu sinh tại Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công Thương.

Từ khóa: Luyện kim bột, Trimetal

Application of powder metallurgy technology to manufacture main bar conductive material trimetal steel - copper alloys of current switchers

This paper presents some results of experimental application of powder metallurgy to produce steel bimetal 08s material - copper alloy bars


HUST-SME 42

BcuSn4Pb4Zn2WCdO make electrical contact type switching of the switching voltage of 6 kV and 35 kV, amperage to 600 ÷ 1500 A power supply system for the locomotive force of the ship railway. After sintering was first made by powder coating the intermediate alloys (BCuSn4Pb4Zn2) with 0.5 ÷ 2.0 mm thick surface layer of iron armko, using H2 gas furnace sintered protect laboratory scale experience. Overlay features of the electrical contacts on the outside and slide directly with details of reciprocal thickness 2.5 ÷ 3.0 mm copper alloy powder is mixed with the intermediate carbide vonphram added in concentrations 5 ÷ 10% NR WC obtained by sintering second aim was to increase the mechanical strength of its erosion, sintering furnaces used industrial-scale manufacturing enterprises in a sliding bearing bimetal. Trimetal material tested to determine destroy the adhesion strength and economic survey organizations of the border area linking two classes at the Institute of Mechanical and Materials Laboratory - Hanoi University of Science and Technology, while have sent a sample to test controls at Technical University of Dresden - Germany. The results of this experimental study is to contribute new scientific applications in the work of Doctor of Engineering thesis subjects of “Material forming technology" by graduate student in Mechanical Engineering Research Institute, Ministry of Industry and Trade.

Xác định các tham số đàn nhớt của vật liệu đẳng hướng siêu đàn hồi dạng cao su bằng thí nghiệm kéo một phương và trượt thuần túy. Ứng

dụng tính toán số trong phần tử hữu hạn.

Hoàng Sỹ Tuấn

Bộ môn Sức bền vật liệu - Trường Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Vật liệu dạng cao su vừa có tính đàn hồi cao, lại vừa có tính đàn nhớt do đặc tính của vật liệu phụ thuộc vào tốc độ đặt tải cũng như thời gian giữ tải. Để mô tả đặc tính đàn nhớt của loại vật liệu này hàm năng lượng biến dạng Helmholtz thường được sử dụng, kết hợp với các phương trình tiến triển (evolution equations) để điều khiển các đại lượng biến đổi của vật liệu, cụ thể ở đây là các thành phần ứng suất. Các tham số vật liệu tương ứng với mô hình đưa ra sẽ được ước lượng thông qua các thí nghiệm cơ bản được thực hiện nhiều bước ở trạng thái nghỉ (relaxation tests). Cuối cùng là một số kết quả mô phỏng quá trình biến dạng của vật liệu compozit dạng cao su được tính toán trong phần tử hữu hạn.

Từ khóa: Tham số đàn nhớt, siêu đàn hồi


HUST-SME

43

Phương pháp Galerkin để giải bài toán ổn định phi tuyến của vỏ trụ kín không hoàn hảo chịu nén dọc trục có cơ tính biến thiên

Đào Văn Dũng, Lê Khả Hòa

Đại học Quốc gia Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo này trình bày nghiệm giải tích để nghiên cứu sự ổn định phi tuyến của vỏ trụ tròn kín mỏng chịu nén dọc trục có cơ tính biến thiên tuân theo hai quy luật: hàm luỹ thừa và hàm mũ theo bề dầy. Phương trình ổn định và phương trình tương thích nhận được bằng cách sử dụng lý thuyết vỏ Donnel có tính đến yếu tố phi tuyến hình học von Karman và yếu tố không hoàn hảo hình học ban đầu. Sử dụng phương pháp Galerkin để thiết lập hệ thức tìm tải tới hạn và đường cong tải - độ võng. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số hình học, mode vồng, độ không hoàn hảo và tỷ phần thể tích đến tải vồng và đường cong tải-độ võng sau vồng của vỏ trụ. Trường hợp vỏ trụ hoàn hảo kết quả trùng với kết quả của bài báo được giải bằng phương pháp Ritz.

Từ khóa: Vỏ trụ, ổn định phi tuyến, vật liệu FGM, không hoàn hảo.

44

PHÂN BAN

CƠ ĐIỆN TỬ

Phân ban Cơ điện tử

HUST-SME

45

Hệ thống vận chuyển mẫu kích thước micro: Tiềm năng ứng dụng

Phạm Hồng Phúc

Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot – Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo này tổng kết lại những nghiên cứu gần đây về hệ thống vận chuyển siêu nhỏ (micro transportation system) trong lĩnh vực MEMS (micro electro mechanical system). Chúng được định nghĩa và phân ra thành ba loại dựa vào cách thức mang và vận chuyển các mẫu vật siêu nhỏ (Dùng chất lỏng, đệm khí-từ và đNy trực tiếp). Ưu nhược điểm của chúng đã được phân tích và so sánh. Tác giả cũng trình bày ba kiểu hệ thống vận chuyển siêu nhỏ bằng cách di chuyển các xe nhỏ mang các mẫu vật sử dụng bộ kích hoạt răng lược kiểu tĩnh điện. Các hệ thống vận chuyển này được chế tạo bằng công nghệ MEMS trên tấm silicon kép (silicon on insulator wafer). Tương lai chúng có thể được dùng trong y tế (phân loại và kiểm tra tế bào), trong công nghệ sinh học (vận chuyển, sắp xếp và kết hợp các tế bào sinh học) hoặc trong nghiên cứu vật liệu mới (vận chuyển và phân loại ống các bon nano-CNT).

Từ khóa: MEMS, hệ thống vận chuyển micro (MTS), bộ kích hoạt tĩnh điện kiểu răng lược (ECA).

Micro transportation system: Potentianl Applications

This paper summarized and reviewed recent studies of micro transportation systems (MTS) in the MEMS field. Micro transportation systems can be identified and classified into three categories based on the contact types between the objects and the actuators (i.e. liquid-based, solid-based and air-bearing type). Their advantages and disadvantages were also analyzed and compared. The authors have proposed and developed three types of solid-based MTS utilizing electrostatic comb-drive actuators and ratchet mechanisms to drive the micro container in straight and curved paths. These MTSs have been fabricated with silicon-on-insulator (SOI)-MEMS technology and tested successfully. In the near future, MTSs can be applied in different fields such as medicine (to classify and test blood cells), in bioengineering (to capture, sort and combine bio-cells, DNA), or in micro robot systems.

Keywords: Micro transportation system (MTS), Electrostatic comb-drive actuator (ECA).


HUST-SME 46

Micro mô tơ dẫn động bằng các bộ kích hoạt tĩnh điện quay

Đặng Bảo Lâm1, Phạm Hồng Phúc1, Vũ Ngọc Hùng2 , Trịnh Quang Thông3

1-Viện Cơ Khí, ĐHBK HN, 2-ITIMS, ĐHBK HN,3-Viện Vật lý, ĐHBK HN E-mail: [email protected]

Trong bài báo các tác giả trình bày về phương án cải tiến micro mô tơ hoạt động dựa trên các bộ kích hoạt tĩnh điện quay kiểu răng lược. Nhờ có các cơ cấu chống đảo chiều và các cơ cấu truyền động, chuyển động lắc qua lại của các bộ kích hoạt được chuyển đổi thành chuyển động quay một chiều của vành răng ngoài. Những cải tiến về kết cấu của các cơ cấu truyền động giúp khắc phục được vấn đề về hiện tượng trượt khi làm việc cũng như vấn đề về khe hở tồn tại khi thiết kế và chế tạo, vốn bắt buộc phải có do sử dụng công nghệ gia công ion hoạt hóa sâu DRIE. Các kết quả thu được cho thấy micro mô tơ được thiết kế có thể hoạt động tốt, đủ điều kiện để tiếp tục chế tạo, đo đạc và thử nghiệm.

Từ khóa: Micro mô tơ, bộ kích hoạt tĩnh điện quay

Rotational Micro Motors Driven by Electrostatic Comb-drive Actuators

In this paper the authors present a design of a new micro rotational motor driven by four silicon electrostatic comb-drive actuators (ECA). Reciprocating movement of the ECAs is conversed to unidirectional rotating movement of the outer ring thanks to movement-transmission and anti-reverse mechanisms. Novel and improved design of the movement-transmission mechanisms overcomes the sliding problem and gap problem after deep reactive ion etching of silicon. Acquired results shows that the proposed model is ready for the next steps – fabrication and test of the micro rotational motor.

Keyword: Micro Motors, Electrostatic Comb-drive Actuators.

Chế tạo, đo đạc và kiểm tra đặc tính của bộ kích hoạt nhiệt kiểu dầm chữ V dẫn động motor hai chiều

Nguyễn Tuấn Khoa1, Đặng Bảo Lâm1, Trịnh Quang Thông2, Phạm Hồng Phúc1

1-Bộ môn Cơ sở thiết kế máy & robot, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 2-Viện Vật lý, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội


Bài báo này trình bày kết quả đo đạc, kiểm tra hoạt động của motor nhiệt hai chiều với bộ kích hoạt nhiệt kiểu dầm chữ V dẫn động thanh trượt trong motor. Kết quả đo đạc quan hệ chuyển vị bước - điện áp của dầm đNy và của thanh trượt trong các bộ kích hoạt nhiệt loại 3, 6 và 10 cặp dầm tại các tần số từ 1 đến 30 Hz, ứng với


HUST-SME

47

các giá trị điện áp từ 15 đến 40 V chỉ ra rằng các bộ kích hoạt nhiệt hoạt động tốt trong dải điện áp từ 15 đến 30V; ở dải tần số từ 1 đến 20 Hz thì chuyển vị bước tại cùng một điện áp tăng khi số cặp dầm tăng. Bộ kích hoạt loại 10 cặp dầm cho chuyển vị của dầm đNy và thanh trượt lớn nhất (tại điện áp 30V chuyển vị của dầm đNy là 17µm và của thanh trượt là 17µm) và đồng thời cũng hoạt động tốt đến tần số 20 Hz. Ưu điểm của motor nhiệt dẫn động bởi dầm V là kích thước gọn, đơn giản trong gia công và điều khiển, đạt độ chính xác cao vì chỉ sử dụng một mặt nạ nên dễ triển khai nghiên cứu, đo đạc và ứng dụng.

Từ khóa: MEMS, motor tuyến tính, bộ kích hoạt nhiệt, dầm chữ V.

Fabrication, testing and checking characteristics of the bi-directional linear motor with V-shaped thermal actuators

This paper reports the test and measurement results of the bi-directional linear motor with V-shaped thermal actuators. Relation between the displacements and driving voltages of the thermal acutators was established for 3, 6 and 10 beams type of actuator, with the frequencies ranged from 1 to 30 Hz, and driving voltages ranged from 15 to 40 V. Obtained results showed that the actuators worked well in the voltage range from 15 to 30 V. Working in the frequency range from 1 to 20 Hz, the actuator with a larger number of the beams provides a larger displacement. The actuator with 10 beams can work smoothly to the frequency of 20 Hz and provided the largest displacements (17µm at the driving voltage of 30V). The advantages of V-shaped thermal actuators are small size, simple fabrication (needs only one mask) and simple control system.

Keywords: MEMS, linear motor, thermal actuator, V-shaped beam

Nâng cao khả năng công nghệ cho robot hàn bằng đồ gá di động

Phan Bùi Khôi1, Đỗ Anh Tuấn2, Nguyễn Quang Hưng3

1-Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2-Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo

3-Viện Nghiên cứu khoa học Dạy nghề-Tổng cục Dạy nghề E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Hiện nay robot hàn được sử dụng nhiều ở nước ta. Trong quá trình hàn thông thường, vật hàn được kẹp chặt trên đồ gá cố định, robot chuyển động đưa mỏ hàn di chuyển dọc theo mối hàn. Hướng và vị trí tương đối giữa mỏ hàn và vật hàn được xác định theo điều kiện kỹ thuật hàn. Tính phức tạp về hình dạng và chất lượng mối hàn phụ thuộc vào không gian làm việc, số bậc tự do và giới hạn chuyển động của các khâu tại các khớp của robot. Trong số các giải pháp nhằm tăng khả năng công


HUST-SME 48

nghệ của robot hàn để thực hiện các mối hàn phức tạp về hình dạng, kích thước người ta sử dụng đồ gá di động.

Bài báo này trình bày phương pháp khảo sát, tính toán đồ gá di động cho robot hàn để thực hiện các mối hàn phức tạp. Mô hình cơ học hệ thống robot-đồ gá di động được dẫn ra. Các giải thuật tính toán động học làm cơ sở điều khiển chuyển động phối hợp của robot và đồ gá được trình bày. Các ví dụ ứng dụng được thực hiện. Các kết quả được kiểm tra bằng đồ thị và hình ảnh mô phỏng động.

Từ khóa: Robot hàn, đồ gá hàn, đồ gá di dộng, mối hàn, quỹ đạo hàn, mỏ hàn.

Technological capability improvement of welding robots by using the moving jig

Today, the welding robots are used widely in our country. In a typical welding process, the workpiece is clamped on the fixed jig, the robot moves to lead the welding gun along the welding trajectory. The relative position and orientation between the workpiece and the welding gun is determined by conditions of welding technique. The complexity and the quality of butt-weld line depend on the workspace, the degrees of freedom and the limit of motion of the joints of robot. There are many different ways to improve the technological capability of the welding robot to performing the butt weld with the complex shape and various sizes, among them, using the moving jig is very popular choice.

In this paper the method of investigation and calculation of the moving jig for the welding robot to perform the complex butt weld is represented. The mechanical mechanism is shown. The algorithms of kinematic calculation basing for control of relative motion of the robot and the jig are represented. Some application examples are performed. The results are verified by the graphs and the simulation of operation.

Keywords: Welding robot, welding jig, moving jig, butt weld, welding trajectory, welding gun.

Motor hai chiều dẫn động bằng bộ kích hoạt nhiệt

Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Nguyễn Đình Hướng, Phạm Hồng Phúc

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy & robot, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo này trình bày kết quả thiết kế, tính toán lý thuyết, mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và đo đạc thực nghiệm bộ kích hoạt nhiệt dẫn động hệ motor tuyến tính bởi biến dạng nhiệt của dầm silicon dạng chữ V khi cho dòng điện chạy qua. Tính toán, mô phỏng và đo đạc thực nghiệm ở điện áp U = 5 ÷ 30V, với từng hệ dầm khác nhau về số lượng cặp dầm là 3, 6 và 10, thu được chuyển vị bước của thanh từ 12 đến 18 µm và lực đNy của bộ kích hoạt cỡ hàng chục mN.


HUST-SME

49

Kết quả mô phỏng cho thấy ưu điểm của bộ kích hoạt nhiệt là kích thước của hệ thống nhỏ, sinh ra lực đNy lớn và có thể xem là tuyến tính. Qua đó có thể thấy việc sử dụng bộ kích hoạt nhiệt dẫn động hệ motor tuyến tính là hướng nghiên cứu mới, có tính ứng dụng tốt trong công nghệ MEMS.

Từ khóa: MEMS, bộ kích hoạt nhiệt, dầm chữ V.

Bi-directional linear motor with V-shaped actuators

This paper reports a design, theoretical calculation, FEM simulation and also the measurement results of the bi-directional linear motor driven by V-shaped thermal actuators. All the calculation, simulation and experiments datas were collected with the driving voltages ranged from 5 to 30 V, and with the number of the beams equals 3, 6 and 10, respectively. Obtained displacements of the shutter were in a range of 12 - 18 µm, and forces generated by the actuator had an value of tens of mN. The simulation results point out the advantages of the thermal actuators such as small size, ability to generate a large driving force and linearity of the relation between driving voltages and displacements.

Keywords: MEMS, thermal actuator, V-shaped beam

Tìm miền làm việc của lớp rô bốt song song không gian


Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rô bốt, Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Miền làm việc là một trong những thông số kỹ thuật của Rôbốt song song, cho biết phạm vi và khả năng hoạt động của khâu thao tác ứng với vị trí xác định của cơ cấu. Cho đến nay vẫn chưa có một phương pháp nào xác định miền làm việc mang tính tổng quát với mọi cơ cấu, do tính đa dạng và phong phú về kết cấu cũng như kích thước của các loại Rô bốt song song. Trong bài báo này tác giả trình bày phương pháp số để tính miền làm việc của lớp Rô bốt song song có cấu trúc động học không gian dựa trên hệ phương trình động học và các điều kiện ràng buộc về kích thước. Trên cơ sở đó áp dụng khảo sát miền làm việc đối với Rôbốt kiểu Hexaglide, các kết quả được lập trình tính toán trên phần mềm Matlab.

Từ khóa: Miền làm việc, Robot song song

Working space of the class of spatial parallel robots

A working space is the one of the deciding technical parameters of the parallel robot, giving the information about the boundary and moving ability of the end-effector in each working position of the robot. Until now, there has been no general


HUST-SME 50

method for determining working space for all the robot structures. The reason is the structural and dimensional differecies between the parallel robots. In this paper, the author presents a numerical method for establishing working space of the class of spatial parallel robots based on the set of kinematic equations and the condition of dimension of the robots. The author also applied this method for finding the working space of the Hexaglide robots. The calculated results are taken from the Matlab software.

Keywords: Working space, parallel robots

Điều khiển bốn kênh phản hồi lực của hệ thống SMMS Teleoperation

Đỗ Đức Nam1, Hoàng Văn Bao1, Nguyễn Xuân Bình2

1- Bộ môn Cơ sở thiết kế máy & robot, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 2- Sinh viên Cơ điện tử 2- K51, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội


Bài báo đề xuất một phương pháp điều khiển lực phản hồi mới cho hệ thống Single Master Multi Slaves (SMMS) điều khiển từ xa với bốn kênh truyền thông có trễ. Trong nghiên cứu này, các tác giả đề xuất một phương pháp điều khiển vị trí cho vật được gắp bởi hệ thống robot công tác slave và một giải thuật điều khiển lực phản hồi trên cơ sở điều khiển PD để gửi các thông tin về vị trí, lực giữa hai kênh của hệ thống Teleoperation. Mục tiêu của các phương pháp này là mong muốn đạt được sự an toàn trong quá trình gắp vật của các robot slave và cải thiện tính đồng nhất của hệ thống SMMS Teleoperation. Để chứng minh tính ổn định của hệ thống điều khiển đã đề xuất, một phương pháp dựa trên các định nghĩa của Lyapunov là từ đầu vào đến trạng thái ổn định (ISS) để chỉ ra tính ổn đinh của toàn bộ của hệ thống teleoperation có phản hồi lực. Một vài kết quả mô phỏng đã minh chứng về tính hiệu quả của các đề xuất trên

Force Reflecting Control of SMMS Teleoperation System

This paper focuses on a new force-reflecting control of Single Master Multi Slaves (SMMS) teleoperation, and time varying communication delay. In this work, we propose a new position tracking control for object grasping and a new FR algorithm based on PD control to transfer the positions, and force imformation between both sides of teleoperation.The goal of these methods are to achieve the secure grasping by multiple slave robots and improve the tracking performance and transparancy of the cooperation SMMS teleoperation system. To analyse stability of the system, one method based on Lyapunov technique is concerned, the input-to-state stability (ISS) small gain approach is used to show the overall force-reflecting teleoperation to be input-to-state stable. Several simulation results show the effectiveness of our proposed algorithm


HUST-SME

51

Keywords: teleoperation; impedance control; force-reflection; communication delays; input-to-state stability; ISS;

Nhận dạng phi tập trung cho quá trình đa biến trong vòng kín

Trịnh Thị Khánh Ly1, Hoàng Minh Sơn2

1- Khoa Công nghệ tự động, Đại học Điện lực, 2- Bộ môn Điều khiển tự động, Viện Điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội


Trong bài báo này các tác giả trình bầy vấn đề tương tác giữa các vòng điều khiển phi tập trung cho quá trình đa biến ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng của mô hình nhận dạng. Các phương pháp nhận dạng trực tiếp, gián tiếp và liên kết vào-ra được sử dụng để đánh giá và kiểm chứng mô hình. Đối tượng thực nghiệm được xét đến là hệ thống lò hơi gồm các vòng điều khiển áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt. Việc nhận dạng mô hình được thực hiện trên phần mềm Matlab.

Từ khóa: nhận dạng hệ thống

Decentralized identification for multivariable processes using from closed loop data

This paper exames the effect of the interaction between the decentralized control loops of multivariable processe on the quality of the model identification. The direct, indirect and joint input- ouput methods are used to evaluate and validate model. The experimental plant which is described in this paper, is the boiler control system with steam temperature and steam pressure control loops. The identified model has been obtained by using the software Matlab.

Keywords: identification syrtem

Mô tơ quay hai chiều dẫn động bằng các bộ kích hoạt nhiệt dạng chữ V

Đặng Bảo Lâm1, Đinh Khắc Toản1, Nguyễn Thế Hùng2

Bùi Việt Hưng2, Nguyễn Ngọc Hùng2, Phạm Hồng Phúc1

1- Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà nội, 2- Sinh viên K51 - ĐHBKHN E-mail: [email protected]

Trong bài báo này các tác giả đề xuất phương án thiết kế micro mô tơ quay hai chiều được dẫn động bằng bốn bộ kích hoạt nhiệt dạng chữ V. Bằng cách bố trí thích


HUST-SME 52

hợp, các bộ kích hoạt khi làm việc tạo ra các cặp ngẫu lực để dẫn động vành rô to bên ngoài. Nhờ cơ cấu phanh hãm, mô tơ được thiết kế có khả năng đổi chiều quay. Qua mô phỏng, có thể thấy với điện áp dẫn thấp mô tơ có thể tạo ra chuyển vị tương đối lớn. Các kết quả thu được cho thấy micro mô tơ được thiết kế đáp ứng đủ các điều kiện để có thể hoạt động hai chiều và để tiếp tục chế tạo thử nghiệm.

Từ khóa: Mô tơ quay, bộ kích hoạt kiểu răng lược

Bi-directional Rotational Micro Motor Driven by Chevron Electrothermal Actuators

This paper reports a design of a new bi-directional rotational micro motor driven by four chevrol electrothermal actuators. Rotation of an outer ring is achieved by conversion of reciprocating movement of the chevrol actuators, which are arranged in the configuration so that they can produce a couple of driving forces while working. Thanks to this arrangement of the actuators and two brake mechanisms, the motor is capable of moving bi-directionally. Simulation shows that the motor can produce a relatively large displacement with low driving voltage. Acquired results point out that the proposed model satisfied requirements of micro-motor, which is able to work bi-directionally, and is ready for the fabrication step.

Keywords: Rotational micro motor, comb-drive actuator

Thiết kế chế tạo hệ thống đo dùng cảm biến điện trở cho máy Xuyên tĩnh Nguyễn Huy Ninh

Bộ môn CN Chế tạo máy, Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà nội Email: [email protected]

Máy Xuyên tĩnh là thiết bị dùng để thực hiện các thí nghiệm hiện trường, nhằm xác định các thông số cơ học đất cho các nền móng công trình như: lực kháng xuyên, hệ số ma sát và áp suất lỗ rỗng. Hiện nay hầu hết các cơ sở khảo sát nền móng công trình ở Việt nam chỉ sử dụng loại máy Xuyên tĩnh có đầu đo chỉ thị bằng áp kế lò xo, không đo được áp suất lỗ rỗng của nước ngầm. Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu phương pháp thiết kế, chế tạo hệ thống đo dùng cảm biến điện trở cho máy Xuyên tĩnh. Hệ thống đo này có các chức năng: chuyển đổi lực, áp suất thành tín hiệu điện dùng các cảm biến điện trở ; khuếch đại đại tín hiệu nhận được từ cảm biến; chuyển đổi tín hiệu này sang dang digital; kết nối với máy tính có phần mềm xử lý số liệu để hiển thị kết quả đo, đồng thời vẽ các biểu đồ: lực kháng xuyên qc [KG/cm2], hệ số ma sát fs [KG/cm2], và áp suất lỗ rỗng po [KG/cm2], theo độ sâu h.

Từ khóa: Lực kháng xuyên; Hệ số ma sát; Áp suất lỗ rỗng.


HUST-SME

53

Designing and manufacturing a “Measures System” using strain gauge for cone penetration device

Cone penetration device is an apparatus which is used to measure the geotechnical engineering properties of infrastructure foundation such as: cone resistance, side friction and pore pressure. Currently most of the geotechnical and soil investigation companies in Vietnam only use the cone penetration device with indicator using spring manometer and thus the pore pressure of the underground water cannot be measured. This article will introduce the method of designing and manufacturing a “Measures System” using strain gauge for cone penetration device. The functions of the measures system are: (i) Transduces force, pressure into electrical signal using the strain gauge; (ii) amplifies the signal received from the strain gauge, (iii) converts amplified signal into digital signal; (iv) creates the computer interface and signal-dealing softwares to display the measured values and draw the charts of cone resistance qc [KG/cm2], the side friction fs [KG/cm2] and pore pressure po [KG/cm2] based on [h] depth.

Keywords: Cone resistance, Side friction and Pore pressure.

Nghiên cứu ứng dụng chuyển động của cánh tay người cho Robot

Lê Thanh Hải 1, Đào Khánh Dư 1, Phạm Văn Hùng 2

1- Trường Cao đẳng kỹ thuật Cao Thắng 2- Trường đại học Bách Khoa Hà Nội


Mạng thần kinh (Neural network) được phát triển để điều khiển cánh tay robot khi cần tạo ra những đường di chuyển cho robot. Trong nghiên cứu này, một mạng thần kinh nhiều lớp backpropagation đã được sử dụng để tạo ra các đường chuyển động nằm trong mặt phẳng thẳng đứng từ bộ dữ liệu chuyển động cánh tay của con người. Các mạng thần kinh được huấn luyện để có thể được sử dụng tạo ra các đường chuyển động trong thời gian thực. Các bộ dữ liệu của chuyển động cánh tay của người trong mặt phẳng thẳng đứng thu được từ hệ thống chụp chuyển động VICON và được phân loại thành hai loại đường chuyển động trước khi chuyển đến hệ thống thần kinh. Loại đường I, chuyển động cánh tay của con người đơn giản, có thể được dạy học và lặp lại một cách ổn định; nhưng loại đường II - chuyển động của cánh tay con người phức tạp hơn do đó mạng thần kinh cần được sửa đổi trước khi thực hiện các đường chuyển động dạng này. Một thuật toán huấn luyện hiệu quả đã được phát triển và tạo ra những chuyển động giống như cánh tay con người.

Từ khóa: Mạng thần kinh, mạng thần kinh nhiều lớp, điều khiển cánh tay robot, bộ dữ liệu chuyển động cánh tay


HUST-SME 54

Study on applying human arm’s motion to robot control

Neural network can be developed to control robot manipulator in tasks like path generation. In this research, a multi-layer back propagation neural network was utilized to generate the vertical paths from human arm motion datasets. The trained neural network could be used to generate the motion paths in real time. Human arm vertical motion datasets were obtained from VICON motion capture system then they were classified into two types of motion paths before transferring to the neural network. Type I - human arm motion paths were simple and could be trained and generated robustly, however type II, human arm motion paths were more complicated so the neural networks needed to be modified before training these ones. An effective training algorithm was developed and controlled successfully the human-like arm motion.

Keywords: Neural network, multi-layer back propagation neural network, robot arm path generation, human arm vertical motion datasets

Ước lượng độ không đảm bảo đo của bộ tạo góc phẳng nhỏ tại viện đo lường Việt nam

Bùi Quốc Thụ, Ngô Ngọc Anh, Vũ Khánh Xuân

Viện Đo lường Việt Nam E-mail: [email protected]

Bộ tạo góc phẳng nhỏ để tạo ra các góc nhỏ (nằm trong khoảng ≤ 2o) có độ chính xác cao là một phần của hệ thống chuNn đo lường góc phẳng dùng để hiệu chuNn các chuNn, thiết bị đo góc có độ chính xác thấp hơn. Nội dung của bài viết này đề cấp đến vấn đề xây dựng mô hình tính toán độ không đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) của bộ tạo góc phẳng nhỏ tại Phòng Đo lường Độ dài –Viện Đo lường Việt Nam (VMI).

Từ khóa: Bộ tạo góc phẳng nhỏ

Measurement uncertainty estimate for the small angle generator at Vietnam metrology institute

The small angle generator with the measuring range ≤ 2o and high precision is one part of the planar angle measurement standards system for calibrating lower - precision level standards and angle measuring instruments. This paper will discuss the modeling for calculating the measurement uncertainty for this generator at the Laboratory of Length Measurement – Vietnam Metrology Institute.

Keywords: Small angle generator


HUST-SME

55

Điều khiển con lắc ngược dựa trên đại số gia tử

Trần Đức Trung, Phan Bùi Khôi, Bùi Hải Lê

Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong bài báo này, ba bộ điều khiển gồm OHAFC (bộ điều khiển mờ tối ưu sử dụng Đại số gia tử – HAs), HAFC (bộ điều khiển mờ sử dụng HAs) và FC (bộ điều khiển mờ truyền thống) được thiết kế. Mục đích của bài báo là đưa con lắc ngược liên kết đàn hồi – giảm chấn chịu tải theo, chu kỳ từ vị trí chưa cân bằng về vị trí cân bằng. Các kết quả mô phỏng được đưa ra để thể hiện hiệu quả của OHAFC và HAFC khi so sánh với FC.

Từ khóa: Điều khiển mờ; đại số gia tử; con lắc ngược; thuật toán di truyền.

Fuzzy control based on hedge algebras of an invered pendulum

In this paper, three controllers including OHAFC (optimal fuzzy controller using hedge algebras – HAs), HAFC (fuzzy controller using HAs) and FC (classical fuzzy controller) are designed. Our attention is paid to the stability in the vertical position of a damped-elastic-jointed inverted pendulum subjected to a time periodic follower force. Simulation results are exposed to illustrate the effect of OHAFC and HAFC in comparison with FC.

Keywords: fuzzy control; hedge algebras; inverted pendulum; genetic algorithm.

Thiết kế hệ thống điện điều khiển cơ cấu nâng hạ giàn khoan tự nâng 90m nước

Phan Đăng Phong, Trần Đình Thuận

Viện Nghiên cứu Cơ khí, Số 4 Phạm Văn Đồng E-mail: [email protected]

Giàn khoan tự nâng 90m nước được sử dụng để phục vụ thăm dò, khai thác dầu khí ngoài khơi. Giàn khoan có kết cấu dạng khung giàn, thông thường có 3 chân, mỗi chân được nâng hạ bởi các cụm động cơ điện thông qua hộp giảm tốc đến hệ cơ cấu bánh răng – thanh răng. Hệ thống điều khiển nâng hạ cho chân giàn phải đảm bảo độ tin cậy, hiệu quả và khả năng dự phòng cao do điều kiện hoạt động ngoài biển. Việc điều khiển nâng hạ chân giàn khoan đòi hỏi những thao tác phức tạp, chính xác như điều khiển cân bằng giàn khoan trong các quá trình gia tải và tải trọng tĩnh… Bài báo sẽ trình bày về hệ thống điều khiển cho chân giàn khoan trên nền tảng cấu trúc điều khiển phân tán DCS (Distributed control system) dựa vào hệ PLC CPU 412-3H của Siemens hoạt động ở chế độ dự phòng nóng (Redundant mode). Hơn thế nữa, hệ


HUST-SME 56

thống điều khiển của toàn bộ cơ cấu cũng được điều khiển và giám sát tại màn hình Touchscreen 19” tại bàn điều khiển trung tâm, tạo thuận lợi cho người vận hành kiểm soát trạng thái hoạt động của hệ thống.

Từ khóa: Giàn khoan tự nâng, hệ thống điện điều khiển

Design control and monitoring system for elevating system of self- elevating Mobile Offshore Drilling Unit of 90 water meters

Ninety water meters Mobile Offshore Drilling Unit is used to explore and exploit oil offshore. Its structure is a frame type, mostly three legs and each leg is elevated by jacking gear motors together with rack and pinion devices. The elevating control system of legs must ensure reliability, effectiveness and redundancy because of offshore condition. The elevating controls always requires complicated and accuracy operation such as the rig balanced control in process of loading and static load.... This article shall present the control system for elevating rig legs, based on structure of distributed control system (DCS) and Siemens PLC of CPU 412-3H operated in redundant mode. Moreover, the control system is also controlled and monitored from touchscreen 19” at center control desk, facilitating the operators supervise running status of system.

Keywords: Self- elevating system, control and monitoring system

Giải pháp cắt biên dạng ống tự động điều khiển CNC

Phan Huy Lê, Bùi Văn Hạnh

Bộ môn Hàn & CNKL – Trường Đại học Kách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Việc chế tạo chân giàn khoan dầu khí và các hệ thống đường ống dẫn dầu, khí của các nhà máy lọc dầu đang là các công trình quan trọng, chiếm khối lượng lớn trong công nghiệp Việt Nam. Trong các công trình đó, việc chế tạo kết cấu hệ ống dẫn từ phôi thép ống chiếm chủ yếu. Việc cắt các ống đó yêu cầu chính xác đảm bảo khe hở hợp lý cho quá trình hàn lắp ghép hệ thống ống về sau, đặc biệt là các nút giao nhau của nhiều ống. Phương pháp cắt thủ công có nhược điểm là cho năng suất thấp và đặc biệt là khe hở hàn lớn làm tăng lượng kim loại đắp dẫn đến làm tăng ứng suất và biến dạng tại nút giao nhau của các ống. Giải pháp cắt tự động điều khiển CNC cho năng suất cao và mép cắt đẹp, khe hở hàn đồng đều. Điều đó cho phép nhận được mối hàn có chất lượng cao, ít cong vênh, biến dạng. Bài báo giới thiệu các kết quả nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống cắt tự động này. Nội dung bao gồm các phần : tính toán thiết kế hệ thống dẫn động và truyền động, xây dựng phương


HUST-SME

57

trình quỹ đạo cắt cho máy, thiết kế hệ thống điều khiển và xây dựng thuật toán điều khiển, mô phỏng hoạt động của hệ thống bằng OpenGL.

Từ khóa: CNC, cắt biên dạng ống tự động, ống dẫn dầu, nút.

Automatic pipe profile cutting by CNC control

The manufacture of auto-lifted oil-rig and the oil pipeline system in the petroleum refinery are important projects, occupying a large volume in Vietnam’s industry. In such works, the process of making structural system from steel tube is mostly works. The cutter tubes, especially the intersection of multiple tubes, are required to have accurate edge. It’s important to have precision gap welding in progress of assembly welding after that. Manual cutting has the disadvantages such as low productivity, wide, inexactly gap welding, wasting welding metal, leading to increase stress and strain in the intersections of the tubes. The solution automatically CNC controlled cutting causes the increasing performance, beautiful cutting edge, steady gap welding. This report introduces the result of research, design automotive cutting system. It includes four section: design calculation mechanical system, building equation of machine’s orbital, design controller and control algorithms, simulation the operation of the system in OpenGL environment.

Keywords: CNC, Automatic pipe profile cutting, oil pipe, nut.

Vi tay kẹp dẫn động bằng bộ kích hoạt nhiệt dầm chữ V

Đinh Khắc Toản, Phạm Hồng Phúc, Trần Văn Quân

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy & robot, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo trình bày kết quả thiết kế, tính toán lý thuyết và mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) vi tay kẹp dẫn động bằng sự giãn nở nhiệt của dầm silicon dạng chữ V khi cho dòng điện chạy qua. Tính toán, mô phỏng trong khoảng điện áp từ 5 tới 25V với bộ kích hoạt nhiệt loại 6 cặp dầm, thu được chuyển vị của đầu tay kẹp từ 1,52 tới 75,87 µm và khối lượng vật kẹp lớn nhất có thể kẹp được là 57 mg. Kết quả mô phỏng cho thấy ưu điểm khi sử dụng bộ kích hoạt nhiệt dẫn động là kích thước nhỏ gọn, sinh lực và chuyển vị lớn và có thể xem là tuyến tính. Qua đó có thể sử dụng bộ kích hoạt nhiệt dẫn động vi tay kẹp ứng dụng cho micro-robot thực hiện việc gắp và di chuyển mẫu kích thước micro trong các nghiên cứu y sinh/vật liệu mới.


HUST-SME 58

Từ khóa: công nghệ MEMS, vi tay kẹp (micro gripper), bộ kích hoạt nhiệt (electrothermal actuator).

A micro gripper driven by the thermal v-shaped actuators

This paper presents results of design, theoretial calculation and simulation by Finite-Element Analysis (FEM) for micro gripper driven by the electro-thermal V-shaped actuators. By calculating and simulating in the range of voltages from 5 to 25V for 6-couple-beam thermal actuator, we obtained the displacement of gripper ranged from 1,52 to 75,87 µm and the maximum weight of the gripped object is 57 mg. The simulation results clearly shows advantages of the thermal actuators, which are small system dimension, ability of generatin large forces and displacements, and also linear relationship between the driving voltages and displacements of theV-shaped structures. It creates a posibility of implementation of those thermal actuators in micro-robots, which can perform gripping and transporting micro samples in the biomedical or new material researching fields.

Keywords: MEMS, micro gripper, electrothermal actuator

Điều khiển đèn tín hiệu giao thông sử dụng bộ điều khiển PLC

Trần Thế Văn1, Trần Thị Thanh Hải2

1- Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 2- Bộ môn Máy & Ma sát học, Trường ĐHBK Hà Nội

E-mail: [email protected], [email protected]

Ở Việt Nam, sự phát triển của hệ thống giao thông chậm hơn nhiều so với các nước tiên tiến . Đặc biệt ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, … hiện tượng ùn tắc giao thông xảy ra thường xuyên. Nó ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển xã hội, vì vậy việc giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông là rất cần thiết và cấp bách trong cuộc sống. Vì vậy việc đưa ra giải pháp tối ưu điều khiển tín hiệu giao thông là rất cần thiết. Trong bài báo này, chúng tôi đưa ra phương pháp điều khiển đèn giao thông dùng bộ điều khiển PLC, chúng tôi thiết kế và mô phỏng điều khiển tín hiệu đèn cho ngã tư gồm 6 tuyến cho các giờ (giờ cao điểm, giờ bình thường) khác nhau trong ngày. Thời gian một chu kỳ của hệ thống điều khiển có thể thay đổi theo lượng người tham gia giao thông. Ở chế độ 3 pha, chu kỳ làm việc của hệ thống giờ bình thường là 90s, và giờ cao điểm là 120s. Chế độ 2 pha chỉ áp dụng cho giờ bình thường với chu kỳ làm việc của là 90s.

Từ khóa: Điều khiển PLC, đèn tín hiệu giao thông

Development of a traffic light control system using PLC


HUST-SME

59

In Viet Nam, the development of the transport system is much slower than the developed countries. Especially in big cities such as Hanoi, Ho Chi Minh, ... The phenomena of traffic jams occur frequently. It greatly influences on the development of social, thus solving the problem of traffic congestion is essential and urgent in life. Consequently, an optimized solution to the traffic signal control is required. In this article, we propose methods for control of traffic light system using PLC. We designed and simulated control signal lights for an intersection of six lines for every 24 hours (peak hours, normal hours) varying in date. A cycle time of the control system can change the amount of traffic participants. In three-phase mode, the cycles of the system for normal hours and the peak ones are 90 and 120 seconds, respectively. Two-phase regime is now only applied to normal working cycle of the system with 90 seconds.

Keywords: PLC Control, traffic light

Giới thiệu các hệ thống điều khiển CNC có cấu trúc dạng mở ứng dụng cho các máy công cụ điều khiển số

Nguyễn Thị Hồng Minh, Phạm Đức An

Bộ môn GCVL và DCCN, Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Hệ thống CNC có cấu trúc mở là một hướng đi tiên tiến trong việc tăng khả năng tích hợp của hệ thống điều khiển vào các ứng dụng khác nhau một cách linh hoạt, và giúp hệ thống hoạt động tốt với hầu hết các phần cứng điều khiển của các nhà sản xuất phần cứng “thứ 3” , đồng thời tạo ra sự dễ dàng hơn cho các nhà phát triển phần mềm ứng dụng điều khiển theo yêu cầu của người sử dụng. Hầu hết các hệ thống điều khiển hiện nay đã bắt đầu thể hiện tính mở của chúng, mặc dù chưa ở mức độ cao nhưng cũng cho phép người sử dụng và người phát triển hệ thống có thể đưa ra một hệ điều khiển theo định hướng riêng. Bài báo này đưa ra một nghiên cứu về các hệ thống điều khiển số CNC có cấu trúc mở và các thành phần của chúng, làm rõ sự phát triển các hệ thống điều khiển mở trên thế giới, đồng thời đưa ra hướng áp dụng hệ thống cấu trúc mở trong các máy công cụ điều khiển số

Từ khóa: Máy công cụ, OMAC, OSEC, Hệ thống điều khiển mở, CNC.

Control systems with open architecture for cnc machines

CNC control systems with open architectures is an advanced trend for enhancing the integration capability of the systems into different applications in a flexible way, which would result in a good compatibility between the hardware of the control system and various third party hardware. Such application would enhance also software developers to create control applications that would fit to users'


HUST-SME 60

requirements. Most control systems nowadays have a certain level of openness. This article aims at providing an overview of the control systems with open architectures and their component, pointing out the newest advancement in development of open architecture control worldwide, as well as providing a new method of application of open architecture control systems in CNC machine tools.

Keywords: Machine tools, OMAC, OSEC, open control systems, CNC.

Nghiên cứu thuật toán và mô phỏng các module nội suy và điều khiển quá trình tăng tốc giảm tốc của lõi điều khiển số trong hệ điều khiển số

CNC

Nguyễn Thị Hồng Minh, Phạm Đức An

Bộ môn GCVL và DCCN, Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Hệ thống điều khiển số CNC ngày càng có vai trò quan trọng trong việc tự động hóa các máy công cụ nói riêng và các hệ thống Cơ điện tử nói chung. Đối với các hệ cơ điện tử đa trục mà điển hình là các máy gia công điều khiển số như máy phay, máy tiện CNC… thì tính năng của bộ điều khiển số ngày càng được nâng cao giúp các quá trình chế tạo các sản phNm phức tạp được dễ dàng nhanh chóng và có chất lượng cao. Một bộ điều khiển số hoàn chỉnh cho một máy công cụ gồm nhiều module như MMI (khối giao tiếp với người sử dụng), NCK (lõi điều khiển số) và PLC (Bộ điều khiển logic lập trình được – điều khiển giám sát các tín hiệu vào ra trong các máy CNC). Trong các module này thì NCK có vai trò quan trọng như là trái tim của một bộ điều khiển với các chức năng như: dịch chương trình, nội suy, điều khiển tăng tốc giảm tốc, điều khiển vị trí, bù lỗi và điều khiển hệ thống servo của máy… Trong các module này module nội suy và module tăng tốc giảm tốc có vai trò rất quan trọng trong việc định vị trí dịch chuyển và đảm bảo sự chính xác của quĩ đạo dịch chuyển của máy. Với hai module này bộ điều khiển sẽ đưa ra được các vị trí và vận tốc mà máy sẽ có khi hoạt động để có được quĩ đạo đã được lập trình. Bài báo sẽ trình bày một vấn đề nghiên cứu sâu về hai module nội suy và module điều khiển quá trình tăng tốc giảm tốc, kết hợp với công cụ mô phỏng trên Matlab để lập chương trình mô phỏng các thuật toán áp dụng trong hai module này cũng như hoạt động của mô hình bàn máy phay điều khiển số CNC.

Từ khóa: CNC, nội suy, lõi điều khiển số, tăng tốc giảm tốc, tốc độ, thuật toán điều khiển, Matlab, tích hợp Solidworks vào Matlab.

Interpolation and acceleration modules of cnc kernel: algorithms and simulation


HUST-SME

61

CNC control systems play important roles in automating machine tools or mechatronic systems in general. For multi-axes systems such as CNC machine tools, the advancement in their control systems provide the possibility to produce complex parts effectively. A complete control system consists of various modules such as MMI, NCK an PLC. NCK, being the numerical control kernel, is considered the heart of the control systems with important functions such as compilation, interpolation, acceleration, position control, error compensation and servo system control. Among those, functions of interpolation and acceleration are crucial in determining the positions and the accuracy of the movement path. This article provide in depth study of these two modules with application on Matlab to simulate the working of the modules in context of CNC machine tools.

Keywords: CNC, interpolation, NCK, acceleration, control algorithm, Matlab, integration between Solidworks and Matlab.

Về sự phá hủy mỏi trong các linh kiện MEMS

Đinh Khắc Toản, Phạm Hồng Phúc, Đặng Bảo Lâm

Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam E-mail: [email protected]

Phần lớn các linh kiện Vi Cơ điện tử (MEMS) làm việc dưới tác động của tải trọng và ứng suất thay đổi có chu kỳ, vì thế cấu trúc của nó sẽ bị phá hủy dưới một biên độ ứng suất nhỏ sau một khoảng thời gian nhất định. Cho đến nay đã có một số phương pháp dự đoán tuổi thọ của linh kiện micro được đề xuất. Bài báo này trình bày các lý thuyết sử dụng trong nghiên cứu phá hủy mỏi của các linh kiện kích thước micro, các kết quả đạt được từ thí nghiệm về tuổi thọ cho cấu trúc MEMS bằng vật liệu silicon. Đồng thời các tác giả trình bày một các mô hình phá hủy mỏi đã đề xuất phục vụ cho việc thiết kế và chế tạo các thiết bị siêu nhỏ dùng trong lĩnh vực MEMS.

Từ khóa: công nghệ MEMS, phá hủy mỏi, lý thuyết mỏi.

On fatigue failure in mems components

Most of the MEMS components are affected by cyclic loadings and stresses, thus their structures would be destroyed under the stress with a small amplitude in a period of time. So far several approaches have been proposed to predict the lifetime of micro-components in MEMS devices. This paper reports the theories used for research on fatigue failure of MEMS elements, and presents the data equisition from the experiments on fatigue life for silicon-based structures. Authors also overview the modellings of the fatigue failure applied to design and fabrication of micro devices in the MEMS field.


HUST-SME 62

Keywords: MEMS technology, fatigue failure, fatigue theory.

Repetabality Evaluation of Pegasus Robot

Nguyen Trong Doanh 1, Do Anh Tuan 2

1- Mechanical Engineering School of HUST, 2- Hung Yen Pedagogic Technical University


One main characteristics of the industrial robot is the repetability. Actually the new or used robots imported into Vietnam, there are only the characteristics given by the supplier and the users can’t know whether the given characteristics are correct or not. The need to evaluate the repetability of a new imported robot or a used robot, which have two goals: one is to verify the caracteritics of imported robots and another is to find the cause of error in positioning of industrial robot. For evaluating of repetability we used a measuring system with 6 DOFs developed and calibrated at the manufacturing technology department of HUST. The Pegasus robot is one of two robot in CIM system. Using a statistical software for processing of required measuring data, we can calculate the repetability of Pegasus robot after a big quantity of measures. In this paper, we present a method of evaluating and resuls of evaluation of Pegasus’s repetability.

Keywords: Pegasus Robot

Điều khiển PLC cho Máy Khấu Than tự động

Lê Quang Thinh1, Trần Thị Thanh Hải2

1- Khoa Cơ điện, Trường Đại học Mỏ- Địa Chất 2- Bộ môn Máy & Ma sát học, Trường ĐHBK Hà Nội


Máy Khấu Than là một thiết bị khai thác than hầm lò hiện đại và đang được sử dụng rất phổ biến ở các quốc gia có nền công nghiệp khai thác than phát triển. Ở Việt Nam, loại thiết bị này cũng đã được sử dụng trong khai thác than và đem lại những hiệu quả nhất định. Tuy là một thiết bị bị hiện đại, nhưng quá trình khai thác sử dụng loại thiết bị này vẫn phụ thuộc rất nhiều vào sự điều khiển của công nhân vận hành máy. Một yêu cầu đặt ra, làm sao để máy có thể khai thác tự động trong hầm lò nhằm giảm bớt lao động mà vẫn đảm bảo được năng suất và chất lượng than. Trong bài báo này, chúng tôi đưa ra giải pháp điều khiển hoạt động tự động của Máy khấu trong


HUST-SME

63

hầm lò sử dụng bộ điều khiển PLC. Hệ điều khiển Máy Khấu khai thác than trong hầm lò hoàn toàn tự động gồm, tự động cắt, tự động đảo chiều cắt, tự động bảo vệ, cảnh báo.

Từ khóa: điều khiển PLC, Máy Khấu Than tự động

Ứng dụng camera trong nhân dạng và điều khiển rô bốt tự hành

Nguyễn Trọng Doanh, Ngô Văn Đăng, Nguyễn Đăng Tài

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy - Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Trong nhiều năm qua, chúng tôi đã tập trụng nghiên cứu và phát triển rô bốt tự hành Me_ShrimpVN theo mẫu Rô bốt Shrimp III, một dạng rô bốt có khả năng vượt chướng ngại vật rất linh hoạt, có khả năng ứng dụng rộng trong thực tế. Để rô bốt có khả năng ứng dụng trong các công tác khảo sát, thăm dò, đo lường, cứu hộ trong các môi trường độc hại, nguy hiểm, ta phải trang bị cho rô bốt các cảm biến để năng mức độ “thông minh” cho rô bốt. Một thiết bị quan trọng nhất trong các cảm biến là camera kỹ thuật số. Trên cơ cở các thuật toán sử lý hình ảnh, máy tính sẽ thu hình ảnh, xử lý và nhận dạng các vật thể, định hướng và xác định khoảng cách tiếp cận vật thể cho rô bốt. Thuật toán xử lý hình ảnh được lưa chọn trên cơ sở các thuật toán thông dụng nhằm xác định biên dạng, màu sắc, tọa độ và khoảng cách đến vật thể. Rô bốt Me_ShrimpVN được trang bị một Webcam kết nối với máy tính qua cổng kết nối không dây đến máy tính. Các tác động điều khiển sẽ được truyền từ máy tính đến hệ thống điều khiển của rô bốt để tạo ra các chuyển động cần thiết. Robot đã tự động tìm kiếm được các vật thể có màu sắc khác nhau trong không gian.

Từ khóa: camera trong nhận dạng, rô bốt tự hành

Những vấn đề cơ bản trong đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực cơ điện tử

Nguyễn Trọng Doanh

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy - Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Cơ điện tử không phải là một ngành mới trên thế giới, nhưng ở nước ta đây là lĩnh vực mới nên trong các Trường đại học còn thiếu các chuyên gia có trình độ cao,


HUST-SME 64

chương trình đào tạo không phù hợp và công tác nghiên cứu khoa học chưa thực sự được quan tâm một cách nghiêm túc, nên kết quả đào tạo chưa đáp ứng được yêu cầu của đất nước. Nhằm góp ý xây dựng và định hướng chương trình đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực cơ điện tử, trong phạm vi bài báo này, tác giả tập trung vào ba vấn đề sau:

- Bản chất của ngành cơ điện tử, - Phân tích đánh giá thực trạng chương trình và chất lượng đào tạo, - Thực trạng nghiên cứu khoa học của ngành Cơ điện tử trong một số Trường

đại học hàng đầu của Việt Nam. Trên cơ sở các yêu cầu cốt lõi của ngành Cơ điện tử, đồng thời tham khảo

chương trình đào tạo của các nước tiên tiến, và dựa trên kinh nghiệm thực tế, tác giả đề xuất một chương trình đào tạo mới và vạch ra một số hướng phát triển cho nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực này.

Từ khóa: Đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực Cơ điện tử

65

PHÂN BAN

CƠ KHÍ CHẾ TẠO


HUST-SME 66

Phương pháp thiết kế kết cấu tối ưu trụ của trung tâm gia công phay CNC

Bùi Quý Lực, Nguyễn Thùy Dương

Bộ môn Máy & Ma sát học, Trường Đại học Bách khoa Hà nội, E-mail: [email protected]

Bài báo này, trình bày phương pháp thiết kế tối ưu kết cấu trụ trung tâm gia công phay CNC dựa trên cơ sở phân tích các phương pháp tính toán thiết kế trụ máy phay truyền thống, dạng cấu trúc thông dụng trong công nghiệp. Từ đó xây dựng phương pháp thiết kế trụ có kết cấu tối ưu. Kết cấu trụ được xác định là tối ưu nếu nó đảm bảo cứng vững uốn, xoắn, khả năng giảm chấn tốt dưới tác dụng của ngoại lực và có tính công nghệ cao, phù hợp với kiểu dáng công nghiệp. Trong thiết kế khâu phân tích, xây dựng mô hình là khâu quan trọng. Bởi vậy, đòi hỏi người thiết kế có trình độ chuyên môn và có kinh nghiệm thiết kế. Từ mô hình đã được xây dựng, sử dụng phân mềm tính toán ứng suất trụ của trung tâm phay, xác định điều kiện biên để loại bỏ vật liệu vùng trụ máy ít chịu lực. Tối ưu hóa kích thước và tích hợp thông số này với bộ thông số biến dạng và ứng xuất cho phép xác định được kết cấu tối ưu. Thực tế, trên thân máy cần bố trí các hốc để tổ hợp các bộ phận khác ví dụ hệ thống bôi trơn làm mát hoặc các bộ truyền dẫn. Do đó, khi hình thành các hốc sẽ có ảnh hưởng tới kết cấu nên cần phải kiển tra lại và sửa hình dạng và kích thước hốc sao cho tập trung ứng suất là nhỏ nhất. Kết quả quá trình thiết kế cho chúng ta kiểu dáng kết cấu trụ với kết cấu tối ưu và có tính công nghê cao. Hạn chế của phương pháp là chưa đề cập tới thiết kế tối ưu kết cấu trụ trung tâm gia công phay với tải trọng động.

Từ khóa: Kết cấu tối ưu, thiết kế kết cấu máy CNC, tính toán tối ưu kết cấu máy, khối lượng máy

The method in designing the optimal frame of cnc milling center

This paper proposes a method in designing the optimal column of CNC milling center based on analyzed the designing method to design the column of conventional industrial milling machine. From that analyzing, a method to design an optimal column of CNC milling machine was developed. Structure of column is confirmed if it satisfies the bending conditions, torque condition, and damping reduction. In designing process, making mock-up is the most important step. Therefore it requires the designer must deeply understand and have experience in designing machine tool. Based on the mock-up, using finite element method to analyze stress of machine column, define boundary conditions to cut off material at less stress of machine column. Optimizing dimension then integrating this optimal parameter to deformation and stress parameters thus let decide the optimal structure of the column with less weight. The result of designing process is optimal and high technology

Phân ban Cơ khí chế tạo

HUST-SME

67

structure of the column of CNC milling machine. The limited of this method is the method does not consider of dynamic load of the column.

Keywords: Optimal designing method, optimal structure of the column of machine, weight of machine.

Dịch chỉnh đường dụng cụ theo chiều cao nhấp nhô không đổi khi gia công các bề mặt phức tạp trên máy phay CNC 5 trục


Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rôbốt, Đại học Bách khoa Hà nội Email: [email protected]

Tính toán dịch chỉnh bước tiến ngang đường dụng cụ quyết định đến chiều cao nhấp nhô hình học bề mặt và thời gian gia công trong quá trình gia công tinh các bề mặt phức tạp trên máy phay CNC 5 trục. Bước tiến ngang của đường dụng cụ quyết định đến mật độ thưa hay mau của đường dụng cụ dẫn đến quyết định chiều cao nhấp nhô hình học của bề mặt sau gia công tinh. Trong bài bào này, tác giả thiết lập và trình bày thuật toán, tính toán kiểm tra chiều cao nhấp nhô hình học bề mặt gia công theo bước tiến ngang của đường dụng cụ. Từ đó tính dịch chỉnh đường dụng cụ theo chiều cao nhấp nhô hình học cho phép của bề mặt gia công. Thuật toán được thiết lập cho các loại dao phay ngón cơ bản (đầu cầu, đầu xuyến, đầu bằng) và giới hạn trong mảnh cho dưới dạng tham số.

Từ khóa: Đường dụng cụ, chiều cao nhấp nhô

Correction of the toolpath following the constant scallop height when machining sculptured surfaces on the 5 axis CNC machine

Calculation for correcting tranverse steps of the toolpath has an deciding role in geometric heights of the surface and also in the machining time during the process of finishing sculptured surfaces in the 5 axis CNC machine. Tranverse steps have an influence on the density of the toolpath, and also on the heights of the surface after finishing process. In this paper, the author establishs and reports an algorithm for calculating and control of the geometric heights of the surface following the tranverse steps of the toolpath. Using the obtained results, the author also calculates correction of the toolpath. The algorithm has been established in the parametric form for the basic milling tools, such as ball-end mill, flat-end mill, toroidal-end mill and surface subdivision parametic form.

Keywords: Toolpath, scallop height


HUST-SME 68

Xây dựng phần mềm CAD/CAM phục vụ đào tạo

Nguyễn Huy Ninh

Bộ môn CN Chế tạo máy, Đại học Bách khoa Hà nội Email: [email protected]

CAD/CAM đã và đang làm thay đổi năng lực sản xuất của nhiều ngành công nghiệp. Việc đào tạo và nghiên cứu CAD/CAM ở nước ta hiện nay chủ yếu nhằm khai thác sử dụng các gói phần mềm bán sẵn trên thị trường. Trong bài báo này tôi muốn giới thiệu phương pháp xây dựng phần mềm một CAD/CAM phục vụ công tác đào tạo ở các trường Đại học và Cao đẳng.

Đây là một phần mềm tích hợp CAD/CAM với module cơ sở dữ liệu phục vụ công tác thiết kế công nghệ gia công cơ khí. Với giao diện dễ sử dụng, người dùng có thể thực hiện các chức năng cơ bản của CAD để vẽ, biến hình, chỉnh sửa và lưu giữ dữ liệu hình học đã khởi tạo. Chức năng CAM cho phép người dùng lập chương trình gia công chi tiết: chọn máy, chọn dao, tạo đường dẫn dụng cụ và xuất ra NC file dưới dạng G-code cho các loại máy CNC thông dụng. Module cơ sở dữ liệu công nghệ còn cho phép người dùng truy cập các thư viện chi tiết tiêu chuNn, tài liệu để tính toán thiết kế quy trình và trang bị công nghệ gia công cơ- module này có thể tích hợp riêng vào phần mềm AutoCad để tăng khả năng tự động hóa thiết kế của nó.

Từ khóa: Tích hợp, CAD/CAM, CNC, NC file, G-code. Cơ sở dữ liệu.

Developing CAD/CAM software for education

CAD/CAM has helped increasing productivity of many industries. Educating and researching CAD/CAM in our country nowadays primarily focus on the usage of existing software on the market. In this article, I want to introduce the method of developing software for education in universities and colleges.

This is an integrated CAD/CAM software associated with the database component for designing the process planning and auxiliary. With the friendly interface, users can execute basic functions of CAD to draw, transform, edit and save established geometry database. Function CAM allows users to develop a part program: select machine, select tool, create tool path and generate NC file in the form of G-code for popular CNC machines. Technology database module also allows users to access the standard parts catalogue, documents for process planning and auxiliary. This module can be integrated into AutoCad software to improve its design automation ability.

Key words: CAD/CAM integrated, CNC, NC file, G-code, Database.


HUST-SME

69

Nghiên cứu thiết kế thiết bị khảo sát mòn vít me – đai ốc bi máy CNC dưới tác động của lực cắt

Phạm Văn Hùng 1, Trần Đức Toàn 2

1-Viện Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2- Khoa Cơ khí, Đại học Điện lực

E-mail; [email protected]

Với ưu thế về độ chính xác, thời gian gia công giảm và linh hoạt trong thay đổi sản phNm, gia công CNC hiện nay đã trở thành phương pháp gia công phổ biến trong các công ty, nhà máy, phân xưởng cơ khí và trong cả những doanh nghiệp tư nhân vừa và nhỏ. Máy CNC được nhập vào Việt Nam theo nhiều đường khác nhau đã vài chục năm nhưng việc đào tạo sửa chữa, vận hành máy CNC vẫn theo kiểu truyền nghề và chưa có một quy trình thống nhất, chuNn mực cho việc sửa chữa và bảo dưỡng máy CNC. Hiện nay chưa có tài liệu công bố về chất lượng, độ tin cậy và hỏng hóc máy CNC, đặc biệt là mòn và tuổi thọ của cụm chi tiết vít me – đai ốc bi trong điều kiện Việt Nam. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về thiết kế hệ thống và các thông số cơ bản của thiết bị khảo sát mòn vít me – đai ốc bi dưới tác động của lực cắt, làm cơ sở cho tính tuổi thọ độ tin cậy.

Từ khóa: Vit me-đai ốc bi, mòn vit me-đai ốc bi, tuổi thọ vit me-đai ốc bi, độ tin cậy vít me -đai ốc bi, máy CNC, ma sát mòn vit me-đai ốc bi.

Research to design equipment system to survey worn screw - nut ball of CNC machines under the action of cutting forces

With the advantage of superior accuracy, processing time reduction and flexibility in product changes, CNC has now become a popular method of working in companies, factories, engineering workshops and in both the private sector small and medium. CNC machines are imported into Vietnam in many different pathways have several decades but the training to repair and operate CNC machines has fashioned a career and not have uniform procedures and standards for the repair and maintenance CNC machines. Nowaday, there is no published documentation of quality, reliability and failure CNC machines, especially wear and detail the life of the screw - nut ball in conditions of Vietnam. This paper presents the results of research on system design and the basic parameters of the survey equipment worn screw - nut ball under the action of cutting forces, as the basis for the life of reliability.

Keyword: screw - nut ball, wear of the screw - nut ball, life of the screw - nut ball, screw - nut ball’s reliability, CNC machines, tribology in screw - nut ball


HUST-SME 70

Xây dựng mô hình toán học xác định chế độ công nghệ tối ưu khi phay thép hợp kim trên máy phay CNC

Trần Văn Địch, Nguyễn Ngọc Kiên

Bộ môn CN Chế tạo máy - Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo trình bày phương pháp thực nghiệm xây dựng mô hình toán học dự đoán quan hệ giữa độ nhấp nhô tế vi lớp bề mặt với các thông số công nghệ khi cắt thép hợp kim trên máy phay CNC. Trên cơ sở đó để tính toán tối ưu các thông số công nghệ khi phay để đáp ứng hàm mục tiêu về chất lượng bề mặt.

Từ khóa: Mô hình toán học, phương pháp tối ưu các thông số công nghệ

The mathematical method for deterning the optimal technology parameter to manufacture alloy steel on CNC milling

This paper presents the math method to predict relation between surface roughness with technology parameter on milling CNC. Basing on that math model to calculate the optimum technology parameter to satisfy the cost function of the quality surface.

Keywords: Mathematical Model, method for optimal technology parameter

Phương pháp mạng trí tuệ nhân tạo dự đoán quan hệ giữa độ nhấp nhô tế vi bề mặt với thông số công nghệ khi phay CNC

Trần Văn Địch, Nguyễn Ngọc Kiên

Bộ môn CN Chế tạo máy, Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài báo trình bày phương pháp mạng trí tuệ nhân tạo xây dựng mô hình toán học dự đoán quan hệ giữa độ nhấp nho tế vi lớp bề mặt với các thông số công nghệ khi cắt trên máy phay CNC. Phương pháp dựa trên cơ sở trí tuệ thông minh tính toán để xác định mối quan hệ cho độ chính xác cao và có thể xử lý với nhiều thông tin đầu vào và nhiều thông tin đầu ra cần lấy. Mô hình có thể sử dụng để tính toán tối ưu cho các bài toán tối chế độ công nghệ đáp ứng đa hàm mục tiêu.

Từ khóa: Mạng trí tuệ nhân tạo

The artificial intelligent network method for prediction relationship between surface roughness with technology parameter on milling CNC

This paper presents the artificial intelligent network method to predict relation between surface roughness with technology parameter on milling CNC. This method


HUST-SME

71

bases on the calculate intelligent to determine a higher precise relationship with multiple inputs and multiple outputs. This method uses calculation a optimum parameter technology for multi-objective function.

Keywords: Artificial intelligent network

Thuật toán kiểm tra va chạm giữa thân dụng cụ và bề mặt gia công trong quá trình gia công tinh bề mặt phức tạp đối với dao phay ngón đầu cầu

trên máy phay CNC 5 trục


Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rôbốt, Đại học Bách khoa Hà nội Email: [email protected]

Trong quá trình gia công trên máy phay CNC 5 trục một vấn đề đặt ra là có thể xNy ra hiện tượng va chạm giữa dụng cụ và chi tiết gia công (bề mặt trước gia công và sau gia công), dẫn đến có thể gẫy dao hoặc làm hỏng bề mặt đã gia công. Để khắc phục hiện tượng trên, bài báo trình bày thuật toán kiểm tra hiện tượng va chạm giữa thân dụng cụ và bề mặt gia công tinh trong quá trình thiết kế đường dụng cụ gia công tinh cho máy phay CNC 5 trục. Trong tài liệu này, tác giả đề xuất phương án phân vùng kiểm tra để từ đó tìm ra những điểm va chạm của tất cả các điểm trên đường dụng cụ, từ đó có thể hiệu chỉnh đường dụng cụ tránh hiện tượng va chạm trong quá trình thiết kế đường dụng cụ trước khi gia công.

Từ khóa: CNC 5 trục, va chạm, đường dụng cụ

An algorithm for collision control between a tool body and a machined surface during finishing process of sculptured surfaces using

finger milling ball-end tool on the 5 axis CNC machine

When machining on the 5 axis CNC machine, we always have to pay attention to the collision phenomenon between the tool and the work-piece (the before and after machining surface). This phenomenon could lead to the fail of the tool and the machined surface. To overcome this shortcoming, this paper reports an control algorithm to avoid collision between the tool body and the finished surface when designing the tool-path for the 5 axis milling machine. In this paper, the author also proposes the solution of partioning for control and finding collision points in the toolpath. From this result, the toolpath can be corrected to avoid the collision during the design process before machining.

Keywords: 5 axis CNC machine, collision, toolpath


HUST-SME 72

Hệ số ổn định trong thiết kế kết cấu máycông cụ CNC

Đinh Duy Khỏe, Hoàng Vĩnh Sinh, Bành Tiến Long

Bộ môn GCVL và DCCN, Trường đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Các chỉ tiêu thiết kế một kết cấu máy hay hệ thống máy là một vấn đề được quan tâm và nghiên cứu nhiều. Hiện nay, việc thiết kế máy được dựa trên 1 số các tiêu chí như: đảm bảo độ bền, tăng độ cứng, giảm khối lượng.Tuy nhiên, chưa có chỉ tiêu nào đánh giá độ chính xác của máy trong quá trình hoạt động. Bài báo đề xuất một chỉ tiêu để làm cơ sở đánh giá độ chính xác và ổn định của máy: hệ số ổn định (λ). Tiêu chí thiết kế mới này sẽ định hướng cho người kỹ sư trong quá trình tính toán và thiết kế máy nhằm đạt được một kết cấu hay một hệ thống máy có biên độ dao động cộng hưởng là nhỏ nhất hay ổn định nhất. Hệ số ổn định có thể được tính toán một các dễ dàng nhờ phần mềm tính toán, mô phỏng ANSYS.

Từ khóa: Giảm chấn, độ cứng tiếp xúc, ổn định dao động, tối ưu thiết kết máy

The stability coefficient in CNC machine tool structure design

Targets of machine structure design or machine system design are concentrated and researched a lot by scientists. In present, targets of machine structure design are reliable durability, high stiffness and small mass. However, there is no a criterion to assess the accuracy of machine in machining. In this article, authors offer a target to estimate the accuracy and the stability of machine: stability coefficient (λ). This new target orients engineer to calculate and design machine to achieve the smallest resonance amplitude of a machine system or a the most stable machine system. The stability coefficient can be calculated easily by using ANSYS software.

Keywords: Damping, contact stiffness, vibration stability, Optimization in Engineering Design

Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nano ô xít nhôm (Al2O3) trong dầu bôi trơn tới ổ đỡ thủy động

Nguyễn Mạnh Toàn, Phạm Văn Hùng

Bộ môn Máy và Ma sát học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Email: [email protected]

Bổ sung các chất phụ gia nói chung, các phụ gia bột nano nói riêng đều dẫn tới sự thay đổi tính năng của dầu bôi trơn, biểu đồ áp suất thủy động và khả năng tải của ổ thủy động. Bài báo này trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia bột nano oxit nhôm (Al2O3) (có đường kính 180 nm được khuyếch tán vào trong dầu bôi trơn BP Vistra 400 với các hàm lượng khác nhau) đến khả năng tải của ổ thủy động được thể


HUST-SME

73

hiện qua biểu đồ áp suất. Các thực nghiệm được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ ổ và tốc độ quay của trục thay đổi. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy bột nano ô xít nhôm đã làm biến đổi biểu đồ áp suất thủy động của ổ theo chiều hướng làm tăng đáng kể khả năng tải của ổ đỡ. Thực nghiệm cũng chứng tỏ rằng sự thay đổi khả năng tải của ổ đỡ phụ thuộc vào mật độ bột nano pha them vào trong dầu.

Từ khóa: phụ gia nano, tính năng bôi trơn của dầu, biểu đồ áp suất thủy động, ổ đỡ thủy động,vkhả năng tải của ổ, nano oxit nhôm.

Effect of Al2O3 Nanoparticle in lubricant on Hydrodynamic Journal Bearing

Adding adaptive in general and nanoparticles in detail to lubricated oil will result in changing lubricated properties of oil and hydrodynamic pressure profile, load capacity of hydrodynamic journal bearing. In this paper, 2 3Al O nanopowder (particle

size is about 180 nm in diameter) was dispersed into lubricated oil (BP Vistra 300 - supplied by Vietnam National Petroleum Corporation) with different

2 3Al O nanoparticle concentrations. Hydrodynamic pressure profile of

2 3Al O nanoparticle added lubricant in hydrodynamic journal bearing has been

extensively studied. The experimental results indicated that 2 3Al O nanoparticle has

made significant changing in hydrodynamic pressure profile of hydrodynamic bearing, which results in significant increment in load capacity of the bearing. It also demonstrated that the changing is a function of 2 3Al O nanoparticle concentration.

Keywords: Nanoparticle, Aluminum oxide nanoparticle, lubricated properties of oil, hydrodynamic pressure profile and nanoparticle added lubricant.

Nghiên cứu độ tin cậy của đường dẫn hướng ma sát lăn trong máy công cụ

Nguyễn Thị Ngọc Huyền, Phạm Văn Hùng

Bộ môn Máy và Ma sát học - Trường đại học Bách khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Đường dẫn hướng ma sát lăn có vai trò quan trọng quyết định đến độ chính xác gia công của máy công cụ CNC. Đường dẫn hướng ma sát lăn đã được thiết kế, tính toán và chế tạo trên cơ sở độ bền mòn với tải trọng và vận tốc danh nghĩa. Các hãng sản xuất hiện nay đã đưa ra được tuổi thọ dự kiến của đường dẫn hướng ma sát lăn. Tuy nhiên trong điều kiện làm việc thực tế, các yếu tố đầu vào như tải trọng, vận tốc,


HUST-SME 74

môi trường… bị biến đổi trong một khoảng nhất định, tương ứng với các điều kiện làm việc cụ thể. Do đó việc xác định độ tin cậy hay xác suất làm việc không hỏng do mòn của đường dẫn hướng hướng ma sát lăn là cần thiết và quan trọng. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tính toán độ tin cậy của đường dẫn hướng ma sát lăn trên cơ sở kết quả thực nghiệm về mòn trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Từ khóa: mòn đường dẫn, đường dẫn chống mòn, đường dẫn hướng lăn, máy công cụ, ma sát mòn trong đường dẫn hướng.

Study the reliability of the antifriction (rolling-friction) Guideway in machine tools

Antifriction (rolling-friction) Guideway have an important role in determining the precision machining of CNC machine tools. It are finding ever increasing application in modern machinery and instruments. It’s designed, calculated and producted on the basis of wear resistance with the load and nominal speed. The nomial life of rolling-guideway have expected by the manufacturers now. But in the real working conditions, the input factors such as load, speed, environment…are changed in a certan range, corresponding the specific working conditions. Thus the determination of the reliability or the probability of rolling- Guideway is necessary and important. This paper presents the results of the study calculated the reliability of rolling- Guideway on the basis of experimental results wear in laboratory conditions

Keyword: wear guide, antifriction guideway, rolling guide, machinetool, tribology in guideways

Xác định miền ổn định của máy phay cao tốc “DMN 400” dựa vào độ sóng bề mặt và biểu đồ lực cắt

Bành Tiến Long1, Hoàng Vĩnh Sinh1, Trịnh Văn Hiếu2, Đinh Duy Khỏe1

1-Bộ môn GCVL & DCCN, Trường Đại học Bách khoa Hà nội, 2- Khoa Công nghệ, Trường ĐH Công nghiệp TP HCM


Trong lĩnh vực cơ khí, mục tiêu nâng cao chất lượng sản phNm và năng suất cắt gọt là một trong những yêu cầu được đặt lên hàng đầu. Để nâng cao năng suất cắt gọt mà vẫn đảm bảo được chất lượng sản phNm tốt, ta có hai giải pháp: Nâng cao chất lượng, tuổi thọ của dụng cụ cắt bằng việc nâng cao tính cắt gọt như dùng các dụng cụ có phun phủ bề mặt…, hoặc nghiên cứu để xây dựng biểu đồ ổn định của quá trình gia công từ đó giúp lựa chọn được chế độ cắt tốt nhất. Trong báo cáo này, các tác giả nghiên cứu xây dựng biểu đồ ổn định của máy phay cao tốc “DMN400” nhằm nâng cao năng suất gia công trên máy này. Để đánh giá ổn định trong quá trình cắt, ta có thể dựa vào nhiều tiêu chí như: Dựa vào rung động của hệ thống (đo rung), dựa vào âm thanh (đo cường độ âm), dựa vào sóng bề mặt hoặc dựa vào biểu đồ lực cắt. Các


HUST-SME

75

tác giả chọn tiêu chí sóng bề mặt để xây dựng biểu đồ ổn định. Xây dựng biểu đồ ổn định của quá trình cắt của máy phay CNC “DMN400” bằng phần mềm matlab dựa vào chỉ tiêu sóng bề mặt là một phương pháp hoàn toàn mới, đảm bảo độ tin cậy cao, tiết kiệm được thời gian và chi phí làm thí nghiệm (cắt thử). Trong quá trình nghiên cứu, các tác giả đã xây dựng biểu đồ ổn định bằng gia công và đo thực nghiệm để kiểm nghiệm và đánh giá lại độ tin cậy của phương pháp trên. Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng rộng rãi cho tất cả các hệ thống máy móc trong lĩnh vực cơ khí khi nghiên cứu ảnh hưởng của lực cắt tới chất lượng bề mặt gia công.

Từ khóa: Biểu đồ ổn định, sự giảm chấn, độ cứng tiếp xúc

Determining the stability domain of "DMN 400" high speed milling machine based on surface wave and cutting force diagram

In the field of mechanic, enhancing product quality and productivity of cutting is the first requirement. To improve the cutting capacity while maintaining the product quality we have two approaches: Improving the life of cutting tools such as the use of covered instruments ..., or researching to establishing stability diagram of cutting processes which allows selecting the best cutting mode. In this paper, the authors determine stability domain of the cutting process of DMN400 CNC milling machine to improve machining capacity of this machine. There are many methods to evaluate the stability cutting process: base on vibration of machine, sound power, surface waves, cutting force diagram . . . In this research, surface waves, cutting force diagram are used. The stability domain of DMN400 high speed milling machine is determined by matlab software basing on surface wave. This is a new method which has high accuracy, save time and money. To confirm reliability of software method, the authors will redefine stability domain of DMN400 high speed milling machine by real machining. This study can be widely applied to establish the stability domain of other machine tool.

Keywords: Stability lobe diagram, Damping, contact stiffness

Phân tích và thiết kế van giảm áp dùng khí nén cao áp có đầu trục van hình côn

Phạm Xuân Hồng Sơn

Trường ĐH Kinh tế Công nghệ tpHCM E-mail: [email protected]

Nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt dần, do vậy cần khai triển sử dụng các loại nhiên liệu sạch với môi trường để thay thế nhiên liệu hóa thạch này, đồng thời


HUST-SME 76

việc thiết kế các thiết bị cho sử dụng tương ứng cũng cần quan tâm . Bài báo này đưa ra kết cấu và phương pháp thiết kế cho van giảm áp khí nén có áp suất cao được sử dụng trong phương tiện chạy bằng khí gas . Van giảm áp dùng khí nén cao áp có trục van hình côn thực hiện quá trình điều khiển độ lớn mở cửa lớn nhất nhờ kết cấu bên trong vỏ van kết hợp với sự di chuyển của trục van . Áp suất ban đầu, áp suất vận hành, áp suất lớn nhất và độ chính xác điều khiển áp suất có thể được ổn định nếu chọn tốt độ cứng của lò xo, đồng thời có thể duy trì áp suất điều khiển ở đầu ra là hằng số . Kết quả phân tích và thiết kế của bài báo là hữu ích cho các van điều khiển trong loại phương tiện chạy bằng khí gas.

Từ khóa: Kỹ thuật khí nén , ổn định áp suất đầu ra van giảm áp , phân tích thiết kế, trục van hình côn

Analysis and design pressure reducing valve with conical axis in high-pressured

The structure and design method of a pneumatic high pressure-reducing valve of a hydrogen vehicle is analyzed. The pneumatic high pressure-reducing valve with throttle poppet controls the maximum spool displace by the structure and the control area is proportional to the spool displacement . The initial pressure, operation pressure, the maximum pressure and its accuracy can come true by the optimal design of the spring and its compressed displacement and spool size. The pneumatic high pressure-reducing valve with throttle poppet can keep the output pressure constant. The results are useful for design and analysis of control valve of hydrogen vehicle.

Keyword: Pneumatic Engineering, stable output pressure valve, design analysis, cone-shaped valve shaft

Mòn cổ góp - chổi than của động cơ điện một chiều trong điều kiện khí hậu nhiệt đới 9m

Lê Đức Bảo, Phạm Văn Hùng

Bộ môn Máy và Ma sát học - Trường đại học Bách khoa Hà nội E-mail; [email protected]

Động cơ điện một chiều có cổ góp - chổi than được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp do có mômen khởi động và khả năng quá tải cao. Đặc biệt, trong các thiết bị công nghệ cao như máy CNC và các hệ thống cơ điện tử thì động cơ DC được dùng rất phổ biến . Trong quá trình làm việc, động cơ DC thường bị hư hỏng cổ góp và chổi than, nhất là trong điều kiện có độ Nm cao. Bài báo này trình bày thiết bị thí nghiệm và kết quả thực nghiệm về ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới Nm với hai thông số chính là nhiệt độ, độ Nm đến mòn của cặp ma sát cổ góp - chổi than động cơ điện một chiều. Thực nghiệm được tiến hành với các thông số đặc trưng cho khả


HUST-SME

77

năng làm việc của động cơ DC như: Cường độ dòng điện và tốc độ quay của Roto. Kết quả thực nghiệm bước đầu đã cho thấy đồ thị mòn của cổ góp và chổi than phụ thuộc vào bộ thông số cường độ dòng điện, tốc độ quay Roto và đặc trưng nhiệt Nm.

Từ khóa: mòn, mòn cổ góp và chổi than, động cơ điện một chiều, khí hậu nhiệt đới, ma sát mòn trong động cơ DC.

Wear of commutator- brush DC motor in the tropical conditions of humidity

DC motor with commutator - brushes are used in industrial equipment by a high starting torque and overload capability. Especially in the high-tech equipment such as CNC machines and mechatronic systems, the DC motor is used very common. During the work, the DC motor is often damaged commutator and brush, especially in high humidity conditions. This paper presents experimental equipment and experimental results on the effects of humid tropical climate with two main parameters as temperature, humidity onto frictional wear of the commutator pairs - brush DC motors. Experiment was conducted with parameters specific to the ability of DC motors such as electric current intensity and speed of the rotor. Initial experimental results showed worn graphs of the commutator and brushes depends on the parameters of direct current, rotor speed and temperature- humidity characteristics.

Keyword: wear, commuter and brushes, DC electric motor, tropical climate, tribology in DC motor.

Phân tích kết cấu thân máy phay đứng với giải pháp tối ưu hóa Topology

Lê Giang Nam, Giần Hải Anh

Viện cơ khí, Trường Đại học Kách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Thân máy công cụ cần phải đảm bảo độ cứng vững nhất định trong hệ thống Máy - Đồ gá - Dao - Chi tiết. Kết cấu thân máy với yêu cầu đảm bảo độ cứng vững và chi phí ít nhất về vật liệu là mục tiêu cần thực hiện. Tối ưu hóa kiểu dáng kết cấu ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển sản phNm. Vì vậy nghiên cứu này được thực hiện dựa trên giải pháp phân tích tối ưu hóa topology theo giải thuật tiến hóa ứng dụng trên Ansys Workbench. Trên cơ sở mô hình thân máy phay CNC – Brigdport TC1 tại Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, phân tích tối ưu topology kết hợp với điều tra tư liệu đã chi ra một kết cấu thỏa mản


HUST-SME 78

yêu cầu trên. Quy trình phân tích đó có thể phát triển và thực hiện cho việc thiết các thân máy công cụ nói chung và các bài toán kết cấu phức tạp khác.

Từ khóa: Tối ưu hóa, máy công cụ.

The Topology Otimization of milling conlumn structure

Machine-tools frames are required to support and guide the individual constructional and functional elements; their size and shape is determined by particular functions of the machine. Whilst increasing machine weight is unlikely because of production costs, this paper presents an optimal method of milling column structure design. In this study a finite element (FE) model of the milling CNC,

Bridgeport -TC1 was used. Optimization was performed by the topology analysis (ESO) combining literature survey where ansys was used as the FE solver. An optimal model of the milling column was obtained. This paper presents a procedure for milling column structure design related to machine-tools weight, with a robust and effective method using an optimal technique based on topology analysis.

Keywords: Machine tools, structure, optimization, topology, ansys.

Ảnh hưởng của số lượng hạt mài đến chất lượng bề mặt khi gia công vật liệu ceramics bằng đá mài kim cương có cấu trúc lục giác

Nguyễn Tiến Đông1, Nguyễn Thị Phương Giang1, Kozo Ishizaki2

1- Bộ môn GCVL và DCCN - Trường đại học Bách khoa Hà nội 2- Khoa Cơ khí, Đại học Công nghệ Nagaoka


Trong bài báo này, đá mài kim cương, có các hạt mài được phân bố theo hình dạng lục giác, được dùng để gia công vật liệu ceramics. Số lượng hạt mài có thể thay đổi được thông qua việc thay đổi kích thước chiều dài và chiều dầy các cạnh của hình lục giác. Tỷ lệ hạt mài (grinding stone ratio) R được định nghĩa là tỷ lệ giữa diện tích của các phần lục giác (có chứa hạt mài) với diện tích toàn bộ bề mặt làm việc của đá. Có bốn viên đá được chế tạo với các tỷ lệ hạt mài R khác nhau là 12.9%, 19.0%, 24.9%, 36.0%, và một đá mài thông thường có R 100%. Số lượng hạt mài tác động lên trên một đơn vị chiều dài bề mặt của chi tiết gia công sau mỗi một chu trình mài (Ng) dựa theo tốc độ trục chính, tốc độ bàn máy và chiều sâu cắt sẽ được tính toán để đánh giá ảnh hưởng của số lượng hạt mài đến chất lượng bề mặt gia công. Các kết quả cho thấy, đá mài có cấu trúc lục giác với số hạt mài ít hơn nhưng cho độ nhám bề mặt chi tiết gia công tốt hơn so với đá mài thông thường. Theo một cách khác, hiệu quả làm việc của các hạt mài ở đá mài có cấu trúc lục giác cao hơn so với đá mài thông thường. Đá mài có cấu trúc lục giác thể hiện được tính ưu việt của mình so với đá mài thông thường.


HUST-SME

79

The effect of number of abrasive grains on surfacre roughness in machining ceramics by hexagonal pattern cup-type diamon grinding

wheels

In this paper, diamond grinding wheels, which diamond grains were distributed as hexagonal shape on the wheel surface. The amount of diamond grains on the wheel surface were controlled by regulating the size of hexagonal shape and its edge thickness. Grinding stone ratio, R is defined as the ratio between the hexagonal edge area containing abrasive grains and the total area of the wheel surface. Four kinds of hexagonal grinding wheels with different R (12.9%, 19.0%, 24.9% and 36.0%) and a conventional wheel (R: 100%) were used. The number of abrasive grains that pass through a unit length of sample surface for each grinding pass, Ng was calculated to evaluate the efficiency of abrasive grains by wheel rotation speed, table feeding speed, and R. Surface roughness of ground sample was employed to determine the abrasive grain efficiency. The results shown that surfaces ground by the conventional wheel are rougher than those by using newly developed hexagonal grinding wheels in spite of the larger Ng. In other words, the effective working abrasive grains in hexagonal wheels higher than those of a conventional wheel. Hexagonal structure shows advantage in the effective usage of abrasive grains in comparison with conventional structure.

Keyword: Hexagonal Structure, Cupt-type Diamond Grinding Wheel, Sapphire, Ceramics, Abrasive-grain Efficiency, Surface Roughness.

Đánh giá độ mòn bề mặt của bộ truyền bánh răng hành tinh

Phạm Văn Đông

Trường Đại học công nghiệp Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài viết trình bày các kết quả nghiên cứu đánh giá độ bền mòn bề mặt răng của bộ truyền bánh răng hành tinh sau khi được xử lý bằng phương pháp thấm nitơ-plasma. Các mẫu thử nghiệm được được xử lý hoá-lý nhiệt và chạy thử trên giá kiểm tra. Độ mòn bề mặt răng được xác định bằng cách xác định sự thay đổi chiều dày dây cung không đổi, chiều dài pháp tuyến chung. Các kết quả nghiên cứu cũng đưa ra các số liệu so sánh đánh giá trên các loại vật liệu khác nhau. Từ các kết quả nghiên cứu cho phép lựa chọn giải pháp thiết kế tối ưu qui trình công nghệ chế tạo bộ truyền bánh răng hành tinh.

Từ khóa: Đánh giá độ mòn, bánh răng hành tinh


HUST-SME 80

Wear resistance of gear drive planet mechanism

This paper presents research results evaluating wearing resistance of gear surface which treated by plasma - nitriting. The treating gears were processed by thermal physic - chemical method and examined on special measure equipments. Wearing of gear surfaces was evaluated by changing chord length and common normal chord. This paper also presents comparing results of similar experiments on different materials. Consequently, we can choose an optimized design for procedure manufacturing planetary gearbox.

Keywords: evaluating wearing resistance, planetary gearbox

Ảnh hưởng của thông số công nghệ hàn đến hình dạng và kích thước của mối hàn leo giáp mối một phía bằng công nghệ hàn FCAW tự động khi

ghép nối tổng đoạn vỏ tàu thủy

Vũ Văn Ba1, Nguyễn Thúc Hà2, Bùi Văn Hạnh2

1-Đại học SPKT Nam định, 2- Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Để đáp ứng được yêu cầu của sản xuất, ngành công nghiệp tàu thuỷ phải phát triển về mọi mặt, trong đó công nghệ chế tạo vỏ tàu đóng một vai trò quan trọng. Ở Việt nam công nghệ hàn giáp mối một phía đến nay chưa được nghiên cứu áp dụng một cách đầy đủ để chủ động xây dựng quy trình công nghệ chế tạo, nhiều cơ sở đóng tàu ở nước ta còn sử dụng các phương pháp hàn thủ công với năng suất thấp, chưa ổn định về chất lượng, mức độ tự động hoá quá trình hàn chưa cao. Ở nước ngoài, việc nghiên cứu công nghệ hàn một phía được nghiên cứu rất mạnh mẽ trong nhiều thập kỷ qua, đặc biệt ở các nước có ngành đóng tàu phát triển như Balan, Thuỵ Điển, Anh, Nga, Hàn quốc, Nhật,... và gần đây là Trung quốc. Tuy nhiên, do điều kiện công nghệ và tính đa dạng của các loại liên kết vỏ tàu, các thông tin về công nghệ hàn một phía vỏ tàu không nhiều và rất khó vận dụng vào điều kiện Việt nam. Vì vậy việc nghiên cứu về công nghệ hàn một phía các mối hàn ở các vị trí trong không gian khác nhau là rất cần thiết, có ý nghĩa quyết định đến năng suất và chất lượng chế tạo vỏ tàu thuỷ. Bài báo giới thiệu các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ hàn FCAW nhằm tối ưu các thông số công nghệ, hợp lý hoá công nghệ hàn một phía bằng các quy trình hàn khác nhau và áp dụng cụ thể vào chế tạo vỏ tàu thủy. Từ đó sẽ xây dựng bộ cơ sở dữ liệu cần thiết về chế độ hàn và quy trình hàn giáp mối một phía bằng công nghệ hàn FCAW tự động nhằm mục đích nâng cao năng suất và chất lượng chế tạo vỏ tàu. Góp phần tạo thế chủ động cho việc thiết kế quy trình công nghệ hàn trong lĩnh vực công nghiệp đóng tàu ở Việt nam.

Từ khóa: FCAW, ghép nối tổng đoạn, hàn vỏ tàu, thông số công nghệ.


HUST-SME

81

Effect of welding technology parameters on geometry and dimensions one side vertical butt weld by automatic flux core arc welding in

Shipbuilding.

To meet the requirements of production, shipbuilding industries to develop in all aspects, including hull fabrication technology is an important role. In Vietnam one side butt welding technology in the research to date has not been fully applied. To actively develop a process manufacturing technology, many shipbuilding establishments in our country also uses the manual welding method with low productivity, unstable quality and level of automation welding process is not high. Overseas, the study of the one side butt welding technology is a very powerful in decades, particularly in countries with developed shipbuilding industry such as Poland, Sweden, Britain, Russia, Korea, Japan, ... and more recently China. However, due to conditional technology and the diversity of the ships’ hull type joints, the information technology one side welding the hull not much and difficult to apply to conditions in Vietnam. So the study of welding technology on one side of the weld at the location in different spaces are needed, which is crucial to productivity and quality of building ships’ hulls. This paper introduces research results affects of welding FCAW conditions to optimize welding conditions, rationalization of one side welding technology with different welding processes and application of specific manufacture of ships' hulls. Since then will propose the database necessary for welding conditions and one side butt welding process with the automatic FCAW welding technology, aims to improve productivity and quality manufactured ships' hulls. Contribute to the initiative for the design of technological processes of welding in the shipbuilding industry in Vietnam.

Keywords: FCAW, assembly of the block, welding ships’hull, welding conditions.

Nghiên cứu xác định ứng suất dư trong mối hàn giáp mối khi hàn tự động dưới lớp thuốc bằng công nghệ sử dụng sóng siêu âm

Đỗ Cao Đoan 1, Đào Quang Kế 2

, Hoàng Văn Châu3

1- Học viên cao học, giảng viên Trường Trung cấp nghề số 8 Nam Định 2- Khoa Cơ- Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

3- Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ hàn và xử lý bề mặt E-mail: [email protected]

Các tác giả đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết và tính toán chế độ hàn khi hàn tự động dưới lớp thuốc mối hàn giáp mối đối với mẫu thép cacbon kích thước 400x300x13 (mm). Đã tính toán ứng suất dư hàn bằng ngôn ngữ lập trình Turbor


HUST-SME 82

Pascal 7.0, đồng thời thực nghiệm xác định ứng suất dư nói trên bằng công nghệ sử dụng sóng siêu âm với thiết bị UltraMars. Kết quả thực nghiệm và tính toán được so sánh làm cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ sóng siêu âm vào việc xác định ứng suất dư hàn.

Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng vào việc xác định ứng suất dư hàn các mối hàn giáp mối với các tấm hàn có độ dày và kích thước trung bình trở lên.

Từ khoá: Hàn tự động dưới lớp thuốc, ứng suất dư hàn, mối hàn giáp mối, công nghệ sóng siêu âm.

The study identified residual stress in butt welds when the class automated welding technology using the drug by ultrasound

The authors studied the theory and calculation mode automatically weld when welding the drug class to butt weld carbon steel sample size 400x300x13 (mm). Calculated the residual stress by welding Turbor programming language Pascal 7.0, and experimental residual stresses determined above by the technology used with ultrasound equipment UltraMars. Experimental results and calculations are compared as a basis for the application of ultrasonic technology in the determination of welding residual stresses. Research results can be applied to the determination of residual stresses of weld butt weld with welding plate thickness and the average size or more.

Keywords: automatic welding under drug classes, welding residual stresses, butt weld, ultrasonic technology.

Thiết kế hệ thống hàn tự động vỏ bình nóng lạnh điều khiển PLC

Bùi Văn Hạnh

Bộ môn Hàn và Công nghệ kim loại, Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Bình nóng lạnh cung cấp cho các nhà cao tầng yêu cầu phải chịu được áp suất cao, ngoài ra do đặc điểm làm việc mà vật liệu chế tạo bình phải là thép không gỉ chịu nhiệt. Việc hàn vỏ bình nóng lạnh có chiều dày nhỏ làm từ vật liệu này thỏa mãn các điều kiện làm việc là một vấn đề khá phức tạp. Mặt khác do tốc độ phát triển nhanh của nhà cao tầng trên thế giới và ở nước ta nói riêng nên nhu cầu về bình nóng lạnh là rất lớn. Xuất phát từ nhu cầu này và được một doanh nghiệp Nhật bản đặt hàng nhóm nghiên cứu đã tiến hành thiết kế hệ thống hàn tự động vỏ bình nóng lạnh năng suất 10.000bình/tháng với áp suất làm việc 0,75MPa. Nội dung thiết kế bao gồm: Thiết kế quy trình hàn TIG tự động vỏ bình; Thiết kế đồ gá, các cơ cấu truyền động; Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC, xây dựng thuật toán và viết chương trình điều khiển; Mô phỏng quá trình hoạt động của hệ thống bằng lập trình MFC sử dụng thư viện đồ họa OpenGL.


HUST-SME

83

Từ khóa: TIG, hệ thống hàn TIG tự động, bình nóng lạnh, điều khiển PLC.

Design automatic welding system of heating water vessel by PLC control

Heating water vessel for high building are required to stand high pressure. In addition, because of the characteristic of working, material of them must be the resistance and stainless steel. The process of welding shell of water heater that has thin thickness and satisfies the hard-working condition is complicated problem. Other while, the quick development of high building over the world in general and in Vietnam in particular leads the increasing of the need of using the heating water vessel . According this requisite and an order from Japanese company, the group of researcher start to design the automatically welding system that has performance is 10.000 piece per month. The product of this system could stand the pressure reach to 0,75MPa. The content of this project includes: design process of automatic TIG welding, design the fixtures, actuators; design controller which using PLC, control algorithm and control program on computer, simulation of the operation of system on MFC and OpenGL.

Keywords: TIG, Automatic TIG welding system, Heating water vessel , PLC control.

Một nghiên cứu thực nghiệm về độ chính xác hình học của mẫu chế tạo bằng phương pháp tạo mẫu nhanh FDM

Bùi Ngọc Tuyên1, Trần Mạnh Hà2

1- Bộ môn GCVL và DCCN - Đại học Bách Khoa Hà Nội 2- Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh


Bài báo trình bày một nghiên cứu thực nghiệm về độ chính xác hình học của mẫu chế tạo bằng phương pháp tạo mẫu nhanh FDM. Các thực nghiệm được tiến hành trên thiết bị tạo mẫu nhanh FDM200mc. Các tác giả đã sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây dựng các công thức thực nghiệm xác định sai số kích thứoc của mẫu chế tạo theo các phương và các công thứcquan hệ giữa độ nhám bề mặt mẫu chế tạo với chiều dày lớp và hướng chế tạo. Nghiên cứu này là tiền đề để xác định các hệ số bù kích thước cho các phương khi thiết kế mẫu và là cơ sở để lựa chọn hợp lý các thông số công nghệ: chiều dày lớp, hướng chế tạo khi gia công chế tạo mẫu, đảm bảo độ chính xác kich thước cũng như chất lượng bề mặt sản phNm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị FDM đáp ứng các nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng thực tế.


HUST-SME 84

Từ khóa: Tạo mẫu nhanh FDM

An experimental study on the geometrical accuracy of FDM’s prototype

This paper presents an experimental study on the geometrical accuracy of models which manufactured by FDM rapid prototyping method. The experiments were carried out on FDM200mc system. By using theory of probability and statistics and methodology of experimental data planning and processing the authors have built exprimental formulars to define dimensional accuracy and relation between roughness of patern’s surface and layer thickness and built orientation. This study is a prerequisite for defining factors of compensating dimensions and a base for selecting appropriately technological data as layer thickness, built orientation to ensure dimensional accuracy as well as quality of surface of paterns . Results of the study allow us to increase efficiency of FDM equipment to serve the needs of research and practical applications.

Keyword: FDM rapid prototyping

Giải pháp hàn tự động thanh giàn không gian kh9u độ lớn

Bùi Văn Hạnh

Bộ môn Hàn và Công nghệ kim loại, Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà nội E-mail: [email protected]

Giàn không gian là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian. Giàn không gian được thiết kế mô phỏng theo mô hình cấu trúc phân tử hóa học Natri, Cacbon, kim cương…Giàn không gian có ưu điểm vượt trội là có kết cấu vững chắc, kiến trúc đẹp, độc đáo. Nó có khả năng vượt khNu độ rất lớn (tới khoảng 300m) mà không cần đến cột chống nhờ sự làm việc của hệ các thanh giàn. Kết cấu giàn không gian được sử dụng nhiều trong việc xây dựng các công trình công cộng trên thế giới (sân bay, nhà thi đấu, nhà kho,…) do tận dụng tối đa khả năng làm việc của các phần tử thanh dẫn đến tiết kiệm vật liệu và an toàn trong sử dụng và đặc biệt là khả năng tạo được mặt bằng sử dụng rất lớn. Khó khăn lớn nhất khi chế tạo các giàn không gian là yêu cầu về năng suất và chất lượng hàn các thanh dọc của giàn. Các mối hàn trên thanh dọc luôn luôn chịu ứng suất kéo dọc trục thanh, số lượng các thanh dọc trong một giàn không gian rất lớn, tùy thuộc vào khNu độ của giàn mà có thể đạt hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn thanh. Xuất phát từ nhu cầu đó tác giả đã đề xuất giải pháp hàn tự động thanh giàn không gian điều khiển PLC, sử dụng phương pháp hàn MAG. Nội dung chính bao gồm: Thiết kế quy trình hàn MAG tự động thanh dọc; Thiết kế hệ thống điều khiển, xây dựng thuật toán và viết chương trình điều khiển.

Từ khóa: Giàn không gian, hàn MAG tự động, điều khiển PLC.


HUST-SME

85

Automatic welding of space frame with large aperture elements

Space Frame is a structural frame the elements of its strength in in multi-dimensional space. Designed frame is similar to structure of crystal in some material such as sodium, carbon, diamond… It has advantages are firm-textured, beautiful architecture, unique. It is able to exceed large aperture (up to about 300m) which without working through the bars of the frame system. Space frame structure is widely used in the construction of public buildings in the world such as: airports, gymnasiums, warehouses, ... Because it takes full advantage of the ability of the bar element, leading to save material and safety using, especially the ability to cover a large workspace. The biggest difficulty when making the frame space is requirement about welding productivity and quality of frame’s element. The welds on vertical frame’s element are always under tensile stress along the bar, the number of vertical bar in a frame is huge, depends on the aperture of the frame. So that number could reach from tens of thousands to hundreds of thousands. Starting from that demand, authors have proposed a solution is that: automatically, PLC controlled frame’s element welding, using MAG welding technology. The main contents of report are that: designing process of automatic MAG welding of vertical element; designing control system, control algorithm and writing controller program.

Keywords: Space Frame, Automatic MAG welding, PLC control.

Xây dựng mô hình toán- cơ rút gọn để chuyển vị và chuyển hướng dụng cụ, chi tiết khi gia công cơ

Đậu Lê Xin

Bộ môn GCVL & DCCN, Trường ĐHBK Hà Nội

Trong ngành cơ khí chế tạo máy, hướng tập trung nguyên công vào các trung tâm gia công đang trở thành hướng chủ đạo.Các máy gia công CNC , rô bốt công nghiệp ngày càng được sử dụng nhiều lên . Để điều khiển các thiết bị này, nhà công nghệ cần lập chương trình điều khiển. Trước khi trực tiếp cắt gọt nhiều khi phải chuyển vị, chuyển hướng chi tiết, trục dung cụ.Thực tế đã có nhiều chương trình tham gia giải quyết vấn đề này. Để chuyển hướng chi tiết, trục dung cụ , hay cơ cấu người ta lập ra

quy luật quay vec tơ đặc trưng a�

quanh các trục tọa độ. Có tồn tại những trường hợp chỉ cần quay một lần, song trường hợp thỏa mãn điều kiện quay một lần rất hiếm gặp. Vì vậy trong kỹ thuật người ta đã xây dựng lý thuyết tổng quát quay tới 5 lần. Với mục đích giảm số lần quay để giảm thời gian tác nghiệp, tăng năng suất lao động , tiết kiệm năng lượng, chúng tôi đã xây dựng được cơ sở lý thuyết, tìm thấy khả


HUST-SME 86

năng quay chi cần 2 lần.Việc giảm số lần quay từ 5 lần xuống còn 2 lần có ý nghĩa cho khoa học và thực tiễn , làm sáng tỏ những ứng dụng thiếu chuNn xác trong kỹ thuật cơ khí trước đây. Nội dung của bài báo này sẽ giới thiệu cơ sở toán học và động học cơ cấu quay 3 trục vuông góc phuc vụ cho vấn đề này.

Từ khóa: Mô hình toán- cơ rút gọn

Develop mathematical models for reduced-displacement engine and navigation instruments, details the process of

In the machinery manufacturing industry, the operational focus on manufacturing centers is becoming dominant. Manufacturing machines like CNC and industrial robots are used more frequently. To control the machines, technologists need to write control programs. Before cutting, it is sometimes necessary to move and change direction of elements and intrument axis. In order to change direction of elements,

instrument axis, and structure, a principle of vector a�

rotating around axes is developed. Some cases of vector rotating once have been observed but it is rare to meet conditions for those cases. As a result, a general theory of vector rotating five times is developed. With an aim to reduce the number of rotating times to limit operation duration, increase productivity, and save energy, we have developed a theoretical basis and found a possibility of vector rotating twice. The reduction of vector rotating from five to two times is scientifically and practically significant and provide insight for imprecise mechanical applications in the past. The article is to introduce the mathematical and dynamic basis of three crossed angle rotating structure.

Keywords: Mathematical-mechanical reduced model

Giải pháp hàn điện tiếp xúc tự động bình xăng xe máy

Đào Nguyễn Quang Linh 1, Lưu Quốc Khánh 1

Nguyễn Tuấn Hưng 2, Bùi Văn Hạnh 3

1-Cơ Điện Tử 2-K54, ĐH Bách khoa Hà Nội, 2- Chế tạo máy 4-K52, ĐH Bách khoa Hà Nội, .3-Viện Cơ khí, ĐH Bách khoa Hà Nội


Hiện nay, ở Việt Nam sản lượng xe máy được sản xuất ra vào khoảng 2-3 triệu chiếc/năm. Quy trình sản xuất loại sản phNm này phần lớn được tự động hóa, tuy vậy vẫn còn những công đoạn phải thực hiện bán tự động hoặc bằng tay. Một trong các công đoạn đó là việc chế tạo bình xăng. Từ thực tế sản xuất đó chúng tôi đặt vấn đề nghiên cứu thiết kế một hệ thống hàn bình xăng tự động có thể thay thế công việc của người công nhân, tiến tới đưa hệ thống này tham gia dây chuyền sản xuất xe tự


HUST-SME

87

động. Bài báo trình bày kết quả tính toán động học và kết quả mô phỏng được mình họa bằng phần mềm Mathlab.

Từ khóa: Bình xăng, hàn điện tiếp xúc tự động, tính toán động học, mô phỏng, Mathlab.

Automatic resistance welding motorcycle fuel tank

Currently, in Vietnam motorcycle production is at around 2-3 million units/year. The production process of these products is largely automated, yet still the stage to perform semi-automatically or manually. One such process is the manufacture of the fuel tank. From the fact that we research to design automatic welding system of fuel tank to replace the work of the worker, striving to make this system involved the production line auto. This paper presents the results of dynamic calculation and simulation results is illustrated by Mathlab software.

Keywords: Fuel tank, automatic resistance welding, dynamic calculation, simulation, Mathlab.

Nghiên cứu ảnh hưởng của nền tạo xỉ đến hiệu quả hợp kim hóa kim loại mối hàn bằng Mn và Si khi chế tạo một số que hàn thép cacbon thông

dụng

Vũ Huy Lân

Bộ môn Hàn & CNKL, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong lĩnh vực sản xuất vật liệu hàn nói chung và sản xuất que hàn thép cacbon nói riêng, việc xác định chính xác hàm lượng các chất khử và hợp kim hóa cần đưa vào thành phần thuốc bọc que hàn có ý nghĩa rất quan trọng, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của que hàn. Vì vậy công trình này, đã nghiên cứu sự dịch chuyển của các nguyên tố hợp kim phổ biến dùng trong thuốc bọc que hàn thép cacbon là Mn và Si trên một số nền tạo xỉ hàn thông dụng là hệ xỉ axit – rutil và hệ xỉ hàn bazơ. Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xây dựng được các mô hình toán học và đường đặc trưng biểu diễn quan hệ giữa hàm lượng các nguyên tố Mn, Si trong kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng của chúng trong thuốc bọc que hàn đối với 2 nền tạo xỉ điển hình ở trên. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Từ các phương trình hồi quy hoặc các đường đặc tính sẽ giúp cho các nhà nghiên cứu, các chuyên gia sản xuất que hàn có thể xác định hàm lượng các nguyên tố Mn và Si cần đưa vào thành phần mẻ liệu thuốc bọc que hàn một cách chính xác


HUST-SME 88

và thuận tiện. Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng để sản xuất các loại que hàn E6013 và E7016 ở Nhà máy sản xuất vật liệu hàn thuộc Công ty lắp máy Lilama 5.

Từ khóa: Que hàn; Hợp kim hóa bằng Mn, Si; Quy hoạch thực nghiệm; Xỉ hàn.

Study the influences of the welding slag on effect of alloying weld metal by Mn and Si elements for application the popular coved electrodes

for manual metal arc welding of carbon steel

The coating electrode contains high amounts of metal oxides, calcium carbonate, calcium fluorite and alloying elements. Effect of alloying weld metal by alloying elements ifluences the mechanical characteristics and quality of weld metal. This paper presents study the influences of the welding slag by rutile – acid and basic types on the effect of alloying weld metal by alloying elements (Mn and Si). These results determines optimized contens of alloying elements in the mixtures of coating electrodes – types E6013 and E7016 with using experiment planning method.

Keywords: Covered electrode; Effect of alloying weld metal by elements Mn, Si; Optimization; Welding slag.

Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt khi gia công các vật liệu thép cacbon thông thường trên máy tiện CNC

Phan Ngọc Tuấn1, Nguyễn Thị Phương Mai2

1- Khoa Cơ khí, trường ĐHSPKT Hưng Yên 2- Viện Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Trong bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu bước đầu về ảnh hưởng của các thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt khi gia công các vật liệu thép cacbon thông thường trên máy tiện CNC-CTX 200E với hệ điều khiển Heidenhain, sử dụng dao tiện trụ ngoài gắn mảnh hợp kim (Widia -Germany) - VBMT 160404 phủ TiN. Các kết quả thực nghiệm được xử lý để tìm ra quan hệ toán học giữa độ nhám bề mặt (Ra) và các thông số công nghệ: vận tốc cắt V, chiều sâu cắt t, bước tiến dao S. Đưa ra phương trình hồi quy trên cơ sở dữ liệu thực nghiệm, từ đó khuyến cáo về việc điều chỉnh máy sao cho gia công đạt năng suất cao mà vẫn đảm bảo chất lượng bề mặt.

Từ khóa: Chất lượng bề mặt, gia công trên máy tiện CNC

Influence of some manufacturing parameters to surface quality when turning normal carbon steel by CNC machine

In this paper present some research results, related to influence of manufacturing parameters to surface quality of details when turning the carbon steel workpieces by


HUST-SME

89

CNC machine CTX 200E with Heidenhain controler; using the clamping system with Carbide insert coating TiN thin film - VBMT 160404. Tthrough experimental results, presenting data to find the mathematical relationship between surface roughness (Ra) and cutting speed V, deep of cut t, feed rate S. Based on that relationship to write the regression equation to recommend about the adjustment for control CNC machine in order to meet actual requirements of production with high quality surface.

Keywords: Surface quality, fabrication on CNC turning machine

Một phương pháp xây dựng mô hình profile bề mặt chi tiết được gia công trên máy cắt gọt CNC

Nguyễn Hoàng Tùng1, Nguyễn Thị Phương Mai2, Nguyễn Văn Vinh2

1- Viện Công nghệ - Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng - Bộ Quốc phòng 2-Viện Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội,


Mô hình profile bề mặt chi tiết gia công trên máy cắt gọt CNC là sử dụng phương pháp toán học nhằm mô tả bề mặt chi tiết sau gia công cơ khí trong đó thể hiện được độ cao tế vi, hình dáng bề mặt, nếp đứt gãy bề mặt chi tiết từ các dạng dữ liệu thông dụng như tập điểm rời rạc, đường đồng mức hay dữ liệu đo dọc tuyến trên bề mặt chi tiết. Sử dụng mô hình lưới tam giác không đều -TIN- với khả năng biểu diễn bề mặt liên tục từ tập hợp các điểm rời rạc; các tam giác này hình thành bề mặt 3 chiều. Khoảng cách không đều của các điểm độ cao cho ta tập các tam giác có kích thước và hình dạng khác nhau. Mô hình TIN được áp dụng để biểu diễn độ cao, độ dốc, đường đồng mức trong mô hình profile bề mặt.

Từ khóa: profile, mô hình bề mặt, TIN - mô hình lưới tam giác không đều

Modeling the surface profile machining by CNC cutting machine

Modeling the surface profile of details machining by CNC cutting machine is demonstrating the surface after machining by mathematical map, algorithm and data structure performed through the microscopic heights, surface geometry, fracture patterns presented by common data: Set of discrete points, contours, data measured along the surface. Using the Triangulated irregular network model (TIN) expansion accurately describes the surface. Models capable of performing TIN continuous surface from a set of discrete points as irregular triangular grids. The triangle formed three-dimensional surface. Irregular spacing of the heights formatted the triangles with difference sizes and shapes. TIN surface model is used to represent issues such as the heights, slopes, contours of the surface profile.


HUST-SME 90

Keywords: Profile, surface modeling, TIN- model of irregular triangular grids

Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính công nghệ hàn của thuốc hàn gốm trong hàn tự động kết cấu thép

Đào Quang Kế 1, Lục Vân Thương 2, Hoàng Văn Châu2

1- Khoa Cơ- Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 2- Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Hàn và Xử lý bề mặt


Báo cáo trình bày một số kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đánh giá tính công nghệ hàn của thuốc hàn gốm hệ Aluminate-Rutile (AR) chế tạo trong nước cho hàn tự động dưới lớp thuốc các kết cấu từ thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp. Đã nghiên cứu thực nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ bản về tính công nghệ hàn của thuốc hàn gốm hệ AR như: độ cháy ổn định của hồ quang; chỉ tiêu tạo dáng bề mặt cho mối nối hàn; độ bong của xỉ hàn; ảnh hưởng đến các khuyết tật bề mặt như nứt, rỗ khí; ảnh hưởng đến các khuyết tật bên trong ở mức độ cho phép. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm được sử dụng để làm cơ sở hợp lý hóa thành phần bài phối liệu và hoàn thiện công nghệ chế tạo thuốc hàn gốm phục vụ sản xuất.

Từ khoá: Thuốc hàn gốm, Hàn tự động dưới lớp thuốc, Tính công nghệ hàn.

Some results of experimental studies evaluating the welding technology of ceramic welding in automatic welding of steel structures

The report presents some results of theoretical research and empirical assessment of welding technology welding systems aluminate-rutile ceramics (AR) of local manufacturing for automated welding drug beneath the structure from low carbon steel and low-alloy steel. Experimental studies have evaluated the basic criteria of the welding technology of ceramic welding AR systems such as combustion stability of the arc; the target surface shape for the solder joints; the ball of welding slag; influence of surface defects such as cracks, porosity; affect defects within the allowed level. Results of experimental studies are used as a basis for rational distribution of all data components and complete fabrication welding technology for producing ceramic.

Keywords: Drug ceramic welding, automatic welding under drug class, the welding technology.


HUST-SME

91

Nghiên cứu chế tạo thuốc bọc que hàn thép không gỉ E308 bằng nguyên vật liệu trong nước

Vũ Huy Lân

Bộ môn Hàn & CNKL, Viện Cơ khí, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá đất nước, việc chế tạo các kết cấu thép không gỉ ngày càng phát triển trong các lĩnh vực Hoá chất, hóa dầu, máy thực phNm, ... Do vậy, nhu cầu về que hàn thép không gỉ ngày càng nhiều, mà nguồn nguyên vật liệu trong nước phong phú và tiềm năng. Tuy nhiên, hiện nay chúng ta thường phải nhập khNu que hàn thép không gỉ với giá cao. Do vậy, công trình đã nghiên cứu chế tạo que hàn thép không gỉ bằng nguyên vật liệu trong nước, riêng phần lõi que phải nhập ngoại, còn phần thuốc bọc que hàn chủ yếu sử dụng nguyên liệu ở Việt Nam.

Dựa trên kết quả khảo sát nguồn nguyên vật liệu trong nước và đối chiếu các chỉ tiêu cơ bản của que hàn thép không gỉ, đã lựa chọn được 2 nền tạo xỉ để tiến hành thí nghiệm là CaO – CaF2 – Al2O3 và CaO – CaF2 – TiO2 .

Trên cơ sở 2 nền tạo xỉ này đã nghiên cứu bổ sung một số chất thông dụng cần thiết vào thành phần mẻ liệu để tạo nên 2 đơn thuốc điển hình. Để tìm ra thành phần tối ưu của mẻ liệu thuốc bọc theo 2 đơn thuốc này, đã ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xây dựng quan hệ giữa các biến đầu vào là các chất trong thành phần thuốc bọc và các hàm mục tiêu là các chỉ tiêu đặc tính công nghệ hàn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, được ứng dụng để sản xuất loại que hàn thép không gỉ E308.

Từ khóa: Que hàn; E308; Quy hoạch thực nghiệm; Xỉ hàn.

Study the mixtures of the coating of electrode - type E308 for welding of stainless steel by using materials in the Vietname

This paper presents study the mixtures of coating electrodes – types E308 according to American standards (AWS) with using sources of materials in the Vietname. The characteristics of electrode as welding-technological properties of deposited and weld metal to be inserted. The welding slags for the coating of electrodes were used types CaO – CaF2 – Al2O3 và CaO – CaF2 – TiO2 . This paper presents study the influences of the reagents in the mixtures of coating electrodes on welding-technological characteristics.These results were determined optimized contens of the mixtures of coating electrodes – types E308 with using experiment planning method.

Keywords: Covered electrode; E308; Optimization; Welding slag.


HUST-SME 92

Sự sự ảnh hưởng của thành phần và cỡ hạt của vật liệu phủ tới chất lượng lớp phủ kim loại bằng phương pháp nhiệt khí

Trần Văn Địch2, Hoàng Văn Gợt1, Thân Hoàng Bảo Lâm2

1-Trung tâm Thiết kế và Công nghệ Chế tạo máy – Viện Nghiên cứu Cơ khí 2- Viện Cơ khí - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

E-mail:[email protected], [email protected],

Trên thế giới phun phủ là một trong những phương pháp xử lý bề mặt vật liệu được sử dụng trong hơn một thế kỷ nay. Công dụng chủ yếu của phun phủ là bảo vệ các kết cấu và các chi tiết làm việc trong môi trường khác nhau, phục hồi các chi tiết máy bị mòn, ăn mòn và xâm thực. Nước ta còn đang trong giai đoạn nghiên cứu ứng dụng các thành quả khao học của thế giới, đã có một số đề tài cấp Bộ, cấp Nhà nước nghiên cứu ứng dụng phun phủ kim loại ở một số viện nghiên cứu, trường đại học v.v… Qua phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ như: chuNn bị bề mặt, vật liệu phủ, chế độ cũng như kỹ thuật phun, nhiệt độ trong và sau khi phun, gia công cơ khí sau khi phun… Sự ảnh hưởng của thành phần vật liệu phủ và cỡ hạt vật liệu phủ tới tới chất lượng lớp phủ bằng phương pháp nhiệt khí có vai trò quan trọng, quyết định đến chất lượng lớp phủ nên cần được đưa vào nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam.

Từ khóa: Lớp phủ kim loại, phương pháp nhiệt khí

The influent of size and components of coating materials particle to quality of metal coatings by thermal gas method

Spraying is one of surface – treating material methods which used more than a century past in the world. The use of this method is protecting structures and details in different working conditions; rehabilitating eroded, erosion or corrosion of details.

In Vietnam, these researches stop at applications although there were several researches about metal spraying in Institutes and Universities.

According to the analysis the influent factors to the quality of coating such as: surface preparing, coating material, system and technical spraying, and temperature in/after spraying, mechanical processing after spraying…,the influent of size and components of coating materials particle to quality of metal coatings by thermal gas method is play an important, decisive role to the quality of coating. Thus, the applied research influent factor to the quality of coating is needed in Vietnam.

Keyword: Metal coatings, thermal gas method


HUST-SME

93

Xây dựng thuật toán và phần mềm xác định độ chính xác hình học các bề mặt tự do

Bùi Ngọc Tuyên1, Hoàng Văn Qúy2

1- Bộ môn GCVL và DCCN - Đại học Bách Khoa Hà Nội 2- Khoa Cơ khí, Trường Đại học Hải phòng


Chi tiết cơ khí được hình thành từ những bề mặt cơ bản (mặt trụ, mặt cầu…) hoặc từ những mặt tự do NURBS (Non Uniform Ration B- Spline). Việc kiểm tra chi tiết được hình thành từ những mặt cơ bản có thể thực hiện đơn giản bằng các dụng cụ đo thông dụng (thước kẹp, panme,…). Đối với chi tiết được hình thành từ những mặt cong tự do thì việc kiểm tra bằng những dụng cụ đo thông dụng là không thích hợp. Nhằm giúp cho việc kiểm tra các bề mặt của chi tiết cơ khí được dễ dàng hơn xin giới thiệu một phần mềm kiểm tra độ chính xác của các bề mặt trong không gian dựa trên thuật toán ICP. Sai số hình học ở đây được xác định bằng cách so sánh tập điểm bề mặt mẫu chế tạo được đo kiểm bằng CMM với mô hình CAD thiết kế ban đầu.

Từ khóa: Mô hình CAD, NURBS, ICP, CMM

Algorithm and software to determine geometrical accuracy of free surfaces

A part will be built by basic surface, such as cylinder, ball, etc or non uniform ration B spline (NURBS). They, basic surface formed parts, will be measure easily by simple measuring instruments, such as Caliper, Clamp size. etc... NURBS parts will not be checked by ditto measuring instruments. A software will be introduced for measuring NURBS parts using ICP algorithm. The content of the method is based on the registration of the point cloud measured by CMM with the data point set from the CAD model.

Keyword: CAD model, NURBS, ICP, CMM

Nghiên cứu thiết kế máy cắt rãnh xoắn CNC trong lỗ sâu

Nguyễn Trọng Doanh1, Nguyễn Đức Minh2

1-Bộ môn CN Chế tạo máy – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2-P7 E16 Phòng 6, Bộ Công an


Trong sản xuất các loại nòng súng, việc tạo rãnh soắn bên trong lỗ sâu là công đoạn phức tạp và khó khăn nhất. Rãnh soắn trong lỗ sâu có thể là dạng rãnh có góc


HUST-SME 94

soắn không đổi hoặc góc soắn thay đổi. Chuyển động gia công bao gồm hai chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của dụng cụ cắt. Phối hợp giữa hai chuyển động này tạo cho ta các rãnh soắn có góc nâng cố định hay góc nâng thay đổi. Hai chuyển động này được đảm bảo bởi hệ thống điều khiển số. Việc thay đổi góc nâng được được tính toán trực tiếp từ các thông số đầu vào rất linh hoạt và không cần phải sử dụng các hệ thống điều khiển số phức tạp. Vấn đề điều khiển số ở máy cắt rãnh trong lỗ sâu nằm chủ yếu trong vấn đề điều khiển tốc độ giữa hai trục chuyển động. Điều này là khác nhau căn bản giữa các hệ thống điều khiển CNC cho các máy tiện, máy phay, máy khoan thông thường với máy khoan sâu và máy cắt rãnh sâu. Hệ thống điều khiển bao gồm một máy tính các nhân PC, phần mềm điều khiển kết hợp với các động cơ servo DC trang bị encoder. Phần mềm điều khiển được xây dựng dựa trên mô hình động lực học của hệ thống, nên không phải giải quyết các vấn đề nội suy như đối với các máy công cụ thông thường. Trong khuôn khổ của báo cáo này, chúng tôi trình bày phương pháp tính toán thiết kế các trục chuyển động chính, xây dựng mô hình động lực học, mô phỏng và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điều khiển trước khi tiến hành chế tạo mẫu. Phần thiết kế chi tiết cho các bộ phận cơ khí không được đề cập đến ở đây.

Từ khóa: Máy cắt rãnh xoắn CNC

Design of CNC Deep Drilling Machine

In gun production, drilling and cutting spiral drain inside hole are two the most important operation. As special equipment, the CNC drill and spiral drain deep hole cutting machine requires servo control systems specially designed. Actual state of CNC machine design in Vietnam is still so far from which of the world level and this is main drawback in this field. The most important of this machine is the CNC control system, which is different of the classic CNC system for the CNC mill or CNC turn, The control software can be develop more easily and using a PC, we can have a flexible CNC control system which is one advantage. In this paper, a procedure for CNC deep drilling machine design is presented and this follows the mains problems of design: mechanical design, servo control systems design, simulation and evaluation.

Keyword: CNC Deep Drilling Machine

Repair tenon of steam turbine blade using laser cladding process

Trần Lâm, Nguyễn Thúc Hà

Bộ môn Hàn & CNKL, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: [email protected]

The purpose of this investigation was to study the tenon repairs of steam turbine blade using laser cladding process by added AISI 422 stainless steel (SS) powder on


HUST-SME

95

a 422 SS used blade. The microstructures analysis, mechanical properties tests of base metal (BM) and cladding layer in both single layer and multi-layer processes with various process parameters were analyzed and compared to find out the adequate laser cladding process parameters. In this study, tensile test, impact test and microhardness test were carried out to characterize the mechanical properties of both BM and deposited layer. Optical microscopy and Scanning Electron Microscope were conducted to observe the microstructure of BM and cladding zones. Experimental results showed the grain size of deposited layer was smaller than that of BM either in the as-cladded condition and the 700/2h tempered condition; these small grains also increased the hardness of deposited layer. In the multi-layer laser cladding condition, the results of tensile and impact test showed the deposited layer after 700/2h tempering had higher tensile strength than the BM did, while both deposited layer and BM possess approximately the same impact energy. Based on the experimental findings, multi-layer laser cladding process can be applied to repair the damaged tenon of used turbine blade.

Keyword: Laser cladding, steam turbine blade

Ảnh hưởng của hình dáng hình học của lưỡi cắt đến lực cắt và quá trình hình thành phoi khi phay bằng dao phay mặt đầu

Nguyễn Trọng Hiếu1, Nguyễn Đắc Trung2

1-Bộ môn CN Chế tạo máy, Trường ĐHBK HN 2-Khoa Sư Phạm Kỹ Thuật, Trường ĐHBK HN


Hiện nay phương pháp phay được sử dụng rộng rãi trong gia công cắt gọt. Lực cắt khi phay và quá trình hình thành phoi là hai yếu tố quan trọng, bởi vì chúng có ảnh hưởng quyết định đến sự ổn định của quá trình phay. Bên cạnh các yếu tố như vật liệu cắt, vật liệu phôi, chế độ cắt, vật liệu bôi trơn làm nguội, hình dáng hình học của lưỡi cắt có ảnh hưởng lớn đến lực cắt và quá trình hình thành phoi. Chính vì vậy, bài báo này sẽ trình bày các nghiên cứu về ảnh hưởng của hình dáng hình học lưỡi cắt đến lực cắt và quá trình hình thành phoi khi phay bằng dao phay mặt đầu.

Từ khóa: Lực cắt khi phay,hình thành phoi, dao phay mặt đầu.


HUST-SME 96

Cải thiện tính chất lớp biên của các chi tiết gia công bằng phương pháp gia công tia lửa điện bằng cách phun tăng bền cơ học

Nguyễn Trọng Hiếu1, Nguyễn Đắc Trung2, Konrad Schmidt3

1-Bộ môn CNCTM, Trường ĐHBK HN 2-Khoa Sư Phạm Kỹ Thuật, Trường ĐHBK HN

3-Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung, Otto von Guericke Universität Magdeburg


Trong thực tế, phương pháp gia công tia lửa điện được áp dụng dưới các hình thức khác nhau như gia công cắt dây, gia công xung tia lửa điện…. Tuy nhiên về bản chất, phương pháp gia công tia lửa điện dựa trên hiện tượng hình thành kênh năng lượng plasma giữa cặp điện cực và chi tiết cần gia công. Sau đó, vật liệu sẽ bị nóng chảy và bốc hơi xảy ra chủ yếu ở chi tiết cần gia công. Tính chất lớp biên của chi tiết sau khi gia công bằng phương pháp gia công tia lửa điện thường thay đổi theo chiều hướng tiêu cực so với ban đầu. Chính vì vậy, bài báo này trình bày các kết quả thí nghiệm cải thiện tính chất lớp biên của chi tiết gia công bằng phương pháp gia công tia lửa điện bằng cách phun tăng bền cơ học.

Từ khóa: Gia công tia lửa điện, phun tăng bền cơ học

Đánh giá độ mòn bề mặt của bộ truyền bánh răng hành tinh

Phạm Văn Đông

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội E-mail: [email protected]

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu đánh giá độ bền mòn bề mặt răng của bộ truyền bánh răng hành tinh sau khi được xử lý bằng phương pháp thấm nitơ plasma. Các mẫu thử nghiệm được xử lý hoá-lý nhiệt và chạy thử trên giá kiểm tra. Độ mòn bề mặt răng được xác định bằng cách xác định sự thay đổi chiều dày dây cung, chiều dài pháp tuyến chung. Các kết quả nghiên cứu cũng đưa ra các số liệu so sánh đánh giá trên một số loại vật liệu khác nhau. Từ những kết quả nghiên cứu cho phép lựa chọn giải pháp thiết kế tối ưu qui trình công nghệ chế tạo bộ truyền bánh răng hành tinh.

Từ khóa: Độ mòn bề mặt, bánh răng hành tinh

Ghi chú:

Website: http://sme.hut.edu.vn, E-mai:[email protected]

107

MỤC LỤC Mục đích……………………………………………………….……………...i

Các lĩnh vực khoa học của hội nghị …………………………….…………….i

Chủ tịch………………………………………………………….……………ii

Ban khoa học…………………………………………………….……………ii

Ban thư ký……………………………………………………….……………ii

1. Một số vấn đề về thực trạng Cơ khí Việt Nam và định hướng phát triển Phan Bùi Khôi, Bành Tiến Long......................................................................... 1

Phân ban Cơ học máy…………………………………………………..……………….2

2. Số hóa quỹ đạo chuyển động của robot Phan Bùi Khôi ................................................................................................... 3

3. Cấu trúc cơ cấu trong thiết kế máy và robot Nguyễn Hồng Thái ............................................................................................. 4

4. Ảnh hưởng của tải trọng tính toán và thông số kết cấu lên kích thước tối ưu của dầm chính cầu trục hai dầm dạng hộp Trịnh Đồng Tính ................................................................................................ 4

5. Thiết kế, tích hợp hệ thống bơm sục bùn trên giàn khoan tự nâng 90m nước Vũ Văn Khoa, Đinh Viết Hải .............................................................................. 5

6. Khảo sát sai số vị trí của robot hàn điểm Phan Bùi Khôi, Đỗ Anh Tuấn, Nguyễn Quang Hưng .......................................... 6

7. Tính toán bền hệ cơ cấu nâng hạ giàn khoan tự nâng 90m Phan Đăng Phong, Đỗ Sanh, Đỗ Lê Huy, Nguyễn Cao Thắng ............................ 7

8. Tối ưu hóa các thông số cho hệ thống giảm sóc thụ động của tàu điện dựa vào lý thuyết điều khiển Nguyễn Chí Hưng .............................................................................................. 8

9. Về một loại bảng mới – bảng đa năng Autoboard Phan Xuân Tuấn, Hoàng Văn Bạo, Đỗ Đức Nam ............................................... 9

10. Mô hình bãi đậu xe nhiều tầng tự động Lê Hiếu Giang, Trần Chí Thiên ........................................................................ 10

11. Nâng cao độ bền bề mặt răng của bộ truyền bánh răng hành tinh

Ghi chú:


108

Phạm Văn Đông .............................................................................................. 10

12. Thiết kế hệ thống điều khiển cho bảng đa năng Autoboard Phan Xuân Tuấn, Hoàng Văn Bạo, Đỗ Đức Nam ............................................. 11

13. Thiết kế và chế tạo bộ truyền cycloid sử dụng trong công nghiệp Bành Tiến Long, Lê Thanh Sơn, Nguyễn Thanh Tú ........................................... 11

14. Gối đỡ thuỷ lực chịu tải nặng dọc trục làm việc theo nguyên lý màng mỏng thủy lực Đỗ Quốc Quang, Cao Văn Mô, Tăng Bích Thủy ............................................... 12

15. Thiết kế chế tạo robot quân sự có vũ trang Chu Anh Mỳ, Tăng Văn Lâm, Nguyễn Ngọc Ánh, Nguyễn Văn Việt, Nguyễn Ngọc Bình................................................................................................................. 12

16. Tối ưu hóa hình dạng và kích thước khâu mềm hộp giảm tốc bánh răng sóng Lê Văn Uyển, Chu Văn Hải, Nguyễn Phúc Luân, Nguyễn Xuân Quyết, Đào Thanh Tuấn ..................................................................................................... 13

17. Sự khiếm khuyết, sai sót, lạc hậu và một số kiến nghị về tài liệu giảng dạy hai môn học chi tiết máy và đồ án chi tiết máy ở Việt Nam hiện nay Nguyễn Tiến Dũng ........................................................................................... 14

18. Các giáo trình và tài liệu giảng dậy hai môn học chi tiết máy và đồ án chi tiết máy của việt nam không thiết kế được một loạt các bộ truyền bánh răng và trục vít bánh vít - nguyên nhân và các giải pháp khắc phục Nguyễn Tiến Dũng ........................................................................................... 14

19. Xác định các dạng vùng hoạt động của robot phỏng sinh sáu bậc tự do bằng việc tính toán hệ số phục vụ Nguyễn Ngọc Thành ........................................................................................ 15

20. Động học ngược hệ robot dư dẫn động có liên kết phi holonom Chu Anh Mỳ, Hoàng Đức Long ........................................................................ 16

21. Nghiên cứu mô phỏng, tính toán và thiết kế trục vít đôi cho máy đùn hai trục vít Nguyễn Mạnh Cường, Nguyễn Thái Tất Hoàn, Phạm Minh Hải ....................... 17

22. Nghiên cứu xây dựng mô đun làm việc của rô bốt công nghiệp bằng mô hình số phục vụ công việc lập trình cho robot Kuka KR6-2

Ghi chú:


109

Lê Giang Nam ................................................................................................. 17

Phân ban Cơ học vật rắn biến dạng…………………………………………...18

23. Mô phỏng phương pháp phần tử hữu hạn để tối ưu hóa khả năng tạo hình cho vỏ bọc máy ảnh kỹ thuật số bằng hợp kim Magiê Nguyen Duc Toan, Banh Tien Long, Hoang Vinh Sinh, Jung Dong Won........... 19

24. Tối ưu áp lực khi dập bằng chất lỏng áp lực cao cho chi tiết dạng ống Nguyễn Trung Kiên, Phạm Văn Nghệ, Lê Trung Kiên....................................... 20

25. Nghiên cứu phương pháp dập khối chính xác chi tiết bánh răng côn răng thẳng Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Đắc Trung, Lê Thái Hùng ................................... 20

26. Vibration analysis of Mindlin plate on elastic foundation by Continuous Element Method Nguyen Manh Cuong, Tran Ich Thinh .............................................................. 21

27. Mô phỏng quá trình phát triển của vết nứt ở điều kiện tải trọng mixed-mode bằng phương pháp XFEM Vương Văn Thanh, Đỗ Văn Trường.................................................................. 22

28. Ứng dụng tiêu chuNn phá hủy Cockroft & Latham trong mô phỏng quá trình phá hủy dẻo khi đột lỗ Nguyễn Trung Kiên, Phạm Văn Nghệ ............................................................... 22

29. Nghiên cứu phương pháp xác định thông số công nghệ dập lăn ép cơ bản trong tạo hình các chi tiết tấm có kích thước lớn Nguyễn Đắc Trung, Lê Trung Kiên, Nguyễn Ngọc Tú, Trần Hải Đăng ............. 23

30. Mô phỏng quá trình phát triển vết nứt dọc theo bề mặt ghép đôi của cặp vật liệu Cu/Si bằng phương pháp VCCT Đỗ Văn Trường, Lê Văn Lịch ........................................................................... 24

31. Nghiên cứu ứng suất và biến dạng khi hàn dầm chữ I Nguyễn Tiến Dương ......................................................................................... 25

32. Tình Johnson-Cook mô phỏng trình phá hủy vật liệu do va chạm ở vận tốc lớn Đinh Văn Hải, Vũ Văn Tuấn, Đỗ Văn Trường ................................................. 26

33. Tính toán và tối ưu thiết kế kết cấu hàn bằng phương pháp số Vũ Đình Toại ................................................................................................... 27

Ghi chú:


110

34. Sử dụng lý thuyết phiến hàm mật độ ab-initio nghiên cứu ảnh hưởng của biến dạng cơ học đến tính sắt điện của màng mỏng PbTiO3 Đỗ Văn Trường, Nguyễn Tuấn Hưng................................................................ 27

35. Uốn tấm Composite lớp dạng lượn sóng hình thang Trần Ích Thịnh, Trần Minh Tú, Bùi Văn Bình ................................................... 28

36. Ứng dụng phương pháp FEM trong mô phỏng quá trình khoan tấm mỏng bằng mũi khoan phủ TiN Nguyễn Duy Quân, Nguyễn Thị Phương Mai.................................................... 29

37. Xác định tải trọng phá hủy uốn của tấm composite lớp dạng gấp nếp bằng phương pháp phần tử hữu hạn Trần Ích Thịnh, Trần Minh Tú, Bùi Văn Bình ................................................... 30

38. Mô phỏng số 3D quá trình biến dạng dẻo khi ép TITAN trong kênh gấp khúc có tiết diện không đổi (ECAP) Phạm Quang, Nguyễn Thị Hoàng Oanh, Đỗ Minh Nghiệp................................ 31

39. Wear behavior ot thermal barrier ceramic coatings Le Thuong Hien ............................................................................................... 32

40. Vibration analysis of thick laminated composite cylindrical shells filled with fluid by Continuous Element Method Ta Thi Hien, Nguyen Manh Cuong, Tran Ich Thinh .......................................... 32

41. Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số ma sát tiếp xúc đến sự phân bố ứng suất dọc theo biên dạng răng của đôi răng côn răng thẳng ăn khớp Đỗ Văn Trường, Đỗ Mạnh Hùng ...................................................................... 33

42. Nghiên cứu nâng cao độ cứng vật liệu thiêu kết từ bột thép có bổ sung W, TiC hạt mịn Hà Minh Hùng, Vũ Trung Tuyến, Nguyễn Hà Tuấn .......................................... 33

43. Nghiên cứu ảnh hưởng của áp lực va đập khi hàn nổ tới độ bền và cấu trúc mối hàn vật liệu bimetal thép các bon – thép hợp kim dụng cụ làm dao cắt công nghiệp Hà Minh Hùng, Nguyễn Gia Tín ...................................................................... 34

44. Nghiên cứu vật liệu Bimetal thép 08S – hợp kim đồng BCuSn6Pb6Zn3 luyện kim bột dùng để chế tạo bạc cân bằng xe ô tô vận tải hạng nặng Hà Minh Hùng, Nguyễn Minh Đạt ................................................................... 35

Ghi chú:


111

45. Nghiên cứu vật liệu Trimetal Thép – Nhôm – hợp kim nhôm hệ Al – Sn – Cu dùng làm bạc trượt động cơ ô tô công suất đến 350 mã lực Hà Minh Hùng, Nguyễn Văn Nam .................................................................... 36

46. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc biên giới liên kết kim loại vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm độ bền cao sau hàn nổ Hà Minh Hùng, Lương Văn Tiến ...................................................................... 38

47. Ứng dụng công nghệ hàn nổ để tạo phôi bimetal thép các bon – thép dụng cụ làm dao cắt công nghiệp có chiều dài lớn Hà Minh Hùng, Nguyễn Gia Tín ...................................................................... 39

48. Ứng dụng hàn nổ để tạo phôi vật liệu bimetal thép –hợp kim đồng làm thanh cái dẫn điện của bộ chuyển mạch dòng điện động lực cho đầu máy tầu vận tải khoáng sản trong công nghiệp khai thác mỏ Hà Minh Hùng, Đào Hồng Thái ....................................................................... 40

49. Ứng dụng công nghệ luyện kim bột để chế tạo thanh cái dẫn điện từ vật liệu trimetal thép – hợp kim đồng của bộ chuyển mạch dòng điện động lực Hà Minh Hùng, Đào Hồng Thái ....................................................................... 41

50. Xác định các tham số đàn nhớt của vật liệu đẳng hướng siêu đàn hồi dạng cao su bằng thí nghiệm kéo một phương và trượt thuần túy. Ứng dụng tính toán số trong phần tử hữu hạn Hoàng Sỹ Tuấn ................................................................................................ 42

51. Phương pháp Galerkin để giải bài toán ổn định phi tuyến của vỏ trụ kín không hoàn hảo chịu nén dọc trục có cơ tính biến thiên Đào Văn Dũng, Lê Khả Hòa ............................................................................ 43

Phân ban Cơ điện tử…………………………………………………..……………….44

52. Hệ thống vận chuyển mẫu kích thước micro: Tiềm năng ứng dụng 45 Phạm Hồng Phúc ............................................................................................. 45

53. Micro mô tơ dẫn động bằng các bộ kích hoạt tĩnh điện quay Đặng Bảo Lâm, Phạm Hồng Phúc, Vũ Ngọc Hùng , Trịnh Quang Thông ......... 46

54. Chế tạo, đo đạc và kiểm tra đặc tính của bộ kích hoạt nhiệt kiểu dầm chữ V dẫn động motor hai chiều Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Trịnh Quang Thông, Phạm Hồng Phúc ... 46

55. Nâng cao khả năng công nghệ cho robot hàn bằng đồ gá di động

Ghi chú:


112

Phan Bùi Khôi, Đỗ Anh Tuấn, Nguyễn Quang Hưng ........................................ 47

56. Motor hai chiều dẫn động bằng bộ kích hoạt nhiệt Nguyễn Tuấn Khoa, Đặng Bảo Lâm, Nguyễn Đình Hướng, Phạm Hồng Phúc .. 48

57. Tìm miền làm việc của lớp rô bốt song song không gian Nguyễn Hồng Thái ........................................................................................... 49

58. Điều khiển bốn kênh phản hồi lực của hệ thống SMMS Teleoperation Đỗ Đức Nam, Hoàng Văn Bao, Nguyễn Xuân Bình .......................................... 50

59. Nhận dạng phi tập trung cho quá trình đa biến trong vòng kín Trịnh Thị Khánh Ly, Hoàng Minh Sơn ............................................................ 51

60. Mô tơ quay hai chiều dẫn động bằng các bộ kích hoạt nhiệt dạng chữ V Đặng Bảo Lâm, Đinh Khắc Toản, Nguyễn Thế Hùng Bùi Việt Hưng, Nguyễn Ngọc Hùng, Phạm Hồng Phúc ..................................... 51

61. Thiết kế chế tạo hệ thống đo dùng cảm biến điện trở cho máy Xuyên tĩnh Nguyễn Huy Ninh ............................................................................................ 52

62. Nghiên cứu ứng dụng chuyển động của cánh tay người cho Robot 53 Lê Thanh Hải , Đào Khánh Dư , Phạm Văn Hùng............................................. 53

63. Ước lượng độ không đảm bảo đo của bộ tạo góc phẳng nhỏ tại viện đo lường Việt nam Bùi Quốc Thụ, Ngô Ngọc Anh, Vũ Khánh Xuân ................................................ 54

64. Điều khiển con lắc ngược dựa trên đại số gia tử Trần Đức Trung, Phan Bùi Khôi, Bùi Hải Lê ................................................... 55

65. Thiết kế hệ thống điện điều khiển cơ cấu nâng hạ giàn khoan tự nâng 90m nước Phan Đăng Phong, Trần Đình Thuận ............................................................... 55

66. Giải pháp cắt biên dạng ống tự động điều khiển CNC Phan Huy Lê, Bùi Văn Hạnh ............................................................................ 56

67. Vi tay kẹp dẫn động bằng bộ kích hoạt nhiệt dầm chữ V Đinh Khắc Toản, Phạm Hồng Phúc, Trần Văn Quân ....................................... 57

68. Điều khiển đèn tín hiệu giao thông sử dụng bộ điều khiển PLC Trần Thế Văn, Trần Thị Thanh Hải .................................................................. 58

Ghi chú:


113

69. Giới thiệu các hệ thống điều khiển CNC có cấu trúc dạng mở ứng dụng cho các máy công cụ điều khiển số Nguyễn Thị Hồng Minh, Phạm Đức An ............................................................ 59

70. Nghiên cứu thuật toán và mô phỏng các module nội suy và điều khiển quá trình tăng tốc giảm tốc của lõi điều khiển số trong hệ điều khiển số CNC Nguyễn Thị Hồng Minh, Phạm Đức An ............................................................ 60

71. Về sự phá hủy mỏi trong các linh kiện MEMS Đinh Khắc Toản, Phạm Hồng Phúc, Đặng Bảo Lâm ........................................ 61

72. Repetabality Evaluation of Pegasus Robot Nguyen Trong Doanh, Do Anh Tuan2 ............................................................... 62

73. Điều khiển PLC cho Máy Khấu Than tự động Lê Quang Thinh, Trần Thị Thanh Hải .............................................................. 62

74. Ứng dụng camera trong nhân dạng và điều khiển rô bốt tự hành Nguyễn Trọng Doanh, Ngô Văn Đăng, Nguyễn Đăng Tài................................. 63

75. Những vấn đề cơ bản trong đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực cơ điện tử Nguyễn Trọng Doanh ...................................................................................... 63

Phân ban Cơ khí Chế tạo……………………………………………………………..65

76. Phương pháp thiết kế kết cấu tối ưu trụ của trung tâm gia công phay CNC Bùi Quý Lực, Nguyễn Thùy Dương .................................................................. 66

77. Dịch chỉnh đường dụng cụ theo chiều cao nhấp nhô không đổi khi gia công các bề mặt phức tạp trên máy phay CNC 5 trục Nguyễn Hồng Thái ........................................................................................... 67

78. Xây dựng phần mềm CAD/CAM phục vụ đào tạo Nguyễn Huy Ninh ............................................................................................ 68

79. Nghiên cứu thiết kế thiết bị khảo sát mòn vít me – đai ốc bi máy CNC dưới tác động của lực cắt Phạm Văn Hùng, Trần Đức Toàn .................................................................... 69

80. Xây dựng mô hình toán học xác định chế độ công nghệ tối ưu khi phay thép hợp kim trên máy phay CNC

Ghi chú:


114

Trần Văn Địch, Nguyễn Ngọc Kiên .................................................................. 70

81. Phương pháp mạng trí tuệ nhân tạo dự đoán quan hệ giữa độ nhấp nhô tế vi bề mặt với thông số công nghệ khi phay CNC Trần Văn Địch, Nguyễn Ngọc Kiên .................................................................. 70

82. Thuật toán kiểm tra va chạm giữa thân dụng cụ và bề mặt gia công trong quá trình gia công tinh bề mặt phức tạp đối với dao phay ngón đầu cầu trên máy phay CNC 5 trục Nguyễn Hồng Thái ........................................................................................... 71

83. Hệ số ổn định trong thiết kế kết cấu máycông cụ CNC Đinh Duy Khỏe, Hoàng Vĩnh Sinh, Bành Tiến Long ......................................... 72

84. Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nano ô xít nhôm (Al2O3) trong dầu bôi trơn tới ổ đỡ thủy động Nguyễn Mạnh Toàn, Phạm Văn Hùng .............................................................. 72

85. Nghiên cứu độ tin cậy của đường dẫn hướng ma sát lăn trong máy công cụ Nguyễn Thị Ngọc Huyền, Phạm Văn Hùng ...................................................... 73

86. Xác định miền ổn định của máy phay cao tốc “DMN 400” dựa vào độ sóng bề mặt và biểu đồ lực cắt Bành Tiến Long, Hoàng Vĩnh Sinh, Trịnh Văn Hiếu, Đinh Duy Khỏe ............... 74

87. Phân tích và thiết kế van giảm áp dùng khí nén cao áp có đầu trục van hình côn Phạm Xuân Hồng Sơn ...................................................................................... 75

88. Mòn cổ góp - chổi than của động cơ điện một chiều trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Nm Lê Đức Bảo, Phạm Văn Hùng .......................................................................... 76

89. Phân tích kết cấu thân máy phay đứng với giải pháp tối ưu hóa Topology Lê Giang Nam, Giần Hải Anh .......................................................................... 77

90. Ảnh hưởng của số lượng hạt mài đến chất lượng bề mặt khi gia công vật liệu ceramics bằng đá mài kim cương có cấu trúc lục giác Nguyễn Tiến Đông, Nguyễn Thị Phương Giang, Kozo Ishizaki ......................... 78

91. Đánh giá độ mòn bề mặt của bộ truyền bánh răng hành tinh Phạm Văn Đông .............................................................................................. 79

Ghi chú:


115

92. Ảnh hưởng của thông số công nghệ hàn đến hình dạng và kích thước của mối hàn leo giáp mối một phía bằng công nghệ hàn FCAW tự động khi ghép nối tổng đoạn vỏ tàu thủy Vũ Văn Ba, Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh .................................................... 80

93. Nghiên cứu xác định ứng suất dư trong mối hàn giáp mối khi hàn tự động dưới lớp thuốc bằng công nghệ sử dụng sóng siêu âm Đỗ Cao Đoan

, Đào Quang Kế , Hoàng Văn Châu ............................................ 81

94. Thiết kế hệ thống hàn tự động vỏ bình nóng lạnh điều khiển PLC 82 Bùi Văn Hạnh .................................................................................................. 82

95. Một nghiên cứu thực nghiệm về độ chính xác hình học của mẫu chế tạo bằng phương pháp tạo mẫu nhanh FDM Bùi Ngọc Tuyên, Trần Mạnh Hà ...................................................................... 83

96. Giải pháp hàn tự động thanh giàn không gian khNu độ lớn Bùi Văn Hạnh .................................................................................................. 84

97. Xây dựng mô hình toán- cơ rút gọn để chuyển vị và chuyển hướng dụng cụ, chi tiết khi gia công cơ Đậu Lê Xin ...................................................................................................... 85

98. Giải pháp hàn điện tiếp xúc tự động bình xăng xe máy 86 Đào Nguyễn Quang Linh , Lưu Quốc Khánh Nguyễn Tuấn Hưng , Bùi Văn Hạnh ............................................................... 86

99. Nghiên cứu ảnh hưởng của nền tạo xỉ đến hiệu quả hợp kim hóa kim loại mối hàn bằng Mn và Si khi chế tạo một số que hàn thép cacbon thông dụng Vũ Huy Lân ..................................................................................................... 87

100. Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt khi gia công các vật liệu thép cacbon thông thường trên máy tiện CNC Phan Ngọc Tuấn, Nguyễn Thị Phương Mai ...................................................... 88

101. Một phương pháp xây dựng mô hình profile bề mặt chi tiết được gia công trên máy cắt gọt CNC Nguyễn Hoàng Tùng, Nguyễn Thị Phương Mai, Nguyễn Văn Vinh ................... 89

102. Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm đánh giá tính công nghệ hàn của thuốc hàn gốm trong hàn tự động kết cấu thép Đào Quang Kế, Lục Vân Thương , Hoàng Văn Châu ..................................... 90

Ghi chú:


116

103. Nghiên cứu chế tạo thuốc bọc que hàn thép không gỉ E308 bằng nguyên vật liệu trong nước Vũ Huy Lân ..................................................................................................... 91

104. Sự sự ảnh hưởng của thành phần và cỡ hạt của vật liệu phủ tới chất lượng lớp phủ kim loại bằng phương pháp nhiệt khí Trần Văn Địch, Hoàng Văn Gợt, Thân Hoàng Bảo Lâm ................................... 92

105. Xây dựng thuật toán và phần mềm xác định độ chính xác hình học các bề mặt tự do Bùi Ngọc Tuyên, Hoàng Văn Qúy.................................................................... 93

106. Nghiên cứu thiết kế máy cắt rãnh xoắn CNC trong lỗ sâu Nguyễn Trọng Doanh, Nguyễn Đức Minh ........................................................ 93

107. Repair tenon of steam turbine blade using laser cladding process Trần Lâm, Nguyễn Thúc Hà ............................................................................. 94

108. Ảnh hưởng của hình dáng hình học của lưỡi cắt đến lực cắt và quá trình hình thành phoi khi phay bằng dao phay mặt đầu Nguyễn Trọng Hiếu, Nguyễn Đắc Trung .......................................................... 95

109. Cải thiện tính chất lớp biên của các chi tiết gia công bằng phương pháp gia công tia lửa điện bằng cách phun tăng bền cơ học Nguyễn Trọng Hiếu, Nguyễn Đắc Trung, Konrad Schmidt ............................... 96

110. Đánh giá độ mòn bề mặt của bộ truyền bánh răng hành tinh Phạm Văn Đông .............................................................................................. 96

Documents

Quyen Tom Tat