Nghiên Cứu Động Lực Học Hệ Thống Đưa Xác Gia Súc Bị Dịch Bệnh Lên Xe Vận Chuyển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

VŨ VĂN CHIÊU

NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG

ĐƯA XÁC GIA SÚC BỊ DỊCH BỆNH LÊN

XE VẬN CHUYỂN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ: 8520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. TRẦN CÔNG CHI

Hà Nội - 2021

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi.

Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong luận văn là trung thực. Kết quả

nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.

Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

Hà Nội, tháng 5 năm 2021

Tác giả luận văn

Vũ Văn Chiêu

ii

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành được bản luận văn này, trong suốt thời gian qua tôi đã

nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân dịp này

cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo

hướng dẫn khoa học TS. Trần Công Chi đã dành nhiều thời gian chỉ bảo tận

tình và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị cho tôi trong suốt thời gian thực hiện

luận văn tốt nghiệp của mình.

Tôi trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu cùng cán bộ giáo viên, công nhân

viên chức Trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi

nhất để tôi hoàn thành nhiệm vụ;

Chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình nơi

tôi công tác, khoa Cơ điện và công trình, Trường Đại học Lâm nghiệp cùng

các đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp những ý kiến bổ ích trong

việc nghiên cứu, hoàn thiện các kết quả luận văn.

Tôi xin cam đoan các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực

và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.Những nội

dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày …. tháng …. năm 2021

Tác giả

Vũ Văn Chiêu

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i

LỜI CÁM ƠN..................................................................................................ii

MỤC LỤC.......................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... vi

DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ vii

DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................viii

ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................... 3

1.1. Khái quát chung về thực trạng tiêu hủy xác gia súc bị dịch bệnh .................3

1.1.1. Trên thế giới.................................................................................... 3

1.1.2. Tại Việt Nam ................................................................................... 9

1.2. Công nghệ thu gom tiêu độc, khử trùng và vận chuyển xác gia súc bị dịch

bệnh ...............................................................................................................................15

1.3. Một số công trình nghiên cứu động học và động lực học hệ thống nâng...17

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu .................................21

1.5. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................22

1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................22

1.7. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................23

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............ 24

2.1. Cấu tạo và động học cơ cấu.............................................................................24

2.1.1. Khâu và khớp ................................................................................ 24

2.1.2. Lược đồ động ................................................................................ 26

2.1.3. Chuỗi động và cơ cấu ................................................................... 27

2.2. Bậc tự do của cơ cấu........................................................................................28

2.3. Phương pháp nghiên cứu động học ................................................................29

2.3.1. Phương pháp vẽ ............................................................................ 30

iv

2.3.2. Phương pháp giải tích................................................................... 33

2.4. Phân tích động lực học.....................................................................................34

2.4.1. Phương pháp họa đồ véc tơ .......................................................... 34

2.4.2. Phương pháp phân lực trực tiếp................................................... 36

2.4.3. Phương pháp lập mô hình toán..................................................... 37

2.5. Tổng quan về phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)...................................38

2.5.1. Khái niệm chung ........................................................................... 38

2.5.2. Nội dung của phương pháp........................................................... 39

2.5.3. Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn..................................... 39

2.6. Phân tích động học, động lực học và FEA bằng phần mềm Solidworks....40

Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ KHẢO SÁT ĐỘNG LƯC HỌC

HỆ THỐNG ĐƯA XÁC GIA SÚC LÊN XE VẬN CHUYỂN.................. 44

3.1. Công cụ thực hiện mô hình hóa......................................................................44

3.2. Mô hình hóa hệ thống đưa xác gia súc lên xe vận chuyển...........................45

3.2.1. Mô hình hóa các chi tiết................................................................ 45

3.2.2. Lắp ráp hệ thống........................................................................... 48

3.3. Mô hình động học và động lực học của hệ thống.........................................51

3.3.1. Hệ tọa độ và không gian chuyển động của hệ thống.................... 51

3.3.2. Tải trọng........................................................................................ 54

3.4. Kết quả phân tích động lực học hệ thống.......................................................54

3.4.1. Phân tích quy luật thay đổi vị trí của bàn nâng ........................... 54

3.4.2. Phân tích lực tác dụng của các xi lanh......................................... 59

Chương 4 PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HỮU HỆ THỐNG ĐƯA XÁC GIA

SÚC LÊN XE VẬN CHUYỂN..................................................................... 62

4.1. Trình tự tiến hành phân tích phần tử hữu hạn (FEA)....................................62

4.1.1. Mục đích của FEA......................................................................... 62

4.1.2. Trình tự tiến hành ......................................................................... 62

4.1.3. Thiết lập mô hình FEA.................................................................. 64

v

4.1.4. Xác định thuộc tính vật liệu, chia lưới và tải trọng...................... 64

4.2. Kết quả FEA một số chi tiết chính..................................................................65

4.2.1. Khung cửa ..................................................................................... 65

4.2.2. Bàn nâng (cửa) và trục quay ........................................................ 67

4.2.3. Thanh trượt tròn (thanh dẫn hướng) ............................................ 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................... 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 74

PHỤ LỤC

vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu viết tắt Tên gọi

3D Three-dimensional

ADAMS Automatic Dynamic Analysis of Mechanical

System

ANSYS Analysis Systems

CAD Computer-aided design

FEA Phân tích phần tử hữu hạn

FEM Phương pháp phần tử hữu hạn

LMLM Lở mồm long móng

NASTRAN NASA Structural Analysis Program

PTVP Phương trình vi phân

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Thông số cơ bản của một số chi tiết chính ..................................... 47

Bảng 4.1. Thành phần và cơ tính của thép C45 .............................................. 64

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Xác lợn nhiễm bệnh lở mồm long móng và quá trình sốc điện trước

tiêu hủy ở Đài Loan........................................................................................... 5

Hình 1.2. Xử lý xác lợn bị lở mồm long móng bằng cách chôn lấp................. 6

Hình 1.3. Khử trùng xe vận chuyển gia súc bị dịch bệnh ở Anh...................... 7

Hình 1.4. Khử trùng chuồng trại tại Trung Quốc khi bị dịch bệnh .................. 8

Hình 1.5. Công nghệ và thiết bị thu gom, tiêu hủy gia súc gia cầm bị dịch

bệnh ở Việt Nam ............................................................................................. 11

Hình 1.6. Xác lợn bị dịch bệnh tả lợn Châu Phi ............................................. 11

Hình 1.7. Xác lợn dịch bệnh vận chuyển bằng xe công nông, xe ô tô............ 12

Hình 1.8. Đào hố để chôn lấp xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh .................... 12

Hình 1.9. Quá trình chôn lấp xác gia súc gia cầm bị dịch bệnh ..................... 13

Hình 1.10. Sơ đồ công nghệ thu gom tiêu độc, khử trùng và vận chuyển xác

gia súc, gia cầm bị dịch bệnh .......................................................................... 15

Hình 1.11. Mô hình nghiên cứu tối ưu hóa cơ cấu nâng thùng rác................. 18

Hình 1.12. Mô hình nghiên cứu tối ưu hóa cơ cấu nâng thùng rác................. 19

Hình 1.13. Hệ thống đưa xác gia súc bị dịch bệnh lên xe vận chuyển ........... 23

Hình 2.1. Các bậc tự do của khâu trong không gian....................................... 25

Hình 2.2. Các dạng khớp động........................................................................ 26

Hình 2.3. Ví dụ chuỗi động phẳng (a) và chuỗi động không gian (b)............ 27

Hình 2.4. Bậc tự do của cơ cấu 4 khâu (a) và 5 khâu (b)................................ 29

Hình 2.5. Ví dụ xác định vị trí cơ cấu bằng phương pháp vẽ ......................... 31

Hình 2.6. Phân tích động học cơ cấu tay quay con trượt bằng phương pháp đồ

thị..................................................................................................................... 31

Hình 2.7. Phân tích chuyển vị của con trượt................................................... 32

Hình 2.8. Đồ thị vị trí, vận tốc, gia tốc của cơ cấu ......................................... 32

Hình 2.9. Phân tích lực cơ cấu bằng phương pháp họa đồ véc tơ .................. 36