Luận án Nghiên cứu giám sát rung động trên động cơ diesel tàu biển

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí động lực; Mã số: 9520116. Chuyên ngành: Khai thác, bảo trì tàu thủy.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu giám sát rung động trên động cơ diesel tàu biển" là một tóm tắt luận án tiến sĩ kỹ thuật, tập trung giải quyết vấn đề cấp thiết về giám sát rung động (GSRĐ) trên động cơ diesel tàu biển (MDE) tại Việt Nam. Đề tài xuất phát từ yêu cầu nghiêm ngặt về tiêu chuẩn rung động cho tàu biển vỏ thép của các tổ chức đăng kiểm trong nước và quốc tế, cũng như thực trạng thiếu công nghệ làm chủ và thiết bị phù hợp cho nghiên cứu phát triển trong nước.

Mục đích chính của luận án là nghiên cứu, chế tạo một hệ thống đo và giám sát đa kênh các dạng dao động trên MDE. Cụ thể, đề tài đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết về rung động, bao gồm các cơ sở toán học, thuật toán cho GSRĐ và công nghệ xây dựng thiết bị đo, giám sát. Luận án đã thành công trong việc xây dựng một hệ thống đo, phân tích rung động hiện đại, đa kênh, đáp ứng các yêu cầu của Quy phạm đăng kiểm để giám sát và chẩn đoán rung động trên MDE. Đồng thời, hệ thống này đã được thử nghiệm trên mô hình vật lý và đối tượng thực (tàu KN 375) để kiểm tra, hiệu chỉnh và kiểm chứng cơ sở khoa học, công nghệ đã nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm phương pháp đo và giám sát các dạng dao động xoắn, dọc trục trên hệ trục diesel lai chân vịt (MPP) và dao động ngang trên MDE. Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô hình hóa, mô phỏng số, chế tạo thiết bị đo và thử nghiệm thực tế, sử dụng các lý thuyết cơ học, dao động kỹ thuật, xử lý tín hiệu số và toán học thống kê.

Các kết quả nổi bật của luận án bao gồm việc phân tích, tổng hợp thực trạng GSRĐ, đề xuất nhiệm vụ nghiên cứu, xây dựng các mô hình toán học để lập trình tự động tính toán đặc tính giới hạn dao động, và phát triển phần mềm giám sát trên nền tảng LabView. Đặc biệt, luận án đã giải mã công nghệ chế tạo hệ thống đo, giám sát rung động đa kênh (MMMVS) trên cơ sở toán học hiện đại, LabView, MatLab và công nghệ truyền thông. Hệ thống MMMVS đã được chế tạo, thử nghiệm, hiệu chỉnh và hiệu chuẩn, chứng minh độ tin cậy cần thiết để ứng dụng vào thực tế giám sát rung động trên tàu biển. Những đóng góp mới của luận án là cung cấp cơ sở lý thuyết, phần mềm mô phỏng, mô hình vật lý và sơ đồ nguyên lý chế tạo thiết bị GSRĐ di động, phù hợp cho nghiên cứu và khai thác.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1. TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN

  • 1.1. Tổng quan về giám sát rung động
  • 1.2. Tình hình nghiên cứu thế giới và trong nước
  • 1.3. Đặt bài toán nghiên cứu
  • 1.4. Kết luận chương 1

• Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN

  • 2.1. Các sơ đồ nguyên lý cho giám sát rung động trên MDE
    • 2.1.1. Sơ đồ nguyên lý cho giám sát rung động trên MDE
    • 2.1.2. Sơ đồ chức năng nhiệm vụ GSRĐ trên động cơ diesel tàu biển
    • 2.1.3. Sơ đồ chức năng mô phỏng GSRĐ trên MDE
  • 2.2. Mô hình toán các đặc tính giới hạn dao động được giám sát
    • 2.2.1. Giới hạn dao động dọc, ngang: dao động vận tốc (mm/s)
    • 2.2.2. Giới hạn dao động dọc, ngang: dao động gia tốc (m/s²)
    • 2.2.3. Giới hạn ứng suất xoắn (MPa, N/mm²)
  • 2.3. Cơ sở toán học cho đo và xử lý tín hiệu dao động
    • 2.3.1. Cơ sở khoa học trích mẫu đo và lưu trữ dữ liệu
    • 2.3.2. Mô hình xử lý tín hiệu dao động
      • 2.3.2.1. Tín hiệu đo xử lý trong miền thời gian thực, có nhiễu
      • 2.3.2.2. Tín hiệu đo xử lý trong miền tần số
    • 2.3.3. Cơ sở toán học ra quyết định GSRĐ trên MDE
      • 2.3.3.1 Ra quyết định dao động ngang trên MDE và dao động dọc tại gối đỡ chặn theo RMR
      • 2.3.3.2 Ra quyết định giám sát dao động xoắn trên MDE theo RMR
    • 2.3.4. Cơ sở toán học chuyển đổi dạng dao động
    • 2.3.5. Mô hình toán tín hiệu dao động đo được
      • 2.3.5.1 Mô phỏng tín hiệu TVs.
      • 2.3.5.2 Mô phỏng tín hiệu LVs và AVs.
  • 2.4. Cơ sở toán học mô phỏng GSDĐ xoắn trên MDE
    • 2.4.1. Chế độ vòng quay và trạng thái động cơ trong mô phỏng GSDĐ xoắn
    • 2.4.2. Mô phỏng PTP trong mô phỏng GSDĐ xoắn
    • 2.4.3. Mô phỏng ứng suất xoắn trên IMS
    • 2.4.4. Mô phỏng xử lý tín hiệu ứng suất xoắn trên IMS
    • 2.4.5. Mô phỏng ra quyết định trong GSDĐ xoắn trên IMS
    • 2.4.6. Hiển thị kết quả GSDĐ xoắn trên IMS
    • 2.4.7. Kiểm tra độ tin cậy của tín hiệu vào cho GSDĐ xoắn
  • 2.5. Cơ sở toán học mô phỏng GSDĐ dọc trên MPP dùng MDE
    • 2.5.1. Nguyên lý chung mô phỏng GSDĐ dọc trên MPP
    • 2.5.2. Mô hình tín hiệu đầu vào (AVs) tại gối đỡ chặn
    • 2.5.3. Mô hình toán dao động dọc cho phép tại gối đỡ chặn
  • 2.6. Cơ sở toán mô phỏng GSDĐ ngang trên MDE
  • 2.7. Cơ sở công nghệ cho GSDĐ ngang trên MDE
    • 2.7.1. Sơ đồ nguyên lý biến đổi thông tin GSRĐ trên MDE
    • 2.7.2. Cơ sở công nghệ lựa chọn bộ cảm biến, DAQ, CPU
    • 2.7.3. Cơ sở công nghệ lập trình trên LabView và MatLab
  • 2.8. Kết luận chương 2

• Chương 3. MÔ PHỎNG GIÁM SÁT DAO ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN

  • 3.1. Mô phỏng tín hiệu dao động xoắn
  • 3.2. Mô phỏng các đặc tính giới hạn, đặc tính cho phép đối với dao động xoắn, dao động dọc và dao động ngang
  • 3.3. Mô phỏng xử lý tín hiệu cho giám sát dao động trên MDE
  • 3.4. Mô phỏng ra quyết định GSRĐ hệ trục diesel lai chân vịt
    • 3.4.1. Mô phỏng ra quyết định giám sát dao ngang
    • 3.4.2. Mô phỏng ra quyết định giám sát dao xoắn
  • 3.5. Kết luận chương 3

• Chương 4. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG GIÁM SÁT RUNG ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU BIỂN

  • 4.1. Chế tạo MMMVS trên MDE
    • 4.1.1. Yêu cầu kỹ thuật
    • 4.1.2. Sơ đồ nguyên lý MMMVS
    • 4.1.3 Chế tạo các kênh đo
    • 4.1.4. Đồng bộ hóa dữ liệu và tích hợp hệ thống
    • 4.1.5. Hiệu chỉnh thiết bị
    • 4.1.6. Hiệu chuẩn thiết bị
  • 4.2. Thực nghiệm đo, giám sát rung động tại phòng thí nghiệm
    • 4.2.1. Hệ thống đo, GSRĐ trong phòng thí nghiệm
    • 4.2.2. Kết quả đo, GSRĐ trong phòng thí nghiệm (MHVL-2)
  • 4.3. Thực nghiệm đo, GSRĐ trên động cơ diesel tàu thực
    • 4.3.1. Các thông số cơ bản của MPP trên tàu Kiểm ngư KN 375
    • 4.3.2. Hệ thống đo, GSRĐ trên MPP của tàu KN 375
    • 4.3.3. Một số kết quả đo, GSRĐ trên MPP của tàu KN 375
  • 4.4. Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN

  • 1. Các kết quả của luận án
  • 2. Những đóng góp mới của luận án
  • 3. Hướng phát triển của đề tài

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN