Mục lục Trang Mục lục Mở đầu Chương I: Giíi thiƯu vỊ kÕt cÊu gi¸ chun híng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí đóng Công ty Toa xe Hải Phòng 1.1 Kết cấu tổng thể thông số kết cấu thông số động lực học 1.2 Kết cÊu cđa c¸c bé phËn chi tiÕt gi¸ chun (Khung giá, trục bánh, xà nhún, hệ thống hÃm, lò xo trung ương, lò xo bầu dầu, cụm van điều chỉnh lò xo) 1.3 Đánh giá chất lượng công nghệ chế tạo ảnh hưởng tới tham 36 số kết cấu tham số động học giá chuyển độ bền kết cấu Chương II: Lý thuyết tính toán chất lượng động học toa xe 39 2.1 Các giả thiết tính toán 39 2.2 Bài toán dao động toa xe mặt phẳng thẳng đứng 46 nằm ngang 2.3 Chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu ổn định vận hành 58 Chương III: Tính toán tiêu chất lượng động lực học giá 69 chuyển toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí đóng Công ty Toa xe Hải Phòng 3.1 Tính toán Tần số tự 69 3.2 Tính toán tốc độ giới hạn 70 3.3 Tính toán biên độ, gia tốc, tiêu êm dịu ổn định 71 Chương IV: Giới thiệu kết thực nghiệm giá chuyển 77 hướng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí 4.1 Giới thiệu kết đo thực nghiệm giá chuyển hướng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí đo trạng thái thử tĩnh 77 4.2 Giới thiệu kết thực nghiệm đo tiêu sperling giá 78 chuyển hướng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí chạy tuyến Bắc-Nam Phần kết luận khuyến nghị 93 Kết luận: Về chất lượng động lực học giá chuyển hướng 93 Khuyến nghị: Về bổ sung sửa đổi tham số kết cấu 94 tham số động học Tài liệu tham khảo 95 Phụ lục 96 Mở đầu Trong năm gần Ngành Đường sắt Việt Nam đà thực mục tiêu quan trọng tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo nhiều chủng loại toa xe khách, toa xe hàng để phục vụ nhu cầu nâng cao chất lượng vận tải hành khách, hàng hoá, nâng cao thị phần vận tải ngành Đường sắt Việt Nam Hiện nhiều câu hỏi đặt nhà quản lý, thiết kế toa xe làm để chế tạo toa xe khách đẹp hình thức, bền thời gian, tiện nghi cho khách tầu an toàn vận dụng, mà kết cấu hạ tầng đường sắt chưa nâng cấp cải tạo triệt để Thực chủ trương Ngành đường sắt Việt Nam, Công ty Toa xe Hải Phòng đà tham gia đóng nhiều toa xe khách hệ thuộc ram tầu S1/2; E1/2; SE1/2 chạy tuyến thống Bắc-Nam, toa xe tầu kéo đẩy chạy tuyến Hà Nội - Lao Cai đà triển khai đóng số loại giá chuyển hướng phục vụ nhu cầu đóng toa xe Ngành Giá chuyển hướng phËn rÊt quan träng toµn bé kÕt cÊu toa xe Việc chế tạo giá chuyển hướng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí bậc trung ương lò xo cao su bậc bầu dầu Công ty Toa xe Hải Phòng bước tiến Ngành đường sắt Việt Nam nhằm phục vụ cho việc nâng cao tốc độ chạy tầu, an toàn cho hành khách tầu, nâng cao tính êm dịu toa xe Để bước nâng cao chất lượng động lực giá chuyển phục vụ cho việc hoàn thiện tham số kết cấu giá chuyển tiếp theo, việc tính toán đánh giá chất lượng mặt lý thuyết kết hợp với thực nghiệm chất lượng động lực học việc cần thiết Luận án tốt nghiệp cao học Đánh giá chất lượng ®éng lùc häc gi¸ chun híng toa xe kh¸ch cã xà nhún lắp lò xo không khí đóng Công ty Toa xe Hải Phòng với mục tiêu: Giíi thiƯu kÕt cÊu gi¸ chun híng; Giíi thiƯu công nghệ chế tạo; Tính toán tiêu động lực học giá chuyển hướng xe khách có xà nhún lò xo không khí (Biên độ, gia tốc, tiêu êm dịu, ổn định ); Đánh giá ưu nhược điểm thông số động học kết cấu giá chuyển đà thiết kế chế tạo; Đề xuất sửa đổi cần thiết nhằm hoàn thiện kết cấu giá chuyển Luận án gồm phần mở đầu, bốn chương thuyết minh nghiên cứu tính toán, phần kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục Chương I Giới thiệu kết cấu giá chuyển hướng toa xe khách có xà nhún lắp lò xo không khí đóng Công ty Toa xe Hải Phòng 1.1 Giới thiệu kết cấu tổng thể, thông số kết cấu thông số động lực học 1.1.1 KÕt cÊu tỉng thĨ gi¸ chun híng toa xe kh¸ch có xà nhún lắp lò xo không khí Kết cấu giá chuyến hướng khung giá kết cấu thép hàn có xà nhún, trục bánh có đĩa hÃm lắp ổ bi 5x9, lò xo trung ương loại lò xo không khí, lò xo cao su hộp trục Liên kết Xà nhún với khung giá thông qua lò xo không khí, giám chấn ngang thuỷ lực liên kết đàn hồi để tăng tính động lực cải thiện chất lượng dao động toa xe vào đường cong Hình 1.1: Tổng thể giá chuyển hướng lò xo không khí có xà nhún 1.1.2 Các thông số kỹ thuật giá chuyển hướng - Tốc độ cấu tạo (km/h): 120 - Khổ đường (mm): 1000 - Tải trọng trục (tấn/trục): 14 - Khoảng cách trục cố định (mm): 2200 - Khoảng cách tâm cổ trục (mm): 1575 - Đường kính bánh xe (mm): 838 - Kiểu trơc: trơc AAR C - KiĨu ỉ bi: 1637502 hc bi TIMKEN 5" ì 9" - Chiều cao lò xo không khí với mặt ray tự trọng toa xe (mm): 707 - Chiều cao mặt chốt kéo với mỈt ray díi tù träng toa xe (mm): 772 - Khoảng cách lò xo không khí (mm): 1850 - B¸n kÝnh cong nhá nhÊt (m): 97 - KiĨu trang trí hÃm: hÃm đĩa đơn nguyên - Khổ giới hạn: theo quy phạm khai thác ĐSVN 1999 - Trọng lượng giá chuyển (kg): 5000 1.1.3 Bảng thông số động lực học toa xe khách với giá chuyển hướng lò xo không khí có xà nhún TT Thông số Đơn vị Giá trị (1) (2) (3) (4) k1 Độ cứng tổng cộng lò xo trung ương N/m 1.100.000 N/m 4.800.000 giá chuyển hướng theo phương thẳng đứng k2 Độ cứng tổng cộng lò xo hộp trục giá chuyển hướng theo phương thẳng đứng M Khối lượng thân xe m T1 Khối lượng giá chuyển hướng Ns2/m 44.000 Ns2/m 5.000 Ns/m 120.000 Ns/m 20.000 m T2 c1 HÖ sè cản giảm chấn lắp với lò xo trung ương giá chuyển theo phương thẳng đứng c2 Hệ số cản giảm chấn lắp với lò xo hộp trục giá chuyển theo phương thẳng đứng h Độ lồi lõm đường m 0,024 LT Khoảng cách trục giá chuyển m 2,2 LP Chiều dài đoạn ray m 12,5 L Cù ly t©m cèi chun (L=2l) m 14 Jy Mô men quán tính thùng xe trục y Ns2m 2.225.000 Jz Mô men quán tính thïng xe ®èi víi trơc z Ns2m 2.525.000 k 1n Độ cứng tổng cộng lò xo trung ương N/m 830.000 N/m 25.300 Ns/m 60.000 Ns/m 20.000 giá chuyển hướng theo phương ngang k 2n Độ cứng tổng cộng lò xo hộp trục giá chuyển hướng theo phương ngang c 1n Hệ số cản giảm chấn lắp với lò xo trung ương giá chuyển theo phương ngang c 2n Hệ số cản giảm chấn lắp với lò xo hộp trục giá chuyển theo phương ngang y0 Nửa tổng khe hở gờ bánh với hông ray m 0,012 v Vận tốc toa xe ( biến đổi) m/s biến đổi Tần số dao động cưỡng theo chiều thẳng đứng 1/s =2v/ L P = 0,5v u Tần số dao động cìng bøc theo chiỊu ngang 1/s =2πv/ Lu = 0,36v 2b Khoảng cách tâm cổ trục m 1,575 q Khối lượng cặp bánh xe Ns2/m 1.500 2S Khoảng cách điểm tiếp xúc ray bánh xe m 1,054 r bán kính vòng lăn bánh xe m 0,419 Hệ số ma sát gờ bánh đầu ray 0,25 2b Khoảng cách ngang lò xo bầu dầu m 1,575 2b Khoảng cách ngang lò xo trung ương m 1,85 1.2 KÕt cÊu cđa c¸c bé phËn chi tiÕt gi¸ chun (Khung giá, xà nhún trục bánh, hệ thống hÃm, lò xo không khí, lò xo bầu dầu) 1.2.1 Kết cấu khung gi¸ chun híng KÕt cÊu khung gi¸ chun híng kiểu chữ H kết cấu thép hàn tiết diện xà khung giá hình hộp, hình tròn đảm bảo cho khung vững theo phương thẳng đứng nằm ngang Hình 1.2: Kết cấu khung giá chuyển hướng lò xo không khí có xà nhún 1.2.2 Kết cấu xà nhún Xà nhún có hình hộp mặt võng kết cấu thép hàn mà tôn dầy 12mm, đứng dầy 10mm Giữa xà nhún bố trí chốt truyền lực kéo thông qua bạc đàn hồi, liên kết với khung giá lò xo không khí với khoảng cách 1850mm, liên kết mềm giảm chấn thuỷ lực Phía xà nhún bố trí bàn trượt chịu lực với khoảng cách 1575mm Hình 1.3: Kết cấu xà nhún giá chuyển hướng lò xo không khí 10 Khuyến nghị: Về bổ sung, sửa đổi tham số kết cấu tham số động lực học - Kết tính toán hoàn toàn dựa sở lý thuyết Trên thực tế dao ®éng cđa toa xe phơ thc rÊt lín vµo chÊt lượng đường, việc tính toán thiết kế giá chuyển hướng cần phải phân tích kỹ đặc điểm kỹ thuật đường sắt Việt Nam, ảnh hưởng ®Õn c¸c tham sè kÕt cÊu, ®é bỊn, ti thä vòng đời sản phẩm các chi tiết giá chuyển hướng, đặc biệt hệ thống lò xo cao su hộp trục - Ngành đường sắt cần sớm nghiên cứu thiết lập trung tâm thử nghiệm động lực học hệ giá chuyển hướng toa xe để xác định xác hệ số cản giảm chấn thẳng đứng, nằm ngang, bàn trượt hợp lý phù hợp với đường - Trong qua trình khai thác vận dụng thực tế loại giá chuyển hướng cần phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra thông số kỹ thuật giá chuyển hướng, phân tích trạng th¸i h háng cđa c¸c cơm chi tiÕt phơ tïng để có giải pháp hiệu chỉnh tham số kết cấu cho phù hợp với điều kiện vận hành thực tế tuyến Đường sắt Việt Nam 94 tài liệu tham khảo Sổ tay kỹ thuật toa xe tËp I - Bé m«n toa xe - Trêng đại học giao thông vận tải Hà Nội - Năm 1985 Bài giảng Động lực học toa xe - Lê Văn Doanh - Trường đại học giao thông vận tải Hà Nội - Năm 2004 Kết cấu tính toán toa xe - Dương Hồng Thái - Lê Văn Doanh - Lê Văn Học - Năm 1995 ổn định động lực học toa xe - Tài liệu giảng dạy cao học- Lê Văn Doanh- Trường đại học giao thông vận tải Hà Nội - Năm 2000 Giáo trình động lực học toa xe - Là Ngọc Khuê - Trường đại học giao thông vận tải Hà Nội - Năm 1968 Tải trọng động độ bền kết cấu toa xe - Tài liệu giảng dạy cao học Lê Văn Học - Năm 2000 Phần thuyết minh tính toán động lực học dự án Triển khai thử nghiệm tổ chức khai thác chạy tầu 32 h tuyến đường sắt thống Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh - Nguyễn Văn Siêm - Nguyễn Cảnh Cung - Năm 2002 Báo cáo kết đo phân tích dao động toa xe lắp giá chuyển hướng sử dụng lò xo không khí có xà nhún - Viện học - Năm 2002 năm 2005 Qui trình Công nghệ đóng toa xe khách - Công ty Toa xe Hải Phòng - Năm 2001 10 Matlab tìm hiểu ứng dụng giải số toán kỹ thuật - Nguyễn Bá Nghị - Trường đại học giao thông vận tải Hà Nội - Năm 2001 11 Japannese railway technology today - Suga - Năm 2001 95 Phần phụ lục (Giới thiệu phần lập trình sử dụng phần mềm chương trình Matlab để giải toán phương trình đại số tuyến tính dạng phương trình ma trận) 96 Lập trình tính toán quan hệ biên độ tổng hợp (Z); hệ số êm dịu (c); gia tốc với vận tốc theo phương thẳng đứng (ứng với h = 0,006m) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all M=44000; J=2225000; Lt=2.2; Lp=12.5;L=14;l=L/2; k1=1100000; k2=4800000; c1=120000; c2=20000; V=40:5:120; % van toc km/h m=5000; v=V/3.6; % van toc m/s w=0.5*v; % tan so vong cua kich thich song hinh sin h=0.006; N1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)^2; N2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(pi*Lt/Lp); S1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*cos(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); S2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); Kz=sqrt(2*k1/M); Dz=c1/(M*Kz); Kfi=sqrt(2*k1*l^2/J); Dfi=c1/(J*Kfi); X=zeros(8,17); ZetaA=zeros(1,17); zetaA=zeros(1,17); zetacc=zeros(1,17); CA=zeros(1,17);zetak=zeros(1,17);zetafi=zeros(1,17); nA=zeros(1,17);FnA=zeros(1,17); for k=1:17 a13=-1100000; a31=a13;a14=a13; a41=a13; a57=a13; a75=a13; a58=a13; a85=a58; a23=7700000; a32=a23; a67=a23; a76=a67; a24=-7700000; a42=a24; a68=a24; a86=a68; a11=2*k1-w(k)^2*M; a55=a11; a22=2*k1*l^2-w(k)^2*J; a66=a22; a33=k1+k2-w(k)^2*m; a77=a33; a44=a33; a88=a33; a51=2*c1*w(k); a15=-a51; a17=c1*w(k); a71=-a17; a18=a17; a81=-a17; a35=a17;a53=-a17; a45=a17; a54=-a17; a62=2*c1*l*w(k); a26=-a62; a63=c1*l*w(k);a36=-a63; a46=a63; a64=-a63; a72=a63; a27=-a63; a28=a63; a82=-a28; a73=(c1+c2)*w(k); a37=-a73; a84=a73; a48=-a73; a12=0; a21=a12; a16=a12; a61=a16; a25=a12; a52=a25; a34=a12; a43=a34; a87=0; a78=a87; a83=a87; a38=a83; a47=a87; a74=a47; a56=a87; a65=a56; W=[ a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18; a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28; a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38; a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48; a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58; a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68; a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78; a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88 ]; Wn=inv(W); % F1a=k2*N2-c2*N1*w(k); F2a=k2*S2-c2*S1*w(k); 97 ma tran nghich dao cua W) F1b=k2*N1+c2*N2*w(k); F2b=k2*S2-c2*S2*w(k); F=[0 F1a F2a 0 F1b F2b]'; Xk=Wn*F; X(:,k)=Xk; Zetak=sqrt(Xk(1)^2+Xk(5)^2); %Bien chan dong noicua thung zetak(k)=Zetak; Zetafi=sqrt(Xk(2)^2+Xk(6)^2); zetafi(k)=Zetafi; Zeta1=sqrt(Xk(3)^2+Xk(7)^2); % Bien gat dau cua thung % Bien chan dong noi cua % Bien chan dong noi cua gia zeta1(k)=Zeta1; Zeta2=sqrt(Xk(4)^2+Xk(8)^2); gia zeta2(k)=Zeta2; kxiz=w(k)/Kz; kxifi=w(k)/Kfi; beta1=2*Dz*kxiz/(1-kxiz^2); beta2=2*Dfi*kxifi/(1-kxifi^2); Zeta=sqrt(Zetak^2+l^2*Zetafi^2+2*Zetak*Zetafi*l*sin(beta2beta1));% Bdo C.dong tong ZetaA(k)=Zeta; % hop lon nhat-met zeta=Zeta*100; % don vi cm zetaA(k)=zeta; n=w(k)/(2*pi); nA(k)=n; Fn=0.325*n^2; FnA(k)=Fn; C=2.7*(zeta^3*n^5*Fn)^0.1; CA(k)=C; Zetacc=0.25*Zeta*v(k)^2; % Gia toc chan dong tong lon nhat cua thung xe zetacc(k)=Zetacc; end disp('V=40 V=45 V=50 V=55 V=60 V=65 V=70 V=75 V=80 V=85 V=90 V=95 V=100 V=105 V=110 V=115 V=120 ') disp(X*100) Y=[ V' zetak' zetafi' zeta1' zeta2' zetaA' CA' zetacc']; disp(' KET QUA TONG HOP') disp( ' Vantoc zetak zetafi zeta1 zeta2 zeta C zetacc') disp(Y) subplot(311) plot(V,zetaA) title(' KET QUA TONG HOP ung voi h=0.006') ylabel(' Bien tong hop - cm') grid subplot(312) plot(V,CA) ylabel(' He so em diu ') grid subplot(313) plot(V,zetacc) xlabel('van toc xe - km/h') ylabel(' Gia toc tong hop - m/s^2') grid 98 Lập trình tính toán quan hệ biên độ tổng hợp (Z); hệ số êm dịu (c); gia tốc với vận tốc theo phương thẳng ®øng (øng víi h = 0,012m) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all M=44000; J=2225000; Lt=2.2; Lp=12.5;L=14;l=L/2; k1=1100000; k2=4800000; c1=120000; c2=20000; V=40:5:120; % van toc km/h m=5000; v=V/3.6; % van toc m/s w=0.5*v; % tan so vong cua kich thich song hinh sin h=0.012; N1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)^2; N2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(pi*Lt/Lp); S1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*cos(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); S2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); Kz=sqrt(2*k1/M); Dz=c1/(M*Kz); Kfi=sqrt(2*k1*l^2/J); Dfi=c1/(J*Kfi); X=zeros(8,17); ZetaA=zeros(1,17); zetaA=zeros(1,17); zetacc=zeros(1,17); CA=zeros(1,17);zetak=zeros(1,17);zetafi=zeros(1,17); nA=zeros(1,17);FnA=zeros(1,17); for k=1:17 a13=-1100000; a31=a13;a14=a13; a41=a13; a57=a13; a75=a13; a58=a13; a85=a58; a23=7700000; a32=a23; a67=a23; a76=a67; a24=-7700000; a42=a24; a68=a24; a86=a68; a11=2*k1-w(k)^2*M; a55=a11; a22=2*k1*l^2-w(k)^2*J; a66=a22; a33=k1+k2-w(k)^2*m; a77=a33; a44=a33; a88=a33; a51=2*c1*w(k); a15=-a51; a17=c1*w(k); a71=-a17; a18=a17; a81=-a17; a35=a17;a53=-a17; a45=a17; a54=-a17; a62=2*c1*l*w(k); a26=-a62; a63=c1*l*w(k);a36=-a63; a46=a63; a64=-a63; a72=a63; a27=-a63; a28=a63; a82=-a28; a73=(c1+c2)*w(k); a37=-a73; a84=a73; a48=-a73; a12=0; a21=a12; a16=a12; a61=a16; a25=a12; a52=a25; a34=a12; a43=a34; a87=0; a78=a87; a83=a87; a38=a83; a47=a87; a74=a47; a56=a87; a65=a56; W=[ a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18; a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28; a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38; a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48; a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58; a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68; a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78; a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88 ]; Wn=inv(W); % F1a=k2*N2-c2*N1*w(k); F2a=k2*S2-c2*S1*w(k); 99 ma tran nghich dao cua W) F1b=k2*N1+c2*N2*w(k); F2b=k2*S2-c2*S2*w(k); F=[0 F1a F2a 0 F1b F2b]'; Xk=Wn*F; X(:,k)=Xk; Zetak=sqrt(Xk(1)^2+Xk(5)^2); %Bien chan dong noicua thung zetak(k)=Zetak; Zetafi=sqrt(Xk(2)^2+Xk(6)^2); % Bien gat dau cua thung zetafi(k)=Zetafi; Zeta1=sqrt(Xk(3)^2+Xk(7)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta1(k)=Zeta1; Zeta2=sqrt(Xk(4)^2+Xk(8)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta2(k)=Zeta2; kxiz=w(k)/Kz; kxifi=w(k)/Kfi; beta1=2*Dz*kxiz/(1-kxiz^2); beta2=2*Dfi*kxifi/(1-kxifi^2); Zeta=sqrt(Zetak^2+l^2*Zetafi^2+2*Zetak*Zetafi*l*sin(beta2beta1));% Bdo C.dong tong ZetaA(k)=Zeta; % hop lon nhat-met zeta=Zeta*100; % don vi cm zetaA(k)=zeta; n=w(k)/(2*pi); nA(k)=n; Fn=0.325*n^2; FnA(k)=Fn; C=2.7*(zeta^3*n^5*Fn)^0.1; CA(k)=C; Zetacc=0.25*Zeta*v(k)^2; Gia toc chan dong tong lon nhat cua thung xe zetacc(k)=Zetacc; end disp('V=40 V=45 V=50 V=55 V=60 V=65 V=70 V=75 V=80 V=85 V=90 V=95 V=100 V=105 V=110 V=115 V=120 ') disp(X*100) Y=[ V' zetak' zetafi' zeta1' zeta2' zetaA' CA' zetacc']; disp(' KET QUA TONG HOP') disp( ' Vantoc zetak zetafi zeta1 zeta2 zeta C zetacc') disp(Y) subplot(311) plot(V,zetaA) title(' KET QUA TONG HOP ung voi h=0.012') ylabel(' Bien tong hop - cm') grid subplot(312) plot(V,CA) ylabel(' He so em diu ') grid subplot(313) plot(V,zetacc) xlabel('van toc xe - km/h') ylabel(' Gia toc tong hop - m/s^2') grid 100 LËp tr×nh tính toán quan hệ biên độ tổng hợp (Z); hệ số êm dịu (c); gia tốc với vận tốc theo phương thẳng đứng (ứng với h = 0,024m) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all M=44000; J=2225000; Lt=2.2; Lp=12.5;L=14;l=L/2; k1=1100000; k2=4800000; c1=120000; c2=20000; V=40:5:120; % van toc km/h m=5000; v=V/3.6; % van toc m/s w=0.5*v; % tan so vong cua kich thich song hinh sin h=0.024; N1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)^2; N2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(pi*Lt/Lp); S1=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*cos(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); S2=h/2*cos(pi*Lt/Lp)*sin(2*pi*L/Lp+pi*Lt/Lp); Kz=sqrt(2*k1/M); Dz=c1/(M*Kz); Kfi=sqrt(2*k1*l^2/J); Dfi=c1/(J*Kfi); X=zeros(8,17); ZetaA=zeros(1,17); zetaA=zeros(1,17); zetacc=zeros(1,17); CA=zeros(1,17);zetak=zeros(1,17);zetafi=zeros(1,17); nA=zeros(1,17);FnA=zeros(1,17); for k=1:17 a13=-1100000; a31=a13;a14=a13; a41=a13; a57=a13; a75=a13; a58=a13; a85=a58; a23=7700000; a32=a23; a67=a23; a76=a67; a24=-7700000; a42=a24; a68=a24; a86=a68; a11=2*k1-w(k)^2*M; a55=a11; a22=2*k1*l^2-w(k)^2*J; a66=a22; a33=k1+k2-w(k)^2*m; a77=a33; a44=a33; a88=a33; a51=2*c1*w(k); a15=-a51; a17=c1*w(k); a71=-a17; a18=a17; a81=-a17; a35=a17;a53=-a17; a45=a17; a54=-a17; a62=2*c1*l*w(k); a26=-a62; a63=c1*l*w(k);a36=-a63; a46=a63; a64=-a63; a72=a63; a27=-a63; a28=a63; a82=-a28; a73=(c1+c2)*w(k); a37=-a73; a84=a73; a48=-a73; a12=0; a21=a12; a16=a12; a61=a16; a25=a12; a52=a25; a34=a12; a43=a34; a87=0; a78=a87; a83=a87; a38=a83; a47=a87; a74=a47; a56=a87; a65=a56; W=[ a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18; a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28; a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38; a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48; a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58; a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68; a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78; a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88 ]; Wn=inv(W); % F1a=k2*N2-c2*N1*w(k); F2a=k2*S2-c2*S1*w(k); 101 ma tran nghich dao cua W) F1b=k2*N1+c2*N2*w(k); F2b=k2*S2-c2*S2*w(k); F=[0 F1a F2a 0 F1b F2b]'; Xk=Wn*F; X(:,k)=Xk; Zetak=sqrt(Xk(1)^2+Xk(5)^2); %Bien chan dong noicua thung zetak(k)=Zetak; Zetafi=sqrt(Xk(2)^2+Xk(6)^2); % Bien gat dau cua thung zetafi(k)=Zetafi; Zeta1=sqrt(Xk(3)^2+Xk(7)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta1(k)=Zeta1; Zeta2=sqrt(Xk(4)^2+Xk(8)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta2(k)=Zeta2; kxiz=w(k)/Kz; kxifi=w(k)/Kfi; beta1=2*Dz*kxiz/(1-kxiz^2); beta2=2*Dfi*kxifi/(1-kxifi^2); Zeta=sqrt(Zetak^2+l^2*Zetafi^2+2*Zetak*Zetafi*l*sin(beta2beta1));% Bdo C.dong tong ZetaA(k)=Zeta; % hop lon nhat-met zeta=Zeta*100; % don vi cm zetaA(k)=zeta; n=w(k)/(2*pi); nA(k)=n; Fn=0.325*n^2; FnA(k)=Fn; C=2.7*(zeta^3*n^5*Fn)^0.1; CA(k)=C; Zetacc=0.25*Zeta*v(k)^2; Gia toc chan dong tong lon nhat cua thung xe zetacc(k)=Zetacc; end disp('V=40 V=45 V=50 V=55 V=60 V=65 V=70 V=75 V=80 V=85 V=90 V=95 V=100 V=105 V=110 V=115 V=120 ') disp(X*100) Y=[ V' zetak' zetafi' zeta1' zeta2' zetaA' CA' zetacc']; disp(' KET QUA TONG HOP') disp( ' Vantoc zetak zetafi zeta1 zeta2 zeta C zetacc') disp(Y) subplot(311) plot(V,zetaA) title(' KET QUA TONG HOP ung voi h=0.024') ylabel(' Bien tong hop - cm') grid subplot(312) plot(V,CA) ylabel(' He so em diu ') grid subplot(313) plot(V,zetacc) xlabel('van toc xe - km/h') ylabel(' Gia toc tong hop - m/s^2') grid 102 Lập trình tính toán quan hệ biên độ tổng hợp (Z); hệ số êm dịu (c); gia tốc víi vËn tèc theo ph¬ng n»m ngang % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all M=44000; J=2525000; Lt=2.2; Lu=17.5;L=14;l=L/2; k1=830000; k2=25300; c1=60000; c2=20000; V=40:5:120; % van toc km/h m=5000; v=V/3.6; % van toc m/s w=0.36*v; % tan so vong cua kich thich song hinh sin y0=0.012; N1=y0*cos(pi*Lt/Lu)^2; N2=y0*cos(pi*Lt/Lu)*sin(pi*Lt/Lu); S1=y0*cos(pi*Lt/Lu)*cos(2*pi*L/Lu+pi*Lt/Lu); S2=y0*cos(pi*Lt/Lu)*sin(2*pi*L/Lu+pi*Lt/Lu); Kz=sqrt(2*k1/M); Dz=c1/(M*Kz); Kfi=sqrt(2*k1*l^2/J); Dfi=c1/(J*Kfi); X=zeros(8,17); ZetaA=zeros(1,17); zetaA=zeros(1,17); zetacc=zeros(1,17); CA=zeros(1,17);zetak=zeros(1,17);zetafi=zeros(1,17); nA=zeros(1,17);FnA=zeros(1,17); for k=1:17 a13=-830000; a31=a13;a14=a13; a41=a13; a57=a13; a75=a13; a58=a13; a85=a58; a23=5810000; a32=a23; a67=a23; a76=a67; a24=-5810000; a42=a24; a68=a24; a86=a68; a11=2*k1-w(k)^2*M; a55=a11; a22=2*k1*l^2-w(k)^2*J; a66=a22; a33=k1+k2-w(k)^2*m; a77=a33; a44=a33; a88=a33; a51=2*c1*w(k); a15=-a51; a17=c1*w(k); a71=-a17; a18=a17; a81=-a17; a35=a17;a53=-a17; a45=a17; a54=-a17; a62=2*c1*l*w(k); a26=-a62; a63=c1*l*w(k);a36=-a63; a46=a63; a64=-a63; a72=a63; a27=-a63; a28=a63; a82=-a28; a73=(c1+c2)*w(k); a37=-a73; a84=a73; a48=-a73; a12=0; a21=a12; a16=a12; a61=a16; a25=a12; a52=a25; a34=a12; a43=a34; a87=0; a78=a87; a83=a87; a38=a83; a47=a87; a74=a47; a56=a87; a65=a56; W=[ a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18; a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28; a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38; a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48; a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58; a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68; a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78; a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88 ]; Wn=inv(W); % F1a=k2*N2-c2*N1*w(k); F2a=k2*S2-c2*S1*w(k); 103 ma tran nghich dao cua W) F1b=k2*N1+c2*N2*w(k); F2b=k2*S2-c2*S2*w(k); F=[0 F1a F2a 0 F1b F2b]'; Xk=Wn*F; X(:,k)=Xk; Zetak=sqrt(Xk(1)^2+Xk(5)^2); %Bien chan dong noicua thung zetak(k)=Zetak; Zetafi=sqrt(Xk(2)^2+Xk(6)^2); % Bien gat dau cua thung zetafi(k)=Zetafi; Zeta1=sqrt(Xk(3)^2+Xk(7)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta1(k)=Zeta1; Zeta2=sqrt(Xk(4)^2+Xk(8)^2); % Bien chan dong noi cua gia zeta2(k)=Zeta2; kxiz=w(k)/Kz; kxifi=w(k)/Kfi; beta1=2*Dz*kxiz/(1-kxiz^2); beta2=2*Dfi*kxifi/(1-kxifi^2); Zeta=sqrt(Zetak^2+l^2*Zetafi^2+2*Zetak*Zetafi*l*sin(beta2beta1));% Bdo C.dong tong ZetaA(k)=Zeta; % hop lon nhat-met zeta=Zeta*100; % don vi cm zetaA(k)=zeta; n=w(k)/(2*pi); nA(k)=n; Fn=0.325*n^2; FnA(k)=Fn; C=2.7*(zeta^3*n^5*Fn)^0.1; CA(k)=C; Zetacc=0.25*Zeta*v(k)^2; % Gia toc chan dong tong lon nhat cua thung xe zetacc(k)=Zetacc; end disp('V=40 V=45 V=50 V=55 V=60 V=65 V=70 V=75 V=80 V=85 V=90 V=95 V=100 V=105 V=110 V=115 V=120 ') disp(X*100) Y=[V' zetak' zetafi' zeta1' zeta2' zetaA' CA' zetacc']; disp(' KET QUA TONG HOP') disp( 'Vantoc zetak zetafi zeta1 zeta2 zeta C zetacc') disp(Y) subplot(311) plot(V,zetaA) title(' KET QUA TONG HOP THEO PHUONG NGANG ') ylabel(' Bien tong hop - cm') grid subplot(312) plot(V,CA) ylabel(' He so em diu ') grid subplot(313) plot(V,zetacc) xlabel('van toc xe - km/h') ylabel(' Gia toc tong hop - m/s^2') grid 104 LËp trình tính toán quan hệ hệ số chống trật b¸nh Ky víi vËn tèc (Gama=550) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all % tan so vong cua kich thich song hinh sin mi=0.25; a1=0.22; a2=0.25; q=1500; b=0.7875; S=1.054/2; r=0.43; P0=14500; mt=2; beta=0.0016; Qct=6000; gama=55*pi/180;% 60*pi/180 65*pi/180 55*pi/180 ]; %zetak1=[.0063 0067 0063 0054 0045 0037 0032 0027 0024 0021 0019 0018 0016 0015 0014 0013 0012]; %zetak2=[.0126 0133 0126 0108 0089 0075 0063 0055 0048 0043 0039 0035 0032 0030 0028 0026 0025]; %zetak3=[.0251 0267 0251 0215 0179 0149 0126 0109 0096 0085 0077 0070 0065 0060 0056 0053 0050]; V=40:5:120; v=V/3.6; Ky1=zeros(1,17);Ky2=zeros(1,17);Ky3=zeros(1,17);Q11=zeros(1,17);Q12=zer os(1,17);Q21=zeros(1,17);Q22=zeros(1,17); for k=1:17 F=P0*(mt+2)*beta*(5+v(k))/(2*mt); Kd1=.2; %zetak1(k)/.23; Kdn1=.25*Kd1; Q11(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd1-b/2/S*Kdn1)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); Q21(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd1+b/2/S*Kdn1)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); Ky1(k)=(tan(gama)-mi)*Q11(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q21(k)); % Kd2=.2; %zetak2(k)/.23; % Kdn2=.25*Kd2; % Q12(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd2-b/2/S*Kdn2)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q22(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd2+b/2/S*Kdn2)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky2(k)=(tan(gama)-mi)*Q12(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q22(k)); % % Kd3=.25; %zetak3(k)/.23; % Kdn3=.25*Kd3; % Q13=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd3-b/2/S*Kdn3)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q23=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd3+b/2/S*Kdn3)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky3(k)=(tan(gama)-mi)*Q13/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q23); end aa1=[ V(1:9) ; Ky1(1:9)] bb1=[V(10:17); Ky1(10:17)] aa2=[ V(1:9) ; Ky2(1:9)] bb2=[V(10:17); Ky2(10:17)] aa3=[ V(1:9) ; Ky3(1:9)] bb3=[V(10:17); Ky3(10:17)] plot(V,Ky1) title(' DO THI BIEN THIEN CUA Ky THEO V - Gama=55 ') ylabel('He so chong trat banh - Ky') xlabel('Van toc xe - km/h') grid 105 LËp tr×nh tÝnh toán quan hệ hệ số chống trật bánh Ky víi vËn tèc (Gama=600) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all % tan so vong cua kich thich song hinh sin mi=0.25; a1=0.22; a2=0.25; q=1500; b=0.7875; S=1.054/2; r=0.43; P0=14500; mt=2; beta=0.0016; Qct=6000; gama=60*pi/180;% 60*pi/180 65*pi/180 55*pi/180 ]; %zetak1=[.0063 0067 0063 0054 0045 0037 0032 0027 0024 0021 0019 0018 0016 0015 0014 0013 0012]; %zetak2=[.0126 0133 0126 0108 0089 0075 0063 0055 0048 0043 0039 0035 0032 0030 0028 0026 0025]; %zetak3=[.0251 0267 0251 0215 0179 0149 0126 0109 0096 0085 0077 0070 0065 0060 0056 0053 0050]; V=40:5:120; v=V/3.6; Ky1=zeros(1,17);Ky2=zeros(1,17);Ky3=zeros(1,17);Q11=zeros(1,17);Q12=zer os(1,17);Q21=zeros(1,17);Q22=zeros(1,17); for k=1:17 F=P0*(mt+2)*beta*(5+v(k))/(2*mt); Kd1=.2; %zetak1(k)/.23; Kdn1=.25*Kd1; Q11(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd1-b/2/S*Kdn1)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); Q21(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd1+b/2/S*Kdn1)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); Ky1(k)=(tan(gama)-mi)*Q11(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q21(k)); % Kd2=.2; %zetak2(k)/.23; % Kdn2=.25*Kd2; % Q12(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd2-b/2/S*Kdn2)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q22(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd2+b/2/S*Kdn2)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky2(k)=(tan(gama)-mi)*Q12(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q22(k)); % % Kd3=.25; %zetak3(k)/.23; % Kdn3=.25*Kd3; % Q13=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd3-b/2/S*Kdn3)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q23=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd3+b/2/S*Kdn3)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky3(k)=(tan(gama)-mi)*Q13/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q23); end aa1=[ V(1:9) ; Ky1(1:9)] bb1=[V(10:17); Ky1(10:17)] aa2=[ V(1:9) ; Ky2(1:9)] bb2=[V(10:17); Ky2(10:17)] aa3=[ V(1:9) ; Ky3(1:9)] bb3=[V(10:17); Ky3(10:17)] plot(V,Ky1) title(' DO THI BIEN THIEN CUA Ky THEO V - Gama=60 ') ylabel('He so chong trat banh - Ky') xlabel('Van toc xe - km/h') grid 106 Lập trình tính toán quan hệ hệ số chống trật bánh Ky với vận tèc (Gama=650) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all % tan so vong cua kich thich song hinh sin mi=0.25; a1=0.22; a2=0.25; q=1500; b=0.7875; S=1.054/2; r=0.43; P0=14500; mt=2; beta=0.0016; Qct=6000; gama=65*pi/180;% 60*pi/180 65*pi/180 55*pi/180 ]; %zetak1=[.0063 0067 0063 0054 0045 0037 0032 0027 0024 0021 0019 0018 0016 0015 0014 0013 0012]; %zetak2=[.0126 0133 0126 0108 0089 0075 0063 0055 0048 0043 0039 0035 0032 0030 0028 0026 0025]; %zetak3=[.0251 0267 0251 0215 0179 0149 0126 0109 0096 0085 0077 0070 0065 0060 0056 0053 0050]; V=40:5:120; v=V/3.6; Ky1=zeros(1,17);Ky2=zeros(1,17);Ky3=zeros(1,17);Q11=zeros(1,17);Q12=zer os(1,17);Q21=zeros(1,17);Q22=zeros(1,17); for k=1:17 F=P0*(mt+2)*beta*(5+v(k))/(2*mt); Kd1=.2; %zetak1(k)/.23; Kdn1=.25*Kd1; Q11(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd1-b/2/S*Kdn1)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); Q21(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd1+b/2/S*Kdn1)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); Ky1(k)=(tan(gama)-mi)*Q11(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q21(k)); % Kd2=.2; %zetak2(k)/.23; % Kdn2=.25*Kd2; % Q12(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd2-b/2/S*Kdn2)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q22(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd2+b/2/S*Kdn2)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky2(k)=(tan(gama)-mi)*Q12(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q22(k)); % % Kd3=.25; %zetak3(k)/.23; % Kdn3=.25*Kd3; % Q13=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd3-b/2/S*Kdn3)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q23=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd3+b/2/S*Kdn3)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky3(k)=(tan(gama)-mi)*Q13/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q23); end aa1=[ V(1:9) ; Ky1(1:9)] bb1=[V(10:17); Ky1(10:17)] aa2=[ V(1:9) ; Ky2(1:9)] bb2=[V(10:17); Ky2(10:17)] aa3=[ V(1:9) ; Ky3(1:9)] bb3=[V(10:17); Ky3(10:17)] plot(V,Ky1) title(' DO THI BIEN THIEN CUA Ky THEO V - Gama=65 ') ylabel('He so chong trat banh - Ky') xlabel('Van toc xe - km/h') grid 107 Lập trình tính toán quan hệ hƯ sè chèng trËt b¸nh Ky víi vËn tèc (Gama=700) % Giai he phuong trinh tuyen tinh bac clear all % tan so vong cua kich thich song hinh sin mi=0.25; a1=0.22; a2=0.25; q=1500; b=0.7875; S=1.054/2; r=0.43; P0=14500; mt=2; beta=0.0016; Qct=6000; gama=70*pi/180;% 60*pi/180 65*pi/180 55*pi/180 ]; %zetak1=[.0063 0067 0063 0054 0045 0037 0032 0027 0024 0021 0019 0018 0016 0015 0014 0013 0012]; %zetak2=[.0126 0133 0126 0108 0089 0075 0063 0055 0048 0043 0039 0035 0032 0030 0028 0026 0025]; %zetak3=[.0251 0267 0251 0215 0179 0149 0126 0109 0096 0085 0077 0070 0065 0060 0056 0053 0050]; V=40:5:120; v=V/3.6; Ky1=zeros(1,17);Ky2=zeros(1,17);Ky3=zeros(1,17);Q11=zeros(1,17);Q12=zer os(1,17);Q21=zeros(1,17);Q22=zeros(1,17); for k=1:17 F=P0*(mt+2)*beta*(5+v(k))/(2*mt); Kd1=.2; %zetak1(k)/.23; Kdn1=.25*Kd1; Q11(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd1-b/2/S*Kdn1)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); Q21(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd1+b/2/S*Kdn1)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); Ky1(k)=(tan(gama)-mi)*Q11(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q21(k)); % Kd2=.2; %zetak2(k)/.23; % Kdn2=.25*Kd2; % Q12(k)=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd2-b/2/S*Kdn2)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q22(k)=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd2+b/2/S*Kdn2)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky2(k)=(tan(gama)-mi)*Q12(k)/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q22(k)); % % Kd3=.25; %zetak3(k)/.23; % Kdn3=.25*Kd3; % Q13=2*Qct*((b-a2)/2/S*(1-Kd3-b/2/S*Kdn3)-F*r/2/S+q*(b-a2)/2/S); % Q23=2*Qct*((b-a1)/2/S*(1-Kd3+b/2/S*Kdn3)+F*r/2/S+q*(b-a1)/2/S); % Ky3(k)=(tan(gama)-mi)*Q13/(1+mi*tan(gama))/(F+mi*Q23); end aa1=[ V(1:9) ; Ky1(1:9)] bb1=[V(10:17); Ky1(10:17)] aa2=[ V(1:9) ; Ky2(1:9)] bb2=[V(10:17); Ky2(10:17)] aa3=[ V(1:9) ; Ky3(1:9)] bb3=[V(10:17); Ky3(10:17)] plot(V,Ky1) title(' DO THI BIEN THIEN CUA Ky THEO V - Gama=70 ') ylabel('He so chong trat banh - Ky') xlabel('Van toc xe - km/h') grid 108