Nghiên cứu mô phỏng cải tiến độ êm dịu của hành khách trên xe khách giường nằm bảng matlab simulink

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG CẢI TIẾN ĐỘ ÊM DỊU CỦA HÀNH KHÁCH TRÊN XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM BẰNG MATLAB SIMULINK Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THANH TÂM TP Hồ Chí Minh, năm 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG CẢI TIẾN ĐỘ ÊM DỊU CỦA HÀNH KHÁCH TRÊN XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM BẰNG MATLAB SIMULINK Mã số: Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THANH TÂM TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 02 năm 2021 MỤC LỤC Nội dung Trang Danh mục ký hiệu i Danh mục bảng biểu ii Danh mục hình ảnh .iii CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Đóng góp đề tài 1.7 Kết cấu đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan số loại nệm sử dụng xe khách giường nằm 2.1.1 Nệm PE 2.1.2 Nệm 10 2.1.3 Nệm nước 10 2.2 Tổng quan dao động ô tô 11 2.2.1 Mơ hình bậc tự 11 2.2.2 Hàm chuyển vị y 15 2.2.3 Gia tốc thời gian dao động 15 2.3 Tiêu chuẩn quốc tế dao động 16 2.3.1 Tiêu chuẩn ISO 2631 (1985) 16 2.3.2 Tiêu chuẩn BS 6841 (1987) 17 2.3.3 Tiêu chuẩn AS 2670 (1990) 17 2.3.4 Tiêu chuẩn ISO 2631 – 1:1997 18 2.3.5 Tiêu chuẩn TCVN 6964 - 1:2001 19 2.4 Một số phương pháp thay đổi độ cứng nệm khí 19 2.5 Giới thiệu Matlab Simulink 22 2.5.1 Ngôn ngữ MATLAB 27 2.5.2 Môi trường làm việc MATLAB 27 2.5.3 Xử lý đồ họa 27 2.5.4 Thư viện hàm tính tốn MATLAB 27 2.5.5 API (Application Program Interface – Giao diện chương trình ứng dụng) 27 2.6 Một vài ứng dụng phần mềm Matlab Simulink lĩnh vực điện – điện tử 28 2.6.1 Lập trình Matlab để tính tốn mạch điện 28 2.6.2 Lập trình Simulink để mơ mạch điện 29 2.6.3 Xây dựng chương trình tính tốn hệ thống điện Matlab GUI 32 CHƯƠNG KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ 35 3.1 Mơ hình tính tốn độ êm dịu nệm sử dụng 35 3.2 Khảo sát độ êm dịu nệm xe khách giường nằm 36 3.2.1 Nệm mút sử dụng xe 36 3.2.2 Khảo sát độ êm dịu hành khách sử dụng nệm mút 37 3.3 Xây dựng mơ hình nệm cải tiến 40 3.4 Khảo sát đánh giá nệm cải tiến 43 3.4.1 Áp suất cung cấp cho nệm cải tiến 43 3.4.2 Kết khảo sát đánh giá nệm 45 3.5 So sánh nệm mút nệm cải tiến 47 3.5.1 Về biên độ dao động – thời gian 47 3.5.2 Về biên độ – tần số dao động 52 3.5.3 Về giá trị trung bình bình phương gia tốc (RMS) 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 4.1 Kết luận 56 4.2 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU Ký hiệu k k1 k2 k3 c m m1 m2 m3 RMS   V0 A1 A2 A3 P t_start t_end d1 d2 v a K V D x x1 x2 x3 1 2 3 Nội dung Đơn vị N/m N/m N/m N/m Ns/m Kg Kg Kg Kg m/s2 Hz Độ đàn hồi nệm mút Độ đàn hồi vị trí đầu nệm Độ đàn hồi vị trí lưng nệm Độ đàn hồi vị trí mơng nệm Độ cản nệm Khối lượng hành khách Khối lượng phần “Đầu” hành khách Khối lượng phần “Lưng” hành khách Khối lượng phần “Mông” hành khách Giá trị trung bình bình phương gia tốc dao động Tần số dao động tự hệ Hệ số giãn nở đoạn nhiệt nệm Thể tích ban đầu m3 Diện tích tiếp xúc phần đầu hành khách nệm m2 Diện tích tiếp xúc phần lưng hành khách nệm m2 Diện tích tiếp xúc phần mơng hành khách nệm m2 Áp suất nệm Pa Thời điểm bánh xe bắt đầu tiếp xúc với bậc dao s động Thời điểm bánh xe bắt đầu rời khỏi bậc dao động s bước sóng mấp mô mặt đường m độ cao mấp mô mặt đường m Vận tốc chuyển động xe m/s Gia tốc hệ m/s2 Động hệ Kg.m2/s2 Thế hệ N.m Năng lượng tiêu tán hệ N Biên độ dao động hệ m Biên độ dao động phần “Đầu” m Biên độ dao động phần “Lưng” m Biên độ dao động phần “Mơng” m Góc xoay tương đối phần “Đầu” phần “Lưng” Độ Góc xoay tương đối phần “Lưng”, phần “Đầu” phần Độ “Mơng” Góc xoay tương đối phần “Mông” phần “Lưng” Độ i DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 Nội dung So sánh trọng số giá trị trung bình bình phương gia tốc RMS từ mơ hình thực nghiệm, mơ hình Berg, mơ hình đề xuất Phản ứng thể với mức dao động khác (Phụ lục C - ISO 2631-1:1997) Các biến đặc biệt Matlab Ký hiệu phép tính số học Matlab Ký hiệu hàm toán học Matlab Kết tần số giá trị RMS phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách hành khách chịu ảnh hưởng dao động sử dụng nệm mút ứng với vận tốc khác Kết so sánh tần số phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách chịu ảnh hưởng dao động sử dụng nệm mút nệm với vận tốc khác Kết so sánh giá trị RMS phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách chịu ảnh hưởng dao động sử dụng nệm mút nệm với vận tốc khác ii Trang 05 23 25 26 26 34 48 48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 Nội dung Xe khách giường nằm Ghế massage loại lăn MSAB – Chair Ghế massage loại rung S – Massage Chair Mô hình lị xo khí động học Mơ hình vật lý lị xo khí nén Đường đặc tính mối quan hệ tần số độ cứng mẫu mô hình thêm vào Giường nằm cho hành khách xe Nệm PE Nệm Nệm nước Hệ dao động bậc tự (khơng có chuyển vị y) Đặc trưng tần số giới hạn / Đặc trưng tần số φx (khơng có chuyển vị y) Hệ dao động bậc tự (có chuyển vị y) Đặc trưng tần số (có chuyển vị y) Đặc trưng tần số φx (có chuyển vị y) Mơ hình hệ dao động bậc tự di chuyển với vận tốc v mặt đường có chuyển vị dạng sóng Giới hạn gia tốc thẳng đứng cho phép theo khoảng thời gian tác dụng liên quan đến mức độ suy giảm thành thạo mỏi theo ISO 2631 (1985) Giới hạn gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng thời gian tác dụng (ISO 2631 (1985)) Giới hạn gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng thời gian tác dụng (AS 2670(1990)) Vùng khuyến cáo sức khỏe tiếp xúc với dao động (ISO 26311:1997) Cấu trúc nệm dạng tổ ong cạnh Đồ thị kết lực nén mẫu thử nghiệm khác Sơ đồ phân bố tải trọng thể người nệm Cấu trúc nệm sau viền thêm hình hộp bao Cấu trúc nệm dạng điểm ảnh chiều Nệm hình lục giác đồng Mơ vị trí phận người nằm tác động lên nệm Giao diện Matlab Sơ đồ mạch điện Giao diện code Matlab tính tốn điện áp mạch điện Giao diện Simulink mô nguồn xoay chiều AC Giao diện Thư viện Simulink chứa khối linh kiện điện – điện tử Giao diện Thư viện Simulink chứa khối linh kiện điện – điện tử Giao diện khai báo thông số cho khối linh kiện iii Trang 3 10 10 11 13 13 13 14 14 15 16 17 17 18 19 20 20 21 21 21 22 24 28 29 30 30 31 31 2.29 2.30 2.31 2.32 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 Đồ thị mơ nguồn xoay chiều AC Màn hình truy cập vào chương trình Matlab GUI Các cơng cụ xây dựng chương trình Matlab GUI Chương trình xuất kết thông số thiết kế xe lượng mặt trời Mơ hình thực tế xe khách giường nằm Mơ hình tốn học hệ người – nệm – sàn xe Giường nằm nệm sử dụng cho hành khách thực tế Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 15 m/s Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Nệm sau thiết kế Đồ thị áp suất nệm ứng với tần số phận hành khách Mô hình tính tốn sử dụng nệm cải tiến Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 15 m/s Đồ thị biên độ dao động phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 15 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 15 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động iv 32 33 33 34 35 35 36 38 39 39 43 44 45 46 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51 3.21 3.22 3.23 3.24 với tốc độ 15 m/s Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm v 52 52 53 53 CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Trong hoàn cảnh kinh tế nay, việc lại người dân chủ yếu dựa vào vận tải hành khách đường giá rẻ tiện lợi Những năm trở lại đây, loại hình vận tải hành khách đường dài xe giường nằm nhiều người dân sử dụng, lợi có giường nằm thoải mái, phù hợp cho quãng đường di chuyển dài Theo thống kê cuối năm 2020 bến xe miền Đơng bán hết loại vé giường nằm [1], cịn lại vé xe khách thơng thường nên nhu cầu sử dụng loại xe giường nằm cần thiết Hình 1.1 Xe khách giường nằm Việc nghỉ ngơi xe giúp cho hành khách cảm thấy thoải mái dễ chịu di chuyển tuyến đường dài thời gian lâu Vì phận thể hành khách chịu nhiều ảnh hưởng từ mặt đường (nguồn gây dao động) gây nên mệt mỏi khó chịu cho người nằm xe Để đánh giá độ êm dịu hành khách sử dụng xe khách giường nằm, tác giả dựa vào tần số dao động giá trị trung bình bình phương gia tốc dao động tác động lên hành khách Trong trình di chuyển tuyến đường xa hành khách nằm phía vị trí bánh xe gần dễ bị tác động gây mệt mỏi Do mơ hình nệm khảo sát nhằm cải thiện độ êm dịu cho hành khách Từ xác định độ cứng áp suất cần thiết cho nệm Nên tác giả đề xuất “Nghiên cứu mô cải tiến độ êm dịu hành khách xe khách giường nằm Matlab Simulink”, đề tài đặt để giải vấn đề nhu cầu lại cấp thiết cho người dân Hình 3.13 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Hình 3.14 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 15 m/s 48 Hình 3.15 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s Hình 3.16 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s 49 Hình 3.17 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 15 m/s Hình 3.18 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s 50 Hình 3.19 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 10 m/s Hình 3.20 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 15 m/s 51 Hình 3.21 Đồ thị so sánh biên độ dao động phận “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm cải tiến xe chuyển động với tốc độ 20 m/s 3.5.2 Biên độ – tần số dao động: Hình 3.22 Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Đầu” hành khách sử dụng nệm mút nệm 52 Hình 3.23 Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Lưng” hành khách sử dụng nệm mút nệm Hình 3.24 Đồ thị so sánh biên độ - tần số dao động phần “Mông” hành khách sử dụng nệm mút nệm 53 Bảng 3.2 Kết so sánh tần số phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách chịu ảnh hưởng dao động sử dụng nệm mút nệm với vận tốc khác Bộ phận Tần số (Hz) vận tốc Tần số (Hz) vận tốc Tần số (Hz) vận tốc 10 m/s 15 m/s 20 m/s Nệm mút Nệm Nệm mút Nệm Nệm mút Nệm Đầu 1.1979 0.6184 1.1899 0.6169 1.1867 0.6154 Lưng 0.7364 0.6349 0.7342 0.6341 0.7331 0.6325 Mông 0.9083 0.6234 0.9066 0.6215 0.9042 0.6203 Nhận xét:  Khi tốc độ xe tăng hành khách sử dụng nệm hay nệm mút tần số dao động giảm dần  Tần số dao động phận tiếp xúc trực tiếp nệm hành khách sử dụng nệm giảm so với nệm mút  Dựa vào đồ thị, tần số dao động tắt dần theo thời gian sử dụng nệm 3.5.3 Về giá trị trung bình bình phương gia tốc (RMS) Bảng 3.3 Kết so sánh giá trị RMS phận “Đầu – Lưng – Mông” hành khách chịu ảnh hưởng dao động sử dụng nệm mút nệm với vận tốc khác Bộ phận RMS vận tốc RMS vận tốc RMS vận tốc 10 m/s 15 m/s 20 m/s Nệm mút Nệm Nệm mút Nệm Nệm mút Nệm Đầu 0.0017 0.000063 0.0017 0.00034 0.0015 0.0013 Lưng 0.0207 0.0029 0.0104 0.006 0.0403 0.0085 Mông 0.0065 0.000708 0.002 0.0067 0.0569 0.0033 Nhận xét:  Giá trị RMS phần lưng sử dụng nệm nệm mút cao  Giá trị RMS phận hành khách sử dụng nệm thấp nệm mút tốc độ khác 54 Kết luận: Sau so sánh giá trị sử dụng loại nệm thì:  Cả loại nệm đạt tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001 tần số dao động giá trị trung bình bình phương gia tốc nên sử dụng xe khách giường nằm  Khi sử dụng nệm cải tiến giá trị tần số dao động RMS giảm so với nệm mút đảm độ êm dịu xe di chuyển thời gian dài 55 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đề tài “Nghiên cứu mô cải tiến độ êm dịu hành khách xe khách giường nằm Matlab Simulink” thực số kết sau:  Tổng quan phần mềm Matlab Simulink ứng dụng lĩnh vực điện – điện tử  Mơ hình hóa nệm giường nằm tại, mô biên độ, tần số dao động, giá trị RMS vị trí “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với vận tốc 10, 15, 20 m/s qua mặt đường mấp mơ  Mơ hình hóa nệm cải tiến giường nằm, mô biên độ, tần số dao động, giá trị RMS vị trí “Đầu – Lưng – Mông” hành khách xe chuyển động với vận tốc 10, 15, 20 m/s qua mặt đường mấp mô  So sánh đưa kết việc thiết kế cải tiến nệm  Đánh giá giá trị số RMS nệm cải tiến phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001  Cả mơ hình xe khách giường nằm sử dụng nệm mút nệm cải tiến sử dụng tốt nệm cải tiến có nhiều ưu điểm so với nệm mút 4.2 Kiến nghị Trong trình nghiên cứu, thời gian thực đề tài có hạn nên tác giả nghiên cứu cải tiến ảnh hưởng dao động lên hành khách xe khách giường nằm sở mô nên số vấn đề chưa giải như:  Nệm sở thiết kế chưa chế tạo để đưa vào thực nghiệm  Ảnh hưởng phận xe (ví dụ: bánh xe, hệ thống treo …) đến độ êm dịu hành khách  Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển để điều chỉnh độ cứng nệm tùy theo mức cảm nhận người  Đưa vào thực nghiệm xe kiểm chứng 56 Tác giả đưa số đề xuất nêu cho hướng nghiên cứu tiếp tục đề tài nhằm hoàn thiện việc tính tốn, chế tạo, kiểm nghiệm thực tế nệm cải tiến lắp đặt xe khách giường nằm để nâng cao độ êm dịu cho phận thể hành khách, cải tiến chất lượng xe khách Việt Nam xe khách giường nằm loại xe ưa chuộng nhiều so với phương tiện di chuyển đường dài khác 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://hcmcpv.org.vn/tin-tuc/tphcm-con-hon-700-000-ve-xe-do-dip-tet-nguyen- dan-canh-ty-2020-chua-ban-1491860679 [2] Phạm Đình Tuấn, Nguyễn Minh Tâm, “Ghế Massage lắp ô tô”, trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, năm 2013 [3] Nguyễn Xuân Học, Đào Minh Nhật, “Thiết kế lập trình ghế massage cho giường nằm xe khách Trường Hải”, trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, năm 2014 [4] Ths Nguyễn Hồng Ngân, PGS.TS Lưu Thanh Tùng, “Độ cứng âm ứng dụng thực tế”, Tạp chí phát triển khoa học cơng nghệ, tập 9, số 8, Việt Nam, 2006 [5] Sung – Tae Park, Thanh – Tung Luu, “An Improved Design For Driver’s Seat Suspension”, IEEE Xplore, 10.1109/KORUS.2005.1507778, Mechanic development and new materials, Ulsan City, South Korea, 2005 [6] M.M.Moheyeldein, Ali M.Abd-El-Tawwab, K.A Abd El-gwwad, M.M.M.Salem, “An analytical study of the performance indices of air spring suspensions over the passive suspension”, Tạp chí Khoa học ứng dụng Đại học Beni Suef, tập 7, số 4, trang 525 – 534, Ai Cập, 2018 [7] Hengjia Zhu, James Yang, Yunqing Zhang, Zingxing Feng, Zeyu Ma, “Nonlinear dynamic model of air spring with a damper for vehicle ride confort”, Springer, Động lực học phi tuyến, tập 89, số 2, trang 1545 – 1568, Trung Quốc, 2017 [8] Jeung-Hoon Lee, Kwang-Joon Kim, “Dynamic behaviour of an air spring element”, Tạp chí máy móc thiết kế kỹ thuật công nghiệp, tập – 5, Skopje, Macedonia, 2010 [9] https://thegioinem.com/cac-loai-nem-pho-bien-tren-thi-truong-hien-nay.html [10] Reza N.Jazar, “Vehicle Dynamics Theory and Application”, Springer, 2008 [11] https://www.mathworks.com/help/matlab/getting-started-with-matlab.html [12] Ruinan Xie, Chad Ulven, Bashir Khoda, Ph.D., “Design and Manufacturing of Variable Stiffness Mattress”, Hội nghị nghiên cứu sản xuất SME Bắc Mỹ lần thứ 46, ấn phẩm lần thứ 26, Texas, Hoa Kỳ, 2018 [13] Bazil Basri Michael J.Griffin, “Thresholds For The Perception Of Vibration Of The Back: Effect Of Backrest Inclination”, trường Đại học Southampton, SO17 1SB Vương Quốc Anh, 2009 [14] https://www.kymdan.com/bai-viet/dac-tinh-chung [15] Ruinan Xie, Chad Ulven, Bashir Khoda, Ph.D, “Design and Manufacturing of Variable Stiffness Mattress”, Science Direct, lĩnh vực nghiên cứu sản xuất lần thứ 26, trang 132 – 139, 2018 [16] Cao Lợi, Bàng Thắng Minh Viên Cương, “公路卧铺客车卧姿人体振动研” (A Study of the Human Body Vibration on the Highway Sleeper Bus), Trường Đại học Trường An, Tây An, Thiểm Tây, Trung Quốc, 2002 [17] Silva Bruno, Machado José, Soares Filomena, Carvalho Vítor, Matos Demétrio and Bezerra Karolina, “The Conceptual Design of a Mechatronic System to Handle Bedridden Elderly Individuals”, Tạp chí Sensors, lần thứ 16, Bồ Đào Nha, 2016 PHỤ LỤC Tác giả sử dụng phần mềm Matlab R2018b để giải hệ phương trình dao động xe khách giường nằm HB120, từ đưa thơng số đồ thị dao động cần khảo sát đánh giá So sánh nệm mút nệm function main d1=1; v=20; t_end=100*0.5*d1/v; t=0:0.0001:t_end; initial_x = 0; initial_dxdt = 0; [t,x1]=ode45(@rhs, t, [initial_x initial_dxdt]); [t,x2]=ode45(@rhs2, t, [initial_x initial_dxdt]); [t,x3]=ode45(@rhs3, t, [initial_x initial_dxdt]); y0=[0;0;0;0]; [t,y]=ode45(@daodong,t,y0); [t,y1]=ode45(@daodong1,t,y0); [t,y2]=ode45(@daodong2,t,y0); hold on;grid on; plot(t,y(:,1)); plot(t,x1(:,1)); xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Bien Do dao dong (m)') title('DAO DONG CUA HANH KHACH (PHAN DAU, V=20 m/s)') legend('NEM HOI','NEM MUT') figure hold on;grid on; plot(t,y1(:,1)); plot(t,x2(:,1)); xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Bien Do dao dong (m)') title('DAO DONG CUA HANH KHACH (PHAN LUNG, V=20 m/s)') legend('NEM HOI','NEM MUT') figure hold on;grid on; plot(t,y2(:,1)); plot(t,x3(:,1)); xlabel('Thoi gian (s)') ylabel('Bien Do dao dong (m)') title('DAO DONG CUA HANH KHACH (PHAN MONG, V=20 m/s)') legend('NEM HOI','NEM MUT') end function yp = daodong(t,y) c=10; vt=20; k1=84.24; m1=5.265; I1=0.1594; a=0.174; yp = zeros(4,1); yp(1) = y(2); yp(2) = ((-(c*(y(2)-0.05*pi*vt*(sin(4*pi*vt*t))-(a*y(4)/4))+k1*(y(1)(0.05*(sin(2*pi*vt*t))^2)-(a*y(3)/4))))/m1); yp(3) = y(4); yp(4) = ((-(a*c*(y(2)-0.05*pi*vt*(sin(4*pi*vt*t))-(a*y(4)/4))+a*k1*(y(1)(0.05*(sin(2*pi*vt*t))^2)-(a*y(3)/4))))/(2*I1)); end function yp1 = daodong1(t,y1) c=10; vt1=20; k2=224.7; m2=14.04; I2=2.201697; b=0.396; yp1 = zeros(4,1); yp1(1) = y1(2); yp1(2) = ((-(c*(y1(2)-0.05*pi*vt1*(sin(4*pi*vt1*t))(b^2*y1(4)/4))+k2*(y1(1)-(0.05*(sin(2*pi*vt1*t))^2)-(b^2*y1(3)/4))))/m2); yp1(3) = y1(4); yp1(4) = ((-(b*c*(y1(2)-0.05*pi*vt1*(sin(4*pi*vt1*t))(b^2*y1(4)/4))+b*k2*(y1(1)-(0.05*(sin(2*pi*vt1*t))^2)(b^2*y1(3)/4))))/(2*I2)); end function yp2 = daodong2(t,y2) c=10; vt2=20; k3=142.96; m3=9.23; I3=0.86426; d=0.306; yp2 = zeros(4,1); yp2(1) = y2(2); yp2(2) = ((-(c*(y2(2)-0.05*pi*vt2*(sin(4*pi*vt2*t))-(d*y2(4)/4))+k3*(y2(1)(0.05*(sin(2*pi*vt2*t))^2)-(d^2*y2(3)/4))))/m3); yp2(3) = y2(4); yp2(4) = ((-(d*c*(y2(2)-0.05*pi*vt2*(sin(4*pi*vt2*t))(d*y2(4)/4))+d*k3*(y2(1)-(0.05*(sin(2*pi*vt2*t))^2)(d^2*y2(3)/4))))/(2*I3)); end function dxdt=rhs(t,x1) v=20; dxdt_1 = x1(2); dxdt_2 = (-(300*(x1(1)-0.05*((sin(2*pi*v*t))^2)))/5.265); dxdt=[dxdt_1; dxdt_2]; end function dxdt=rhs2(t,x2) v=20; dxdt_1 = x2(2); dxdt_2 = (-(300*(x2(1)-0.05*((sin(2*pi*v*t))^2)))/14.04); dxdt=[dxdt_1; dxdt_2]; end function dxdt=rhs3(t,x3) v=20; dxdt_1 = x3(2); dxdt_2 = (-(300*(x3(1)-0.05*((sin(2*pi*v*t))^2)))/9.23); dxdt=[dxdt_1; dxdt_2]; end Áp suất phân bố nệm cải tiến vị trí “Đầu – Lưng – Mơng” clear all;clc; m1=5.265;%kg m2=14.04; m3=9.23; gamma=30*(10^4);%he so gian no doan nhiet cua nhua deo A1=0.00785;%dien tich dau A2=0.0176625;%dien tich lung A3=0.011775;%dien tich mong V0=1.370*0.48*0.05;%the tich ban dau w=0:0.00001:8; k1=(w.^2)*m1; k2=(w.^2)*m2; k3=(w.^2)*m3; P1=(k1*V0)/(gamma*(A1^2)); P2=(k2*V0)/(gamma*(A2^2)); P3=(k3*V0)/(gamma*(A3^2)); Psi1=P1*145.04*(10^(-6));%ap suat can thiet (psi) Psi2=P2*145.04*(10^(-6)); Psi3=P3*145.04*(10^(-6)); hold on;grid on; plot(w,Psi1,'r') plot(w,Psi2,'g') plot(w,Psi3,'b') xlabel('Tan so dao dong (Hz)') ylabel('Ap suat nem hoi (Psi)') title('DO THI AP SUAT CUA NEM HOI') legend('Dau','Lung','Mong')