Ứng dụng mô h nh dao động khảo s t dao động của xe tải 3,25 tấnì á …….78 3.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến lực đ ng giữa b nh xe vộ á à mặt đường…..79 3.2.2.Nghiên c u ứ ảnh hưởng của một s
BÙI VĂN SƠN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI VĂN SƠN CHUYÊN NGÀNH Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG MÔ PHỎNG - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG XE TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG KHÓA 2009 Hà Nội – Năm 2011 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131373241000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI VĂN SƠN MÔ PHỎNG - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG XE TẢI Chuyên ngành Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS: LƯU VĂN TUẤN Hà Nội – Năm 2011 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ………………………… LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS TS: Lưu Văn Tuấn Đề tài thực Bộ môn ô tơ xe chun dụng, Viện khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2011 Tác giả Bùi Văn Sơn MỤC LỤC Trang MỤC LỤC………………………………………………………………….1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT…………………….4 LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………… .7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………………………9 1.1 Những vấn đề chung……………………………………………….….9 1.1.1 Một số loại xe có tải trọng lớn Việt Nam………………………9 1.1.2.Các hệ thống treo thơng dụng xe tải có tải trọng lớn ……12 1.1.3.Lốp dùng ô tô………………………………………………… 12 1.1.4.Mạng đường ô tô Việt Nam…………………………………….13 1.2 Tình hình nghiên cứu dao động ô tô giới………………… 15 1.2.1.Chỉ tiêu đánh giá dao động…… ………………………….…… 18 1.2.2 Mơ hình dao động………………………………………….……… 22 1.2.3.Nguồn kích thích gây dao động……………………………….… 27 1.2.4 Thí nghiệm dao động tơ……………………………….…… 28 1.3 Tình hình nghiên cứu dao động Việt Nam……………………… 28 1.3.1.Phân tích chọn mục tiêu, đối tượng phương pháp nghiên cứu….30 1.3.2.Tính cấp thiết đề tài… ……………………………………….33 Kết luận chương 1…………………………………………………………34 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG 2.1 Lực động bánh xe mặt đường…………………………… 35 2.2 Các tiêu đánh giá ảnh hưởng lực động…………………… 37 2.2.1.Ảnh hưởng đến độ bền chi tiết ô tô…………………… …… 37 2.2.2.Ảnh hưởng đến an toàn chuyển động……………………… … 37 2.2.3.Ảnh hưởng đến sức chịu tải đường…………………… ….38 2.2.4.Ảnh hưởng đến không gian bố trí hệ thống treo……………… 39 2.3.Phân tích chọn hàm kích động…………………………………… 40 2.4.Phương pháp lập mơ hình……………………………………… … 42 2.5.Phương pháp lập hệ phương trình……………………………… …45 2.6.Yếu tố phi tuyến mơ hình dao động………………… … 47 2.6.1.Chọn phương pháp mơ tả yếu tố phi tuyến………………………47 2.6.2.Mơ hình hệ treo…………………………………………………… 47 2.7 Mơ hình phần tử bánh xe………………………………… ……… 53 2.8 Kết hợp mơ hình hệ treo bánh xe…………………………… ….56 2.9 Chọn phương pháp giải………………………………………… ….57 Kết luận chương 2…………………………………………………… ….60 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH DAO ĐỘNG………………… 61 3.1: Xây dựng mơ hình động lực học ô tô………………………… ……61 3.1.1.Khái quát chung…………………………………………………….61 3.1.2.Phân tích cấu trúc………………………………………………… 62 3.1.3.Xây dựng mơ hình vật lý………………………………… ……….63 3.1.4.Xây dựng mơ hình tốn học……………………………………….66 3.1.5.Xác định mối quan hệ động học………………………………… 75 3.2 Ứng dụng mơ hình dao động khảo sát dao động xe tải 3,25 tấn…….78 3.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến lực động bánh xe mặt đường… 79 3.2.2.Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số kết cấu đến lực động tác dụng biên dạng đường ngẫu nhiên………………………………80 3.2.3.Ảnh hưởng kết cấu xe đến hệ số tải trọng động lực học DLC….85 Kết luận chương 3………………………………………………… ………… 87 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………….………………… 91 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT KÍ HIỆU ĐƠN VỊ D m Khoảng cách tâm hai trục liền kề MS Kg Khối lượng treo m1 Kg Khối lượng treo trước (ca bin) m2 Kg Khối lượng treo sau (thùng xe) mu Kg Khối lượng không treo Cs N/m Độ cứng phần tử đàn hồi KS N S/m Hệ số cản giảm chấn Ct N/m Độ cứng lốp Kt N S/m Hệ số cản lốp F Z (t) N FZ N Giá trị lực động dao động xung quanh vị trí trung bình FZd (t ) N Giá trị lực động bánh xe mặt đường FZt N Giá trị lực tĩnh bánh xe SFd N Sai lệch bình phương trung bình lực động R R R R R R R R R R R DLC R R R R GIẢI NGHĨA Lực tương tác theo phương thẳng đứng bánh xe mặt đường Hệ số tải trọng động lực học (Dynamic Load Coefficient) Kđ Hệ số tải trọng động N Hệ số áp lực động R Hệ số thay đổi lực động (về chất giống hệ số DLC) S Φ Hệ số áp lực đường fdn m Độ võng động hệ thống treo fdt m Độ võng động hệ thống treo R(τ ) σ Hàm tương quan m Độ lệch chuẩn ρ(τ) Hàm tương quan chuẩn Mơmen qn tính khối lượng phần treo trục I Sy kg.m I Sx1 kg.m I Sx2 kg.m MK Nm/rad Z1 m Chuyển vị thẳng đứng khối lượng treo trước Z2 m Chuyển vị thẳng đứng khối lượng treo sau ϕ Sy rad ϕ Sx1/ϕSx2 rad a m Khoảng cách từ trục trước đến trọng tâm xe b m Khoảng cách từ trục sau đến trọng tâm xe L m Chiều dài sở xe 2d m Khoảng cách hai nhíp trước 2d m Khoảng cách hai nhíp sau 2dp 2dp m m Khoảng cách hai tâm lốp trước Khoảng cách hai tâm lốp sau R R R R R R R R R P P P ngang y qua trọng tâm Mơmen qn tính khối lượng treo trước trục dọc x qua trọng tâm Mơmen qn tính khối lượng treo sau trục dọc X qua trọng tâm Mômen xoắn dọc trục Chuyển vị góc MS quanh trục oy R R Chuyển vị góc khối lượng treo trước/ sau quanh trục ox Khoảng cách từ trọng tâm khối lượng treo GG m q 1L ,q 1R m Biên dạng đường trục trước bên trái bên phải q 2L ,q 2R m Biên dạng đường trục sau bên trái bên phải ζ1 m ζ2 m ζ1L , ζ1R m ζ2L , ζ2R m ϕυ1, ϕυ2 rad Ft N FC N Lực đàn hồi lốp FK N Lực giảm chấn lốp F tR,L N ZS1R,L N ZS2R,L N F SL ,FSR N F XL ,FXR N chung đến tâm lắc Chuyển vị theo phương thẳng đứng khối lượng không treo trước Chuyển vị theo phương thẳng đứng khối lượng không treo sau Chuyển vị theo phương thẳng đứng khối lượng không treo trước bên trái(L) bên phải(R) Chuyển vị theo phương thẳng đứng khối lượng không treo sau bên trái(L) bên phải(R) Góc lắc trục trước, trục sau theo phương ox Lực thẳng đứng bánh xe tác dụng lên hệ thống treo xuống mặt đường Lực bánh xe bên phải bên trái tác dụng lên hệ thống treo xuống mặt đường Độ dịch chuyển điểm liên kết với khối lượng treo trước bên phải bên trái Độ dịch chuyển điểm liên kết với khối lượng treo sau bên phải bên trái Lực hệ thống treo bên trái bên phải Thành phần lực dọc tác dụng lên khối lượng treo bên trái bên phải LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện vận tải có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân, có ưu điểm đặc biệt hẳn loại phương tiện vận tải khác: Thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng, có tính động cao ứng dụng rộng rãi tất lĩnh vực dân quốc phòng Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, ngành công nghiệp ô tô giới phát triển ngày cao, cho đời nhiều loại ô tô đại phục vụ cho nhu cầu mục đích sử dụng người Việc thiết kế hệ thống, cụm chi tiết ô tô, đánh giá chất lượng làm việc chúng ngày quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng ô tô Khi ô tô ngày hoàn thiện, xã hội ngày phát triển mặt văn hoá, kinh tế xã hội tiêu chí đánh giá ảnh hưởng dao động cần phải xem xét, đánh giá cách nghiêm túc Đối với xe tải nói riêng, yêu cầu độ êm dịu, ngày người ta buộc phải ý thêm đến tiêu chí khác: an tồn hàng hố, ảnh hưởng tải trọng động bánh xe đến đường mức độ giảm tải trọng dẫn đến làm giảm khả truyền lực tăng tốc phanh Việc nghiên cứu xác định lưc động phát sinh bánh xe với mắt đường ô tô tải điều kiện sử dụng Việt Nam có ý nghĩa quan trọng cấp thiết không với độ bền chi tiết ô tô mà với tuổi thọ cầu đường Để làm điều đó, cần xây dựng mơ hình dao động phù hợp với xe tải với tiêu chí đánh giá Hiện phương pháp mô số sử dụng rộng rãi để nghiên cứu hệ đặc biệt hệ dao động ô tô Cùng với phát triển máy tính, q trình mơ thể tính ưu việt nó, đặc biệt mô tả hệ phi tuyến trình vật lý phức tạp