Nghiên cứu dao động của xe chữa cháy rừng đa năng khi chuyển động trên đường lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THỊ MINH VƯỢNG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ THỊ MINH VƯỢNG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa Nơng - lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN NHẬT CHIÊU Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Cháy rừng thảm họa gây nhiều hậu nghiêm trọng cho tài nguyên, môi trường người Chính mà nhà khoa học giới nói chung, Việt Nam nói riêng nghiên cứu công nghệ thiết bị phòng chữa cháy rừng, nhằm hạn chế đến mức thấp thiệt hại cháy rừng gây Đã có số cơng trình nghiên cứu cơng nghệ thiết bị chữa cháy rừng đưa vào sử dụng Ở Việt Nam, Đề tài cấp nhà nước KC 07.13/06-10 Tiến sĩ Dương Văn Tài chủ trì thiết kế chế tạo xe chữa cháy rừng đa Đây mẫu xe chữa cháy mới, chưa đưa vào sử dụng rộng rãi; khác với xe chữa cháy thông thường, xe chữa cháy rừng đa thường phải chuyển động đường lâm nghiệp chí mặt đất rừng, mấp mô mặt đường nguồn gây dao động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chuyển động êm dịu xe Do đó, việc nghiên cứu dao động xe chuyển động đường lâm nghiệp cần thiết Trong thực tế, có nhiều đề tài nghiên cứu dao động ô tô máy kéo, xe quân sự; xe chữa cháy rừng đa mẫu xe mới, hồn thiện nên chưa có cơng trình nghiên cứu dao động loại xe này; vậy, tơi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu dao động chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp” Ý nghĩa đề tài là: Xây dựng mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa đề tài cấp nhà nước KC 07.13/06-10 thiết kế chế tạo ra; lập, giải mơ hệ phương trình vi phân dao động xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp Kết nghiên cứu đề tài phục vụ cho việc hoàn thiện mẫu xe chữa cháy rừng đa đề tài cấp nhà nước KC 07.13/06-10 thiết kế chế tạo theo hướng nâng cao khả chuyển động êm dịu chọn chế độ sử dụng hợp lý mẫu máy Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan công nghệ thiết bị chữa cháy rừng 1.1.1 Công nghệ thiết bị chữa cháy rừng giới a) Công nghệ chữa cháy rừng giới: Cháy rừng thảm họa, gây thiệt hại đến nhiều mặt, nhiều lĩnh vực khác Cháy rừng không thiệt hại rừng hay hệ sinh thái rừng, mà cịn nơi trú ngụ nhiều loài động vật, làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái làm kho tàng vi sinh vật q giá đất Vì vậy, chữa cháy rừng việc làm thiết thực, nghĩa vụ người, nhằm góp phần hạn chế tối đa thiệt hại cháy rừng gây ra, để bảo vệ màu xanh cho núi rừng Nhưng chữa cháy rừng không giống chữa cháy nhà, điều kiện hỗ trợ thực biện pháp chữa cháy rừng hạn chế, khó khăn địa hình phức tạp… Địi hỏi người cần hiểu số kỹ thuật chữa cháy rừng, để tổ chức chữa cháy đạt hiệu an toàn Hiện nước giới sử dụng công nghệ chữa cháy rừng sau: Kỹ thuật chữa cháy rừng phương pháp trực tiếp: phương pháp bố trí đội hình chữa cháy trực tiếp đối đầu, bao vây lửa dùng dụng cụ đập lửa liên tục Chỉ sử dụng đám cháy có lửa thấp, cường độ cháy nhỏ Chữa cháy rừng phương pháp song song: phương pháp bố trí đội hình chữa cháy đứng phía trước (đầu hướng gió) để thực biện pháp phát dọn băng trắng ngăn cản lửa Sử dụng điều kiện đám cháy có lửa cháy với cường độ vừa phải Chữa cháy rừng phương pháp gián tiếp (hay phương pháp đốt chặn): phương pháp dùng lửa đốt từ phía trước đầu hướng gió đám cháy để hai lửa tiến giáp lại với tự tắt (do cháy hết vật liệu cháy) Sử dụng phương pháp đám cháy có cường độ dội, sức nóng lan tỏa phạm vi rộng, người khó tiếp cận với đám cháy [37] b) Thiết bị chữa cháy giới: Một số nước Đông Nam Á, Trung Quốc, Nga, Mỹ, Inđônêxia… sử dụng rộng rãi công cụ dập lửa thủ cơng (thiết bị chữa cháy cầm tay), bình chữa cháy đeo vai/xách tay, máy thổi gió đeo vai/ xách tay Các cơng cụ có nhiều hạn chế suất hiệu chữa cháy thấp, tốn nhiều sức lực nhân công, không dập tắt đám cháy lớn (chiều cao lửa 2m) Ở nơi gần nguồn nước (sông suối, ao hồ), nhiều nước giới sử dụng máy bơm nước để chữa cháy rừng Thiết bị có ưu điểm hiệu dập lửa lớn, chữa loại cháy tán Nhược điểm loại thiết bị tính di động khơng cao, phụ thuộc vào nguồn nước; khu rừng cách xa nguồn nước khoảng 3km thiết bị khơng sử dụng Loại máy phù hợp với chữa cháy rừng ngập nước Một số nước phát triển Mỹ, Nga, Australia, Island, Thái Lan nghiên cứu đưa vào sử dụng xe chữa cháy rừng chuyên dùng (hình 1.1, 1.2, 1.3), thiết bị di chuyển địa hình có độ dốc  150 Trên xe có Hình 1.1 - Ơ tơ chun dụng chữa cháy rừng Mỹ thiết kế téc chứa nước, hệ thống bơm ống dẫn Thiết bị len lỏi vào khu rừng để chữa cháy, tác nhân chữa cháy rừng nước Thiết bị nhược điểm phụ thuộc vào nguồn nước chứa xe Đối với nơi xa nguồn nước, địa hình có độ dốc > 20 thiết bị sử dụng khơng hiệu Hình 1.2 - Xe cứu hỏa Mỹ Hình 1.3 - Xe chữa cháy rừng Australia Một số nước phát triển Mỹ, Nga, Pháp, Nhật, Thái Lan sử dụng máy bay để chữa cháy Loại thiết bị phun nước phun hoá chất để dập lửa Thiết bị chữa cháy sử dụng loại địa hình, hiệu chữa cháy cao, suất dập lửa lớn Sử dụng máy bay chữa cháy cần vốn đầu tư lớn, chi phí đắt, nên khơng phù hợp với nước phát triển có Việt Nam 1.1.2 Công nghệ thiết bị chữa cháy rừng Việt Nam Việt Nam cảnh báo tình trạng mức nguy hiểm cháy rừng Với vụ cháy rừng lớn, gần đường giao thơng, có lực lượng cứu hỏa thiết bị chuyên dùng; cháy rừng nơi hiểm trở chủ yếu sử dụng phương pháp cổ truyền (dùng cành đập vào lửa, vận chuyển nước cách chuyền tay ) Có thể khẳng định rằng: Ở Việt Nam chưa có thiết bị chữa cháy rừng chuyên dùng Hiện nay, Việt Nam sử dụng số công nghệ thiết bị chữa cháy rừng sau: - Công nghệ chữa cháy rừng sử dụng phương tiện chữa cháy thô sơ: Các phương tiện chữa cháy thô sơ bao gồm phương tiện chữa cháy rừng thủ công: dùng cành cây, vỉ dập lửa, cào cuốc… xe đạp thồ chở nước Hình 1.4 - Xe thồ chữa cháy rừng chữa cháy rừng (hình 1.4) Đây cơng nghệ đơn giản, thiết bị rẻ tiền, dễ di chuyển nơi có địa hình phức tạp Đối với đám cháy nhỏ, bắt đầu cháy dụng cụ có khả dập tắt được; tốn nhiều công lao động, suất khả dập lửa thấp, không chữa đám cháy lớn - Một số sở chữa cháy rừng sử dụng bình bơm nước đeo vai, máy thổi gió cơng suất lớn, máy bơm nước khiêng tay để chữa cháy Hiệu chữa cháy thiết bị cao phương tiện chữa cháy thủ công, không hiệu đám cháy rừng lớn Các thiết bị chủ yếu nhập ngoại - Thiết bị tạo băng cách ly: Trong chữa cháy rừng, phương pháp tạo băng trắng để khoanh vùng, cô lập đám cháy thường xuyên áp dụng đám cháy rừng lớn, cháy tán cây, cháy ngầm mặt đất Các thiết bị tạo băng trắng Việt Nam chủ yếu dùng cưa xăng, máy phát quang, cào cuốc, - Gần đây, Việt Nam phát minh đưa vào sử dụng hỗn hợp chữa cháy đa ĐT-HP: Hỗn hợp chữa cháy đa ĐT-HP sản xuất dạng dung dịch 5% hỗn hợp hai muối Natriclorua Natri Laurylsulfat Khi sử dụng việc pha thêm nước để thành dung dịch nồng độ 0,5% phun thấm ướt phun tạo bọt bề mặt vật cháy, đám cháy bị dập tắt Hỗn hợp thích hợp để chữa cháy rừng giải tình trạng thiếu nước chữa cháy dập tắt nhanh đám cháy mà không bị bùng cháy trở lại - Sử dụng cơng trình phục vụ phịng chống cháy rừng: kênh nước, kênh cạn, băng trắng, băng xanh, hồ chứa nước giữ ẩm đất rừng… - Xe chuyên dụng chữa cháy: Mặc dù có nhiều loại xe chữa cháy thị trường đưa vào thử nghiệm hay sử dụng như: xe thang chữa cháy Mỹ sản xuất, xe chữa cháy công nghệ phun bọt khí nén (CAFS) hãng Morita (Nhật Bản) sản xuất, xe chữa cháy Dol với nhiều hệ khác xuất Việt Nam Các loại xe chữa cháy chủ yếu xe nhập giá thành cao Nhìn chung, chưa sản xuất loại xe hay phương tiện phục vụ công tác chữa cháy Gần nhất, kĩ sư Trần Thành Đạt cử nhân Huỳnh Hữu Phước chế tạo xe chữa cháy tí hon SAMCO Tina-m để chữa cháy hẻm ngõ ngách nhỏ khu dân cư [35] Thực tế cho thấy, Việt Nam chưa có xe chuyên dụng chữa cháy rừng Các loại xe chữa cháy kể sử dụng chữa cháy nhà, không thuận lợi cho công việc chữa cháy rừng Chúng ta cải tiến xe chữa cháy từ xe U oát hay xe Isuzu…thiết bị bao gồm hệ thống téc nước, bơm nước đặt thùng xe Những xe cải tiến với số lượng ít, khơng đáp ứng nhu cầu thiết bị chữa cháy rừng nước ta Vì cần dụng cụ, thiết bị chữa cháy rừng đại, gọn nhẹ để tiện di chuyển, hiệu suất cao, sản xuất nước để giảm chi phí sản xuất Trong đề tài cấp nhà nước KC 07.13/06-10, TS.Dương Văn Tài thiết kế chế tạo thành công xe chữa cháy rừng đa năng, sử dụng nhiều tác nhân chữa cháy Xe chữa cháy rừng đa thiết kế chế tạo nên chưa có điều kiện nghiên cứu khả kéo, bám, ổn định, dao động xe 1.2 Tổng quan dao động ô tô máy kéo Khi ô tô, máy kéo chuyển động đường không phẳng thường chịu tải trọng dao động bề mặt đường mấp mô sinh Những dao động ảnh hưởng xấu đến hàng hóa, tuổi thọ xe người ngồi xe Theo thống kê cho thấy, ô tô tải chạy đường xấu ghồ ghề, so với ô tô loại chạy đường tốt phẳng vận tốc trung bình giảm 40 - 50% Các kết nghiên cứu ảnh hưởng dao động ô tô tới thể người tới kết luận người phải chịu đựng lâu môi trường dao động ô tô mắc bệnh thần kinh não Vì tính êm dịu chuyển động tiêu quan trọng xe [1] Những vấn đề nêu cho thấy, nghiên cứu dao động ô tô ý nghĩa mặt khoa học mà cịn có ý nghĩa thực tiễn cao Một số cơng trình nghên cứu dao động tơ, máy kéo giới kể sau: 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu dao động tơ máy kéo giới Việc nghiên cứu dao động ô tô - máy kéo bắt đầu sớm, chúng đơn giản Một tác giả với nhiều đóng góp kể đến Mitschke, Schiehlen Năm 1970 Mitschke tập trung vào tác phẩm tiếng "Dynamik der Kraftfahrzeuge" tập hợp tất cơng trình nghiên cứu trước đó, bao gồm 200 trích dẫn Nội dung dao động xe con, mơ hình mơ hình 1/4 xem xét yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động tối ưu hệ treo Sau đó, tác giả đề cập tiêu đánh giá dao động ơtơ Những năm sau này, 1980, Schiehlen trình bày phương pháp hệ nhiều vật Ông sử dụng trợ giúp máy tính để nghiên cứu sâu hệ thống treo, bánh xe; nhiên nghiên cứu tập trung chủ yếu vào xe Năm 1973 Barski I.B [1] nghiên cứu Động lực học máy kéo Tác giả nghiên cứu đầy đủ động lực học máy kéo bánh hơi, máy kéo bánh xích độ êm dịu chuyển động máy kéo Năm 1982, PTS Đỗ Tiến Vũ [24] đưa mơ hình dao động tơ tải ba cầu trường hợp có rơ mooc sau: Hình 1.5: Mơ hình dao động tơ tải ba cầu với rơ mooc Đỗ Tiến Vũ Trong cơng trình, tác giả sử dụng phương trình Lagranger loại II để lập phương trình vi phân dao động hệ, với 12 bậc tự Năm 1983 Dobrưnhin Iu.A [33] nghiên cứu động lực học thẳng đứng máy kéo bánh vận xuất gỗ chặt chăm sóc Năm 1987 Zucov A.V [32] nghiên cứu vấn đề dao động máy kéo lâm nghiệp Năm 1992 Kozmin S.F [31] nghiên cứu trình dao động thẳng đứng máy kéo bánh lâm nghiệp cỡ kN Trong cơng trình [26], Muller đưa mơ hình khơng gian mơ tả tất loại dao động máy kéo bánh hơi, tác giả bỏ qua tác động tải trọng kéo yếu tố ảnh hưởng khác Theo tác giả, máy kéo có bậc tự do: dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc dao động liên kết xoay quanh trục cân Tác giả Volgel [28] nghiên cứu tính chất động lực học liên hợp máy cày, lực kéo tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi, hệ truyền lực bánh xe Cơng trình cho phép đánh giá cách khái quát tác động yếu tố ảnh hưởng tới dao động máy cày đất, nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh giả thiết đưa Trong cơng trình Wendebon [29] lý thuyết thực nghiệm, tác giả xây dựng mơ hình nghiên cứu tính chất động lực học dao động thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm đến chuyển động quay chuyển động khác Do cơng trình chưa đánh giá thể đầy đủ tính chất động lực học máy yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động máy kéo nói riêng liên hợp máy nói chung Bên cạnh cịn có số cơng trình nghiên cứu dao động thẳng đứng máy kéo có kể đến yếu tố ảnh hưởng điều kiện làm việc: Tải trọng, vận tốc, độ mấp mô mặt đường Ngày giới nghiên cứu dao động ô tô đạt nhiều thành tựu đáng kể Dao động ô tô nghiên cứu tổng thể hệ thống “Đường-Xe-Người” Để nghiên cứu riêng biệt tổng thể mối quan hệ vừa nêu, hãng sản xuất ô tô quan chuyên môn hàng đầu giới thiết lập phịng thí nghiệm, xây dựng bãi thử để nghiên cứu dao động ô tô, có kể đến biên dạng thực tế mặt đường khả người chịu tác động dao động 50 -3 chuyen dich thang dung tam xe ccrdn x 10 Z (m) -2 -4 -6 -8 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.14: Chuyển dịch thẳng đứng trọng tâm xe chữa cháy rừng đa trường hợp kích động hình sin Chuyen dich thang dung diem tam xoay nhip sau 0.015 0.01 0.005 zc(m) -0.005 -0.01 -0.015 -0.02 -0.025 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.15: Đồ thị chuyển dịch thẳng đứng điểm tâm xoay nhíp sau trường hợp kích động hình sin 51 Chuyen dich thang dung tam cau truoc 0.05 0.04 0.03 0.02 z11(m) 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.16: Đồ thị chuyển dịch thẳng đứng tâm cầu trước trường hợp kích động hình sin -3 Chuyen vi goc than xe mat phang thang dung doc x 10 phi(rad) -2 -4 -6 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.17: Đồ thị chuyển vị góc thân xe mặt phẳng đứng dọc vị trí trọng tâm xe trường hợp kích động hình sin 52 Chuyen dich thang dung diem tam xoay nhip sau 0.015 0.01 0.005 zc(m) -0.005 -0.01 -0.015 -0.02 -0.025 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.18: Đồ thị chuyển vị góc nhíp sau mặt phẳng đứng dọc vị trí tâm xoay nhíp trường hợp kích động hình sin Gia toc dao dong thang dung tam xe ccrdn a(m/s2) -1 -2 10 12 Thoi gian t (s) 14 16 18 20 Hình 3.19: Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe chữa cháy rừng đa trường hợp kích động hình sin 53 Nhìn đồ thị hình 3.19 ta thấy biên độ dao động gia tốc dịch chuyển khoảng -1,5  1,5 m/s2 tần số khoảng 11Hz Với kích thích dao động đơn dao động hệ dao động tắt dần, cịn với hàm kích động hình sin dao động hệ ln tuần hồn, khơng tắt Điều hoàn toàn hợp với thực tế 54 Chương 4: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIA TỐC DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP 4.1 Mục đích Thực nghiệm xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp để minh họa cho kết nghiên cứu lý thuyết 4.2 Đối tượng Đối tượng để thí nghiệm xe chữa cháy rừng đa chở đầy nước, chuyển động đường lâm nghiệp với tốc độ từ thấp đến cao 4.3 Điều kiện thực nghiệm Nội dung thực nghiệm đề tài tiến hành ngồi trời, để đảm bảo độ xác kết thực nghiệm, thực thực nghiệm điều kiện cụ thể sau: - Thời tiết: khơng mưa, gió; - Nền đường khơng biến dạng; - Xe chở đầy nước 4.4 Trang thiết bị thực nghiệm Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp dùng đầu đo gia tốc, kết hợp với thiết bị thu thập khuếch đại thông tin đo lường DMC Plus kết nối với máy vi tính Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm xe cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng Đầu đo nối với DMC Plus dây cảm biến, DMC Plus kết nối với máy tính cáp RS-232 4.4.1 Thiết bị đo DMC Plus Hình 4.1: Thiết bị DMC Plus 55 Thiết bị DMC Plus thu thập khuếch đại thơng tin đo lường kết nối với máy tính (hình 4.1) Thiết bị thay cho khuếch đại K chuyển đổi A/D (Analog/Digital) sơ đồ nguyên lý phương pháp thực nghiệm (mục 1.4.3) Thiết bị DMC Plus có modul chế tạo theo kênh: - Modul DV01: Là modul khuếch đại kiểu dòng chiều DC, dùng để đo nhiệt độ, nối với cặp nhiệt, dòng chiều Modul đo nguồn áp dải đo rộng (0,1V ; 1V; 10V; 200V), dải tần 2,2 kHz - Modul DV10: Kiểu khuếch đại dòng chiều DC, để nối cầu đủ bán cầu điện trở, đo điện thế, nguồn áp DC, dải tần 4,4 Hz - Modul DV30: Kiểu khuếch đại tần số 600Hz, dùng để đo cầu đủ bán cầu điện trở, đo điện thế, nguồn áp DC, dải tần 250 Hz - Modul DV35: Kiểu khuếch đại tần số, thích hợp để đo điện trở nguồn áp DC, dải tần 250 Hz - Modul DV55: Kiểu khuếch đại tần số, khoảng khuếch đại 4,8 kHz, thơng dụng Dùng để nối với cầu đủ bán cầu điện trở, đo điện áp nguồn áp DC, dải tần 2,2 kHz - Modul DZ65: Dùng cho việc nối cảm biến đo mô men tốc độ, công suất 4.4.2 Cảm biến đo gia tốc Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa phương pháp thực nghiệm, sử dụng đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm hãng HBM Cộng hồ liên Bang Đức sản xuất, hình dáng sơ đồ nguyên lý thể hình 4.2 Cảm biến gắn cố định vào vị trí trọng tâm xe theo phương thẳng đứng Khi xe chuyển động, tác dụng mấp mô mặt đường làm khối quán tính (1) dao động hai cuộn dây điện cảm (2), làm cho từ trở mạch từ thay đổi dẫn đến điện cảm hai cuộn dây (2) thay đổi Sự thay đổi điện cảm thiết bị DMC Plus thu thập, khuếch đại lên nhiều lần ghi lại nhờ máy tính Như vậy, biên độ dịch chuyển khối quán tính (1) lớn hay nhỏ phụ thuộc vào vận 56 tốc xe chạy mấp mơ mặt đường hay nói cách khác tùy thuộc vào gia tốc dao động xe Hình 4.2: Đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm Khối quán tính; Mặt cắt hai cuộn dây điện cảm; Lò xo (phần tử đàn hồi); Thân đầu đo; Cạnh vát; Cọc nối dây; Đầu có ren lắp vào vật đo Chúng tơi sử dụng máy tính cài đặt phần mềm DMC Laplus có cổng kết nối RS - 232 để điều khiển đo lường ghi lại kết đo 4.5 Tiến hành thực nghiệm (hình 4.3) Hình 4.3: Tiến hành thực nghiệm Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí trọng tâm xe Nối đầu đo với DMC Plus dây cảm biến 57 Kết nối thiết bị DMC Plus với máy tính, nối nguồn cho thiết bị (Thiết bị DMC Plus hoạt động nhờ nguồn điện chiều lấy từ ắc quy xe chữa cháy rừng đa năng) Khởi động máy tính, vào phần mềm DMC Laplus Chúng tiến hành 05 lần thí nghiệm với 03 tốc độ chuyển động đường lâm nghiệp xe chữa cháy rừng đa chở đầy nước: Lần thứ nhất: Cho xe chuyển động với tốc độ 10 km/h Lần thứ hai, ba: Cho xe chuyển động với tốc độ 20 km/h Lần thứ tư, năm: Cho xe chuyển động với tốc độ cao 30 km/h 4.6 Kết thực nghiệm Tiến hành lần đo với tốc độ khác nhau, kết ghi lại file định dạng ASCII Database phần mềm DMC Laplus Để dễ dàng sử lý số liệu, chúng tơi chuyển file sang phần mềm Excell; vẽ đồ thị Excell thu biểu đồ (hình 4.4, 4.5, 4.6, phục lục 03): GIA TỐC DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG XE CCRĐN TỐC ĐỘ 10 Km/h 1.2 Gia tốc, m/s2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 12 14 Thời gian,s Hình 4.4:Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa tốc độ 10km/h 58 GIA TỐC DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG XE CCRĐN TỐC ĐỘ 20 Km/h Gia tốc, m/s2 1.5 0.5 0 Thời gian, s Hình 4.5: Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa tốc độ 20 km/h GIA TỐC DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG XE CCRĐN TỐC ĐỘ 30Km/h 2.5 Gia tốc, m/s2 1.5 0.5 -0.5 10 12 Thời gian, s Hình 4.6: Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa tốc độ 30 km/h 4.7 So sánh kết lý thuyết với thực nghiệm Thực nghiệm tiến hành với tốc độ khác nhau, chọn tốc độ 20 km/h để so sánh với lý thuyết Từ đồ thị hình 4.5 ta có biên độ dao động xe khoảng 0,25  1,7 m/s2 tần số dao động khoảng 13Hz 59 Như biên độ dao động lớn lý thuyết thực nghiệm hồn tồn trùng khớp (1,7m/s2) cịn tần số sai số 15,48% Chúng tơi phân tích nguyên nhân dẫn tới sai khác sau: Xây dựng mơ hình dao động lý thuyết, giả thiết bỏ qua lực ma sát nguồn gây kích động xe; thực tế nguồn gây kích động xe đáng kể Khi tính tốn lý thuyết thơng số hệ số cản giảm chấn quy đổi lấy tốc độ 52cm/s (= 1,8km/h), thực nghiệm tốc độ nhỏ 10 km/h; Độ cao mấp mô mặt đường thực nghiệm cao mơ hình lý thuyết; Như vậy, với điều kiện sai khác trên, sai số 15,48% chấp nhận 60 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Luận văn xây dựng mơ hình dao động mặt phẳng thẳng đứng dọc xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp xác định hầu hết thông số mơ hình, làm sở để thiết lập phương trình vi phân dao động hệ; Bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II thiết lập hệ phương trình vi phân dao động xe chữa cháy rừng đa mặt phẳng thẳng đứng dọc chuyển động đường lâm nghiệp, làm sở để đánh giá êm dịu chuyển động xe; Đã giải mô hệ phương trình vi phân dao động xe chữa cháy rừng đa phần mềm Matlab-Simulink trường hợp: trường hợp kích động đơn (chiều cao mấp mơ 0,2m) hàm kích thích dao động hình sin (chiều cao mấp mơ 0,04m, bước sóng 1m); Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp với tốc độ khác Kết nghiên cứu thực nghiệm minh chứng cho kết nghiên cứu lý thuyết, sai lệch tần số dao động lý thuyết thực nghiệm 15,48%, sai số chấp nhận 5.2 Khuyến nghị Đề tài nghiên cứu dao động mặt phẳng thẳng đứng dọc xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp, cịn mơ hình dao động khơng gian xe đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu, cần nghiên cứu bổ sung để hoàn thiện vấn đề dao động xe chữa cháy rừng đa năng; 61 Đề tài giải mô hệ phương trình vi phân dao động xe chữa cháy rừng đa miền thời gian, chưa có điều kiện khảo sát miền tần số Vậy, để đánh giá xác tiêu êm dịu chuyển động xe chữa cháy rừng đa cần giải mơ mơ hình dao động xây dựng miền tần số 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Barski I.B (1973), Động lực học máy kéo, Nxb Chế tạo, Maxcva Nguyễn Hữu Cẩn (2003), Lý thuyết ô tô máy kéo, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm tơ, Nxb khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Tiến Đạt (2002), Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả vận xuất gỗ rừng trồng phương pháp kéo nửa lết máy kéo bốn bánh cỡ nhỏ (18 - 24 mã lực), luận văn tiến sĩ khoa học kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Hoàng Văn Đặng (2002), MATHCAD 2002 giải trình tốn học, Nhà xuất Trẻ Nguyễn Hữu Điển (2010), Hướng dẫn sử dụng Maple, Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội Phạm Minh Đức (2002), Nghiên cứu khả kéo bám máy kéo DFH- 180 vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng, Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, ĐH Lâm nghiệp, Hà Tây Trần Việt Hà (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến độ êm dịu chuyển động ô tô khách đóng Việt Nam, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội Đào Mạnh Hùng (2006), Xác định lực động bánh xe mặt đường ô tô tải điều kiện sử dụng Việt Nam, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật 10 Trần Công Hoan, Lý thuyết ô tô máy kéo lâm nghiệp, Nxb Nông thôn 11 Trịnh Minh Hoàng (2002), Nghiên cứu khảo sát dao động xe tải hai cầu tác động ngẫu nhiên mặt đường, Luận văn thạc sỹ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội 12 Nguyễn Quang Huy (2003), Nghiên cứu dao động xe nhiều cầu, Luận án tiến sĩ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội 13 Võ Văn Hường (2003), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động tơ tải nhiều cầu, Luận án tiến sĩ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội 63 14 Hướng dẫn đồ án môn học Lý thuyết ô tô quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân Sự, Hà Nội 15 GS.TSKH.Nguyễn Văn Khang (2004), dao động kỹ thuật, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 16 Lê Minh Lư (2002), Nghiên cứu dao động máy kéo bánh có tính đến đặc trưng phi tuyến phần tử đàn hồi, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội 17 Nguyễn Hồng Quang (2006), Nghiên cứu dao động máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 18 Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật 19 Quân đội nhân dân Việt Nam (1985), Hướng dẫn kỹ thuật sử dụng bảo dưỡng ô tô YPAЛ-375Д, YPAЛ-375H YPAЛ-375CH, Cục ô tô máy kéo trạm nguồn 20 Huỳnh Hội Quốc (2002), Nghiên cứu trình lắc dọc - lắc ngang ô tô vận tốc cao, Luận văn thạc sỹ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội 21 Hồng Gia Thắng (1993), Dao động mặt phẳng thẳng đứng toa xe khách bốn trục hai hệ lò xo qua mối nối ray, Đề án tốt nghiệp cao học, Đại học Bách khoa Hà Nội 22 Lưu Văn Tuấn (1993), Nghiên cứu dao động xe ca Ba Đình, sở đề xuất biện pháp nâng cao độ chuyển động êm dịu, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học kỹ thuật, Hà nội 23 Nguyễn Văn Vệ (2002), Nghiên cứu dao động thẳng đứng ghế ngồi máy kéo DFH - 180 vận xuất gỗ giải pháp giảm xóc cho người lái, luận văn Thạc sĩ khoa học kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 24 Đỗ Tiến Vũ (1982), Mô hình tốn học dao động tơ mặt phẳng dọc thẳng đứng áp dụng nghiên cứu dao động thẳng đứng máy kéo với tải trọng gỗ, Luận án Phó tiến sĩ, Bratislava A1 64 25 Nguyễn Đức Sỹ (2002), Nghiên cứu ổn định động lực học dọc liên hợp máy kéo cỡ nhỏ vận xuất gỗ khởi hành theo phương pháp nửa lết, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Tiếng Đức: 26 Muler H (1976), Beitrag zur rechnesrischen Ermittlung von Belastungen in Tragwerken Landwirtchaftlicher Fahrzeuge bein Ubequeren grober, Fahranunnebenheiten, Dresden, TU - Diss.A 27 Trieu Bui Hai (1990), Untersuchung und Analyse des dynamischen Betriebsverhaltens des Traktorantriebes, Diss, Rostock 28 Vogel (1989), Untersuchung zum dynamiscchen Betriebsverhalten von einem PTA beim Stationaren, Berlin, IH - Diss.A, Betrieb 29 Wendebon J.C (1965), Die Unebenheiten lanwirtchaftlicher Fahrbahnen als Schwingungserreger landwirstschaftlicher Fahrzeuge, In: Grundagen der Landtechnik, Dusseldort Sonderheft Tiếng Nga: 30 Д.A.Aнтонов (1984), Pасчет ycтoичивocти движeния многoocных автoмoбилей, Mockвe, Mашинocтрoение 31 Козьмин С.Ф.(1983) Исследование компоновки лесохозайстве нного колесного трактора клаcса тяги 6кН 32 Жуков А В (1987), Исследование колебания лесных машин 33 Добрынин Ю.А (1983), Исследование вертикальнои динамики колесного трактора на трелевке леса в условиях рубок промежуточного лесопользования, Дисс.канд.техн наук Ленинград Internet: 34 http://vi.wikipedia.org 35 http://www.bee.net.vn 36 http://www.mathematica.com 37 http://www.sqpccc.vn 38 http://www.ural4320 ... chuyển động xe chữa cháy rừng đa 28 Chương NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ DAO ĐỘNG CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP 3.1 Xây dựng mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa. .. nghiên cứu 2.3.3 Chương 3: Nghiên cứu lý thuyết dao động xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp Trong chương xây dựng mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa mặt phẳng đối xứng dọc chuyển. .. tạo xe chữa cháy rừng đa Đây mẫu xe chữa cháy mới, chưa đưa vào sử dụng rộng rãi; khác với xe chữa cháy thông thường, xe chữa cháy rừng đa thường phải chuyển động đường lâm nghiệp chí mặt đất rừng,