Tính năng kéo bám của hệ thống di động xích cao su trên liên hợp máy nông nghiệp tự hành

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận án trung thực Những kết luận luận án chưa công bố cơng trình khác Các tài liệu trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Mọi giúp đỡ cảm ơn Tác giả luận án Đào Hữu Đoàn i LỜI CẢM ƠN Với tất lòng chân thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Ngọc Quế, PGS.TS Nơng Văn Vìn Trường Đại học nơng nghiệp Hà Nội tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ để tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy ban lãnh đạo, tập thể cán giáo viên môn Động lực Khoa Cơ điện Trường Đại học nông nghiệp Hà Nội, cảm ơn Ban Giám Hiệu đơn vị, cá nhân trường đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, Ban Giám Hiệu đơn vị, đồng nghiệp trường Cao Đẳng Nghề Bắc Giang giúp đỡ chuyên môn tạo điều kiện cho trình thực luận án Xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Phạm Văn Lang - Hội khí nông nghiệp Việt Nam, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu, TS Lê Tấn Quỳnh Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Namđã giúp đỡ đóng góp ý kiến q báu cho tơi q trình triển khai thực nghiệm thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan đặc biệt thành viên gia đình giúp đỡ, ủng hộ động viên để tơi hồn thành luận án Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận án Đào Hữu Đoàn ii MỤC LỤC 1.1 Tính chất lý đất 21 1.2 Các tính chất học đất 23 1.3 Tổng quan xích máy kéo nơng nghiệp 26 Máy kéo xích sử dụng nông nghiệp để thực công việc làm đất, gieo trồng, thu hoạch, vận chuyển nông sản, vật tư nông nghiệp v.v 26 Máy kéo xích sử dụng nơng nghiệp có nhiều loại tùy theo cách phân loại có cách gọi khác 26 Phân theo kích cỡ cơng suất có loại lớn, loại trung, loại nhỏ 26 Phân theo hệ thống di động có xe xích cứng xe xích mềm sau cấu tạo loại xích cứng xích mềm .27 Nội dung luận án sâu nghiên cứu hệ thống di động xích đai cao su làm việc đất nông nghiệp 28 1.4 Nghiên cứu giới tính chất kéo bám hệ thống di động xích 28 1.5 Một số kết nghiên cứu xe xích Việt Nam 56 1.6 Kết luận chương nhiệm vụ luận án 58 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .60 Để tiến hành nghiên cứu Tính kéo bám hệ thống di động xích cao su liên hợp máy nơng nghiệp tự hành luận án nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm 60 Mơ hình hố phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng rộng rãi: từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành hệ thống Ngày nhờ trợ giúp máy tính có tốc độ tính tốn cao nhớ lớn mà phương pháp mơ hình hố phát triển mạnh mẽ, đưa lại hiệu to lớn việc nghiên cứu khoa học thực tiễn sản xuất Mơ hình hố ứng dụng khơng vào lĩnh vực khoa học cơng nghệ mà ứng dụng có hiệu vào nhiều lĩnh vực khác quân sự, kinh tế xã hội Ngày có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề mơ hình hố vào lĩnh vực khác Mơ hình hố cơng cụ mạnh cán nghiên cứu, cán kỹ thuật để giải toán kỹ thuật, quy hoạch, tối ưu hố Phương pháp mơ hình hố dùng phổ biến trường đại học, viện nghiên cứu sản sản xuất đưa lại hiệu to lớn 60 Trong thực tế nghiên cứu, hệ thống cần phân tích theo tính chất khác chúng Để thực điều này, sử dụng hệ thống trợ giúp khác nhằm mô tả đến mức cao quan hệ vật lí hệ thống thực 60 Mơ hình hóa kỹ thuật cho phép xây dựng mơ hình hệ vật lý(hệ thống) thực nghiệm mơ hình Mơ hình hóa cho phép sử dụng hệ thống không tồn tại, tốn và(hoặc) tốn thời gian xây dựng ; cho phép quan sát trình, đáp ứng động hệ thống thiết kế trước thực nghiệm thiết bị thực 60 Trong lĩnh vực động lực học máy nói chung nghiên cứu động lực học máy di chuyển nói riêng, phương pháp mơ hình hóa sử dụng phổ biến ưu nhiều mặt Có hai phương pháp mơ hình hóa mơ hình hóa vật lý mơ hình hóa tốn học(Đặng Thế Huy, 1995) 60 Mơ hình hóa vật lý: phương pháp xây dựng mơ hình đồng dạng hình học có chất vật lý với hệ thống thực Ưu điểm chủ yếu phương pháp tái đầy đủ tính chất hệ thống thực, nghiên cứu sâu sắc tồn diện trình phức tạp diễn hệ thống thực, làm thực nghiệm máy thật khơng thể diễn tả q trình iii phương trình tốn học Tuy nhiên, nhược điểm quan trọng phải thay làm lại mơ hình muốn thay đổi thơng số kết cấu, điều kiện sử dụng hay nói chung nghiên cứu q trình Chính điều hạn chế làm cho phương pháp mơ hình hóa vật lý sử dụng .61 Mơ hình hóa tốn học sử dụng mơ tả tốn học: phương trình vi phân, hàm truyền, không gian trạng thái để mô tả hệ thống thực Mơ hình tốn gồm: .61 + Mơ hình tuyến tính, phi tuyến; 61 + Mơ hình thơng số tập chung, thơng số dải; 61 + Mô hình tĩnh, động .61 + Mơ hình liên tục, gián đoạn 61 + Mơ hình xác định, bất định 61 Mơ hình tốn xây dựng theo trình tự sau: 61 + Xác định mục tiêu điều kiện toán; .61 + Đặt giả thiết đơn giản hóa loại bỏ yếu tố không quan trọng; 61 + Xác định tham số cho mơ hình theo mục tiêu điều kiện; 61 + Kiểm chứng mơ hình mức độ phù hợp với hệ thống vật lý 61 Trong“Nghiên cứu tính kéo bám hệ thống di động xích cao su liên hợp máy nơng nghiệp tự hành” Các tượng vật lý xảy q trình tương tác xích đất phức tạp muốn tính tốn đo đếm đại lượng vật lý cần sử dụng phương pháp mơ hình hóa để tận dụng lợi nói Thường đại lượng vật lý cần tính tốn dạng xe xích hoạt động đất yếu là: độ lún dải xích, áp suất dải xích, biến dạng cắt dải xích, ứng suất cắt, ứng suất kéo nén đất xích gây q trình xe xích hoạt động Khi tính ứng suất tính lực kéo lực cản dải xích xe xích loại đất mà xe xích qua 61 Khi xây dựng cơng thức tính đại lượng vật lý nêu tác giả hầu hết xây dựng theo phương pháp thực nghiệm nên phương pháp mơ hình hóa sử dụng phổ biến Mơ hình tốn luận án sử dụng công thức thực nghiệm công bố 62 Trong chương trình bày số phương pháp đánh giá tính kéo bám hiệu suất xe xích là: 62 - Phân phối ứng suất đất tải trọng xe 62 - Ứng dụng lý thuyết cân dẻo học tương tác xe-đất 62 - Phương pháp thực nghiệm để dự đốn hiệu suất xe xích 62 - Đo lường đặc tính phản ứng đất .62 - Phương pháp Bekker 62 - Phương pháp hỗ trợ máy tính NTVPM để đánh giá hiệu suất xe xích mềm 62 Bốn phương pháp đầu tính tốn để dự đốn khả giao thơng xe xích loại đất cụ thể tức cho biết khả xe xích di chuyển loại đất cụ thể hay khơng 62 Phương pháp Bekker cho phép tính tốn khả kéo bám xe xích loại đất định, phương pháp khơng đạt độ xác cao sử dụng nhiều giả định xích móng cứng, áp suất phân bố dải xích theo quy luật hình chữ nhật, hình thang, hình sin có biên độ đều, hình dạng mấu xích, vật liệu làm xích khơng ảnh hưởng tới ứng suất dải xích, nhiên cơng thức tính ứng suất dải xích đạt độ xác cao phát triển kế thừa công thức Beckker 62 iv Phương pháp hỗ trợ máy tính NTVPM để đánh giá hiệu suất xe xích mềm phát triển kế thừa phương pháp Bekker Trong tính tốn có đưa đầy đủ yều tố học đất, yếu tố cầu tạo hệ thống di động chiều rộng xích, chiều cao mấu bám xích, xích cứng hay mềm, lực căng xích ban đầuv.v .62 Thí nghiệm đặt tải kéo xích mẫu sở phương pháp tính hệ số phụ thuộc vào loại đất Cụ thể sau 63 Thí nghiệm đặt tải trọng lên xích 63 Thí nghiệm kéo xích .64 Các công thức sử dụng để tính hiệu suất xe xích mềm có kích thước phận di động cầu tạo xe khác hoạt động đất yếu.Đối với loại đất khác xây dựng theo phương pháp tương tự 67 Nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá tính kéo bám xe xích cao su thiết kế hoạt động đất yếu 68 Sơ đồ thí nghiệm máy kéo đồng (Hình 2.2) 68 Sơ đồ bố trí cảm biến đo lực, mô men, vận tốc quay máy kéo thí nghiệm (Hình 2.3) .68 MTG, MC, Mk − mô men trục trung gian, côn ly hợp, bánh chủ động 69 Pk, Pf, Pm  lực cηủ động, lực cản lăn lực cản kéo móc .69 ne, nTG, nLH, nBS, nTD – số vòng quay động cơ, trục trung gian, côn ly hợp, bánh chủ động bánh tựa đồng 69 Đo trực tiếp MTG, Pm, ne, nTG, nLH, nBS, nTD 69 Các lực Pk, Pf, vận tốc thực xe V, vận tốc vòng (dài) giải xích tính qua hệ thống cơng thức trình bày chương sau 69 Xác định số thông số kỹ thuật đại lượng vật lý xe xích cao su B2010 hoạt động trạng thái chủ động đất nơng nghiệp có độ ẩm cao gồm: 70 Xác định số thông số kỹ thuật xe xích .70 Đo kiểm tra độ dãn dọc dải xích cao su xe .70 Đo trực tiếp lực kéo móc kéo .70 Đo gián tiếp lực kéo chủ động tương tác xích-đất gây cách đo trược tiếp số đại lượng vật lý trung gian như: momen xoắn trung gian, số vòng quay chi tiết trung gian số vòng quay bánh đà động cơ, sơ vòng quay cụm ly hợp, số vòng quay bánh chủ động sau sử dụng cơng thức tốn để tính lực kéo chủ động Pk, lực cản lăn Pf, 70 Đo gián tiếp biến dạng cắtj dải xích thơng qua việc đo trực tiếp số vòng quay bánh tựa đồng bánh chủ độngsau sử dụng cơng thức tốn để tínhvận tốc thực xe V vận tốc dải xích V’ Tính biến dạng cắtj dải xích từ V V’ .70 Địa điểm thí nghiệm 70 Tại khu đất thí nghiệm khoa điện Trường đại học nông nghiệp Hà Nội – Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội, ảnh phần phu lục ghi lại trượng thực thí nghiệm 70 Dụng cụ đo gồm: lực kế, cẩu nâng ảnh phụ lục 70 Xác định trọng lượng xe 70 Phương pháp đo thể hình 2.2, hình 2.2 70 71 71 Các ký hiệu sơ đồ, lấy mô men B1 B2 ta hệ phương trình 71 71 Từ hệ phương trình ta rút 71 71 v Thay số 72 l1=l2=1,580 m; P1=4410 N (450kg); P2= 4900 N (500 kg); L=1,400 m .72 Tính G=10507 N (1072 kg) 72 Xác định khoảng lệch trọng tâm e máy kéo 72 Sơ đồ tính e hình 2.2 .72 Từ phương trình cân momen rút a 72 72 Thay số 72 P1=4410 N; l1=1,580 m; L=1,400 m; G=10507 N .72 Tính e =0,0368 m 72 Xác định chiều cao trọng tâm hg máy kéo 72 Dụng cụ gồm: kích tạo lực, đồng hồ so theo dõi thay đổi khoảng giãn xích, hệ thống khớp nối bánh chủ động với hệ thống đòn bẩy .73 Ảnh phần phu lục mô tả thiết bị cấu đo khoảng giãn dọc xích cao su Hình 2.5 sơ đồ đo kiểm tra khoảng dãn dọc dải xích Như mơ tả hình 2.5 đoạn AB bị kéo căng, điểm B bị khóa chặt với khung xe, điểm A ăn khớp với bánh chủ động, kích tạo lực đẩy cánh tay đòn quay theo chiều mũi tên lực đẩy tăng dần từ kN đến 10 kN, theo dõi lực đẩy thông qua đồng hồ lực cụm thiết bị gồm cảm biến lực đẩy máy tính, thiết bị đo độ giãn dọc xích sử dụng đồng hồ so thân đồng hồ gắn khung máy, trục truyền lực đồng hồ tì vào mấu cố định bắt chặt xích gần phía điểm A, xích giãn mấu dịch chuyển tổng khoảng giãn chiều dài AB mấu tác động lên trục truyền lực đồng hồ so 73 Dụng cụ thiết bị đo mô tả chi tiết chương sau 73 Dụng cụ thiết bị đo thuộc hệ sử dụng Việt nam giới phù hợp với điều kiện sở nghiên cứu Các tín hiệu đo chuyển đổi thành tín hiệu điện đưa máy tính tiếp nhận xử lý thông qua phần mền 74 Q trình đo hồn tồn tự động nên kết đo khơng có sai số thao tác chủ quan người 74 75 Dựa số liệu thực nghiệm, hệ thống cơng thức tính tốn trình bày đây, ứng dụng Matlab-Simulink, hồn tồn sử lý số liệu thực nghiệm để có mối quan hệ đại lượng (các hàm mục tiêu) với thông số khảo sát 75 Chương MƠ HÌNH LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO XÍCH CAO SU .77 3.1 Đặt vấn đề 77 3.5Khảo sát xe xích cao su thiết kế B2010 .92 Khảo sát ảnh hưởng số thông số kết cấu sử dụng đến tính chất kéo bám máy kéo xích cao su 95 Kết luận chương 101 Đặt vấn đề 90 Xây dựng mơ hình nghiên cứu thực nghiệm 91 92 Mx, MC, Mk − mô men trục trung gian, côn ly hợp, bánh chủ đ .92 Pk, Pf, Pm  lực cηủ động, lực cản lăn lực cản kéo móc .92 ne nTG, nLH, nBS, nTD – số vòng quay động cơ, trục trung gian, côn ly hợp, bánh chủ động bánh tựa đồng 92 vi Mơ hình vật lý thí nghiệm xây dựng sở mơ hình thí nghiệm Trên mơ hình vật lý (hình 4.2) cần phải xác định đo thông số kỹ thuật máy thí nghiệm ne, nTG, nLH, nBS, nTD 93 Để tính tốn thơng số kéo bám khác cần đo lực kéo móc máy kéo Pm mô men trục trung gian MTG .93 Cảm biến đo mômen cảm biến đo lực nối với thiết bị thu thập, khuếch đại chuyển đổi thông tin đo lường Spider (Hình 4.6) .95 Spider thiết bị thu thập, khuếch đại chuyển đổi A/D thông tin đo lường hãng HBM CHLB Đức sản xuất Nó đo đồng thời thơng số khảo nghiệm máy, nối ghép với cảm biến dạng cầu đủ bán cầu điện trở, điện cảm, cảm biến có tín hiệu dòng, điện áp, điện trở, loại cặp nhiệt.v.v Khi đo Spider nối ghép với máy tính cổng RS 232 (hoặc cổng LPT) điều khiển phần mềm Catman 95 Phần mềm Catman phần mềm điều khiển đo lường xử lý số liệu làm việc mơi trường Window Nó điều khiển hầu hết thiết bị đo hãng HBM DMC Plus, Spider 8, MGC, v.v Ngoài phần mềm có chức xử lý số liệu với phần mềm Excel 95 Thiết bị chuyển đổi Analog – Digital (Card A/D) phần mềm DASYLab 95 DASYLab phần mềm thu thập xử lý số liệu đa năng, sử dụng dễ dàng thuận tiện Các phép tính, thuật tốn tích hợp môđun việc lấy từ thư viện kết nối chúng lại với thành chuỗi môđun gọi Worksheet để thực công việc mà người sử dụng yêu cầu Trước liệu đưa vào máy tính sử dụng phần mềm DASYLab để xử lý cần qua thiết bị chuyển đổi Analog - Digital thường gọi thiết bị Card A/D 95 Thông qua card chuyển đổi A/D, tất tín hiệu thiết bị đo đưa vào máy tính có cài đặt phần mềm thu thập xử lý số liệu DASYLab 7.0 Đây phần mềm mạnh tiên tiến với nhiều module chức sẵn có, cho phép mơ simulink trình thu thập xử lý sơ hiển thị kết thí nghiệm đo lường 96 Trục có ba phần 1-đầu nối; 2- thân lắp buly, 3- thân lắp với ổ bi ổ đỡ gối đỡ .97 Hai trục quay trơn hai gối đỡ ổ bi Mỗi gỗi đỡ bao gồm hai ổ bi lắp chặt vào ca bi Các gối đỡ lắp hệ thống giá chế tạo xác, tháo rời bắt chặt vào khung máy kéo tiến hành thí nghiệm .98 Để dẫn truyền động từ puly động tới thiết bị đo mômen, từ thiết bị đo tới puly ly hợp truyền đai ta cần phải có hai puly trung gian lắp ghép với trục chế tạo cố định then 98 98 99 Thiết bị đo mômen chịu vận tốc quay tối đa 3000 vòng/phút, nên lựa chon đường kính puly trung gian 118mm để đảm bảo số vòng quay trục thiết bị đo nằm giá trị cho phép .99 Các chi tiết khâu trung gian tính tốn, chế tạo xác, sau xử lý tơi, nhiệt luyện để đảm bảo tiêu chuẩn độ bền, độ đồng trục, độ vng góc, độ khơng song song, v.v… .99 Lắp ráp cảm biến mơ men xe thí nghiệm hình 4.10 99 Sơ đồ liên kết thiết bị đo với máy tính giới thiệu chương .99 vii Dasylab phần mềm thu thập xử lý số liệu đa sử dụng dễ dàng thuận tiện Các phép tính tốn, thuật tốn tích hợp môđun việc lấy từ thư viện kết nối chúng lại với thành chuỗi môđun gọi Worksheet Trước liệu đưa vào máy tính với phần mềm Dasylab, cần qua thiết bị chuyển đổi Analog - Digital thường gọi thiết bị Card A/D .99 Kết thí nghiệm 100 Chỉ số nón độ ẩm đất đo trường CI= 31 kPa, độ ẩm là: 97% 101 Khi tăng lực kéo đoạn xích AB kết cho thấy: .101 -Giai đoạn tăng lực tăng từ đế 1000 N tạo lực căng xích ban đầu để khử sai số chùng xích 101 - Giai đoạn tăng từ 1001 N đến 10000 N 101 Kết thước đo khơng thấy có dịch chuyển kim đồng hồ so 101 Kết thảo luận .101 .104 Mơ hình lý thuyết luận án mơ hình có khả đánh giá tính kéo bám hiệu suất xe xích cao su thiết kế với độ tin cậy cao 107 Trong thiết kế xe xích cao su thiết kế cải tạo sử dụng mơ hình lý thuyết luận án để tối ưu hóa thống số cấu tạo hệ thống di động xe xích cao su 107 Mô hình lý thuyết luận án sử dụng để tính tốn lựa chọn ưu tiên khai thác sử dụng muốn ưu tiên lực kéo hay ưu tiên hiệu suất Như phần khảo sát cho thấy tăng trọng lượng xe lực kéo có ích tăng giới hạn độ trượt sau giảm nhanh, hiệu suất xe lại giảm 107 Trong khai thác sử dụng xe xích cao su sử dụng mơ hình lý thuyết luận án tính tốn để lựa chọn loại xe phù hợp cho loại đất góp phần làm tăng hiệu kinh tế khai thác sử dụng tính tốn lực căng xích ban đầu phù hợp với chế độ làm việc xe xích cao su .107 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xe xích cao su thiết kế B2010 sử dụng phương pháp đo đại sử dụng tốn quy hoạch thực nghiệm lập trình phần mềm matlab cho phép đánh giá tính kéo bám hiệu suất xe xích cao su đất nơng nghiệp Việt Nam có độ ẩm cao với kết phù hợp với nhiều nghiên cứu công bố 107 Trong khôn khổ luận án mơ hình lý thuyết chưa xây dựng hệ số phụ thuộc váo loại đất tương tác với xích cao su đất nơng nghiệp Việt Nam nên mơ hình lý thuyết chưa kiểm chứng 107 KIẾN NGHỊ 107 Gần đây, hệ thống di động xích sắt thay dần xích cao su có ưu điểm bật chịu nước tốt, giá thành rẻ so với xích sắt Tuy nhiên, sở tính tốn tiêu kéo bám máy kéo xích cao su mang tính thời cao nên cần tiếp tục nghiên cứu .107 Mặc dù có nhiều cơng trình nghiên cứu tốn tính hiệu suất hệ thống di động máy kéo xích cao su tương tác với đất phức tạp, đặc biệt máy kéo xích nơng nghiệp, nên nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm .108 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm trình bày luận án cần phát triển để nghiên cứu máy kéo xích cao su hoạt động phanh, hoạt động leo dốc hoạt động quay vòng để có đánh giá đầy đủ hiệu suất viii hệ thống di động xích cao su tương tác với đất phù sa yếu đất nơng nghiệp nói chung .108 ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ La tinh TT Ký hiệu Wc ws Fp Fca Kpγ , Kpq, Kpc Nγ , Nq, Nc Wc’ Đơn vị N/m N/m kN kN N/m Giải thích Tải giới hạn theo đơn vị chiều dài Trọng lượng theo chiều dài đất Phản lực đất Lực bám dính đất Hệ số hàm số góc ma sát đất hệ số khả chịu lực Terzaghi, Tải giới hạn cục theo đơn vị chiều dài đối 11 12 13 14 15 Wct W’ct MI VCI RCI RI CI MMP 16 17 Kω Kr với phá hoại cục Phá hoại cắt tổng xe xích Phá hoại cắt tổng cục xe xích Chỉ số di động Chỉ số nón xe Chỉ số nón danh nghĩa Chỉ số nén lại Chỉ số nón Áp suất tối đa trung bình Khoảng trượt ứng suất cắt đạt cực đại τmax Tỷ lệ ứng suất cắt dư τr ứng suất cắt tối z0 Rc F, Fmax K j V Vs V’ Fd δ, δd m m/s m/s m/s kN % đa τmax Chiều sâu lún Lực cản đất Lực kéo, lực kéo tối đa Mô đun biến dạng cắt Khoảng trượt vấu xích Vận tốc xe Vận tốc trượt xe Vận tốc lý thuyết ( vận tốc dải xích) Lực kéo móc kéo Tỉ lệ trượt dải xích so với đất, số d kPa m m m m hoạt động chủ động Áp suất tiếp xúc dải xích Độ lún trượt dải xích Độ lún tĩnh dải xích Bước vấu xích Chiều cao vấu xích 10 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 p ss s0 t h kN kN m kN kN x Wong, J.Y (1986) Computer aided Analysis of the Effects of Design Parameters on the Performance of Tracked Vehicles.J Terramechanics, Vol 23, No 2, pp 95-124 Wong, J.Y (1989) Terramechanics and Off-Road Vehicles Amsterdam, The Nether- lands: Elsevier Science Publishers B.V., Wong, J.Y (1989) Terramechanics and Off-Road Vehicles pp 121-137 Elsevier Wong, J.Y (1992) Expansion of the Terrain Input Base for the Nepean Tracked Vehicle Performance Model NTVPM to Accept Swiss Rammsonde Data from Deep Snow, Journal of Terramechanics, vol 29, no 3, Wong, J.Y (1994) Computer Simulation Models for Evaluating the Performance and Design of Tracked and Wheeled Vehicles, in Proc 1st North American Workshop on Modeling the Mechanics of Off-Road Mobility, sponsored by the US Army Research Office and held at the US Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station, Vicksburg, MI, May 5-6, Wong, J.Y (1994) Terramechanics-Its Present and Future, in Proc 6th European ISTVS Conference and the 4th OVK Symposium on 08-Road Vehicles in Theory and Practice, vol 1, Vienna, Austria, September 28-30, Wong, J.Y (1994).On the Role of Mean Maximum Pressure as an Indicator of Cross-Country Mobility for Tracked Vehicles, Journal of Terramechanics, vol 1, no 3, Wong, J.Y (1995) Application of the Computer Simulation Model NTVPM-86 to the Development of a New Version of the Infantry Fighting Vehicle ASCOD, Journal of Terramechanics, vol 32, no 1, Wong, J.Y (1997) Dynamics of Tracked Vehicles,Vehiclt, System Dynamics, vol 28, nos and 3, Wong, J.Y (1999) Computer-Aided Methods for Design Evaluation of Tracked Vehicles and Their Applications to Product Development, International Journal of Vehicle Design, vol 22, nos and 2, Wong, J.Y and Irwin, G.J (1992) Adaptation of the Tracked Vehicle Performance Model NTVPM to NATO Requirements, in Proc Int Society for TerrainVehicle Systems North American Regional Conference, vol 2, Sacramento, CA, March 25-27, 114 Wong, J.Y and Preston-Thomas, J (1983).On the Characterization of the Pressure-Sinkage Relationship of Snow Covers Containing an Ice Layer, Journal of Terramechanics, vol 20, no 1, Wong, J.Y and Preston-Thomas, J (1986).Parametric Analysis of Tracked Vehicle Performance Using an Advanced Computer Simulation Model, in Proc Institution of Mechanical Engineering, Part D, Transport Engineering, vol 200, no D2, Wong, J.Y and Preston-Thomas, J (1983) "On the Characterization of the Shear Stress-Displacement Relationship of Terrain," Journal of Terramechanics, vol 19, no 4, Wong, J.Y and Preston-Thomas, J (1988) Investigation into the Effects of Suspension Characteristics and Design Parameters on the Performance of Tracked Vehicles Using an Advanced Computer Simulation Model, in Proc Institution of Mechanical Engineers, Part D, Transport Engineering, vol 202, no D3, Wong, J.Y Garber, M Radforth, J.R and Dowell, J.T (1979) Characterization of the Mechanical Properties of Muskeg with Special Reference to Vehicle Mobility, Journal of Terramechanics, vol 16, no 4, Wong, J.Y Garber, M.and Preston-Thomas, J (1984).Theoretical Prediction and Experimental Substantiation of the Ground Pressure Distribution and Tractive Performance of Tracked Vehicles, in Proc Institution of Mechanical Engineers, Part D, Transport Engineering, vol 198, no D15, Wong, J.Y.( 1992) Optimization of the Tractive Performance of Articulated Tracked Vehicles Using an Advanced Computer Simulation Model, in Proc Institution of Mechanical Engineers, Part D, Journal of Automobile Engineering, vol 206, no Dl, Yamaguchi, H (1984) Soil Mechanics pp 141-196 Gihoudou Press (In Japanese) Yong, R.N & Fattah, E.A (1975) Influence of Contact Characteristics on Energy Transfer and Wheel Performance on Soft Soil Proc 5th Int Conf ISTVS, Detroit, US.A Vol pp 291-310 Yong, R.N (1976) and E.A Fattah, "Prediction of Wheel-Soil Interaction and Performance Using the Finite Element Method," Journal of Terramechanics, vol 13, no 4, 115 Yong, R.N.( 1984) E.A Fattah, and N Skiadas, Vehicle Trclction Mechanics, Developments in Agricultural Engineering Amsterdam, The Netherlands: Elsevier Science Publishers B.V., Yong, R.N., Elmamlouk, H & Della-moretta, L (1980) Evaluation and Prediction of Energy Losses in Track-Terrain Interaction, J of Terramechanics, Vol 17, No 2, pp 79-100 Yong, R.N., Fattah, E.A &Skiadas, N (1984) Vehicle Traction Mechanics pp 195255 Elsevier 116 Phụ lục 1VĂN BẢN CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH HIỆU SUẤT XE XÍCH CAO SU THIẾT KẾ MỚI B2010 % KHAO SAT TINH CHAT KEO BAM CUA MAY KEO XICH % file Name: Program_Xich_mem_01.m % 9/2013 % =========================================== clc clear all global id0V T0Xx T3phay T4phay MphayiX MT0X E1 E2 E3 E4 Ed W MangS0ix N dXchWmauwky % SO LIEU DAU VAO: % % DON VIN DO: Luc [N], dai[cm],V[m/s] W00=10507; % Trong luong xe So lieu goc W = 18000; ky='3' ; % Trong luong xe Khao sat W W = 14000; ky='2'; W = 10507; ky='1'; kw=W/W00; % He so tang luong de tinh lai Do lun % Luu y: Cho W thay doi tang dan % W= [W00 14000 18000 N] chW='(khi G= 10507; 14000; 18000 N)'; mauww=['b' 'r' 'k']; mauw=mauww(3) % hg=0.25; % Chieu cao tam D= 140; % chieu dai tiepdat 140 B=35 ; % be rong xich chW='(khi B= 25; 35; 50 cm)'; Rf=6.5; % ban kinh banh truoc 25 Rk=13; %% Ban kinh banh sau chu dong 25 Rr=9 ; % Ban kinh banh sau Rp=D/5; H=3 ; % Chieu cao mau bam cm H0=6000; % [N]= Luc cangxich Ban dau; H0=6000 Gp=9; % Buocvauxich e=0.02; % e/D Do lech tam ld=88 ; % khoang cach tu diem moc keo den duong thang di qua diem giua cua may keo hd=38; % m Chieu cao diem moc keo Vphay= 1.00; % m/s Ttoc vong cua banh chu dong pm=W/(2*B*D); pm0=pm; k1=0.49147; k2=0.56107; n1=0.8664;n2=0.8001; mc=0.46387; mf=0.3630; a=0.2011; c0=0.1481; c1=0.8491; c2=0.3272; % 117 teta0=0.000; tam1=1000; tam2=0; dT=0.001; % Buocbienthien i=0; while (abs(tam1-tam2)>50) i=i+1; % -if ky=='3' sf0=4.5556; ds=0.001; sm=5.5; end %G=18000 if ky=='2' sf0=3.73; ds=0.001; sm=3.96; end %G=14000 if ky=='1' sf0=3.152; ds=0.001; sm=3.5; end %G=10507 p0= k1*H^n1; sr0=sm+i*ds; teta0= atan((sr0-sf0)/D); e0=e+(hg+H)*tan(teta0)/D; Teta0=teta0*180/pi; pf0=p0 + k2*(sf0-H)^n2; pr0=p0 + k2*(sr0-H)^n2; tam1=W*cos(teta0); tam2=2*B*D*p0+(2*k2*B*D/(n2+1))*((sr0-H)^(n2+1)-(sf0-H)^(n2+1))/(sr0sf0); test = tam1-tam2; end thu1=W*cos(teta0)*(0.5+e0)*D; thu2=((2*B*D^2)/(sr0-sf0)^2)*((k2/(n2+2)*((sr0-H)^(n2+2)-(sf0-H)^(n2+2)))-(k2/ (n2+1)*(sf0-H)*((sr0-H)^(n2+1)-(sf0-H)^(n2+1)))+(0.5*p0*(sr0^2-sf0^2)-p0*sf0*(sr0sf0))); KT=thu1-thu2; Mc=' e e0 sf0 sr0 pf0 pr0 Teta'; M=[ e e0 ;sf0 sr0; pf0 pr0 ]; fprintf(' eD= %6.4f sf0=%6.4f pf0=%6.4f \n', e*D,sf0,pf0) fprintf(' e0D= %6.4f sr0=%6.4f pr0=%6.4f \n',e0*D,sr0,pr0) fprintf(' test= %6.4f Teta= %6.4f \n',test, Teta0)fprintf(' tam1= %6.4f tam2= %6.4f p0= %6.4f pm= %6.4f\n',tam1,tam2,p0,pm) fprintf(' KT= %6.4f \n',KT) fprintf(' thu1= %6.4f thu2=%6.4f \n',thu1,thu2) x=0:0.01:D; s0x= sf0 + (sr0-sf0)*x./D; p0x=p0 +k2*(s0x - H).^n2; %=================================================== tetati=teta0; T3i=0.001; i=0; dR=0.1 % truotdR=1 [%] phan tram for i=1: 600 %=60 diem tinh 118 id0= i*dR; id= id0/100; tetai=teta0; idphay=1-(1-id)/cos(tetati); jB=id*D/(1-id); dX=0.05; %sO LIEU CU (dX=0.1) N= round(D/dX); TPpiX=0; TPtmX=0; MangTP=[0]; MangtmX=[0]; for i2=1:N X= i2*dX; XV(i2)=X; s0iX = sf0+(sr0-sf0)*(X/D); piX = k1*H.^n1 + k2*(s0iX - H).^n2; PIX1(i2)=piX; jx = jB + idphay*X; tmX = (mc + mf*piX)*(1-exp(-a*(jB + idphay*X))); TmX(i2)=2*B*tmX; TmS(i2)= 4*H*(mc + mf*piX/pi*acot(H/B))*(1-exp(-a*(jB+idphay*X))); %Luu vao mang TPpiX=TPpiX+piX*dX; TPtmX=TPtmX+tmX*dX; MangTP=[MangTPTPpiX]; MangtmX=[MangtmXTPtmX]; end MangHieuTP=[0]; MangTX=[0]; MangKQ=[0]; MangKQ2=[0]; MangS0ix=[3]; MphayiX=[0]; MT0X=[0]; MtphaymX=[0]; XM1=round(0.492*Rp/dX); Xm1=XM1*dX; Mangpphay=[0]; tpphayix=0; MangX2=[0]; tpiX2=0; Mangtam=[0]; TpphaymX=0; MangtphaymX=[0]; TpphaymS=0; MangTpphaymS=[0]; for ih=2:N 119 Xh=ih*dX; XVV(ih)=X; HieuTP=B*(MangTP(XM1)-MangTP(ih)); MangHieuTP=[MangHieuTPHieuTP]; TX=H0+B*MangtmX(ih); MangTX=[MangTX TX]; %Doi dauneuih>XM if ih>Xm1 KQ=(Xm1-Xh)*(MangHieuTP(ih)/((-1)*MangTX(ih))); end if MangTX(ih)==0 KQ=0; else KQ=(Xm1-Xh)*(MangHieuTP(ih)/MangTX(ih)); end %Luu KQ phep chia vao mang KQ MangKQ=[MangKQ KQ]; if (ihround(Rp/dX) if mod((ih-1),round(Rp/dX))==0 tam=ih; end s0iXm1 = (((sr0-sf0)*Xm1)/D+sf0)-MangKQ(tam); end if mod(ih,round(Rp/dX))==0 XM1=round(XM1+Rp/dX); Xm1=XM1*dX; end sphay0iX=(MangKQ(ih)+s0iXm1-((sr0-sf0)/D)*(Xm1-Xh)); MangS0ix=[MangS0ix sphay0iX]; % Tinh tichphanpphayiX va luu vao mang Mangpphay pphayiX=k1*H^n1+k2*(sphay0iX-H)^n2; PIX11(ih)=pphayiX; ppphayXX(ih)=real(pphayiX); MphayiX=[MphayiXppphayXX(ih)]; jf= jB + idphay*X; tphaymX = (mc + mf*pphayiX)*(1-exp(-a*jf)); TpphaymX =real(TpphaymX + tphaymX*dX); 120 MangtphaymX=[MangtphaymXTpphaymX]; MangtphaymX(ih)=2*B*MangtphaymX(ih); MtphaymX=[MtphaymXTpphaymX]; TphaymS= 4*H*(mc + mf*pphayiX/pi*acot(H/B))*(1-exp(-a*(jf))); TpphaymS = real(TpphaymS+TphaymS*dX); MangTpphaymS=[MangTpphaymSTpphaymS]; T0X(ih)=H0+B*MtphaymX(ih); end MT0X=[MT0X T0X]; %N0=1400 TphaymXX(i) = MangtphaymX(N); TphaymSS(i) = MangTpphaymS(N); T0Xx(i)=MT0X(N); % - Tmbb=trapz(XV,TmX);% -1 Tmss=trapz(XV,TmS);% -2 TPtmXX(i2)=real(Tmbb); XX(i2)=X; id0V(i)=id0; Tmb(i)=real(Tmbb); Tms(i)=real(Tmss); % pphayiXX(ih)= real(pphayiX); XXX(ih)=X; tetat0i= teta0; %arctan((sr0-sf0)/D); tetaf0 =acos(cos(tetat0i)-sf0*cos(tetat0i)/(Rf+H))-tetat0i; dT=0.01; kk=tetaf0/dT; M=round(kk); for i3= 1:M teta= i3*dT; tetamV(i3)= teta; %luu lai sf0iteta = (Rf+H)*(cos(teta+tetat0i)-cos(tetaf0-tetat0i))/cos(teta+tetat0i); %pfiteta = k1*H^n1 + k2*(sf0iteta -H)^n2; pfiteta=k1*(sf0iteta)^n1; pfitetaV(i3)= pfiteta; jfteta = (Rf+H)*((tetaf0 - teta)-(1-id)*(sin(tetaf0+teta)- sin(teta + tetat0i))); tfiteta = (mc + mf*pfiteta)*(1-exp(-a*jfteta)); tfitetatphan(i3) = tfiteta*cos(teta) - pfiteta*sin(teta); tfsteta = 4*H*(mc+mf*pfiteta/pi*acot(H/B))*(1-exp(-a*jfteta)); tfstetatphan(i3)= tfsteta*cos(teta); tetatphan(i3)= teta; end Tfbb = 2*B*(Rf+H)*trapz(tetatphan,tfitetatphan); % -3 Tfss=(Rf+H)*trapz(tetatphan,tfstetatphan); % -4 121 Tfb(i)=real(Tfbb); Tfs(i)=real(Tfss); % tetar0i= teta0; %arctan((sr0-sf0)/D); tetar0 = tetar0i; ddelta =0.001; n= round(tetar0/ddelta); for i4= 1:n deltatphan(i4) = i4*ddelta; delta= i4*ddelta; sr0idelta=((Rr+H)*(cos(tetat0i)-cos(tetaf0+tetat0i))+ D*sin(tetat0i)+(Rr+H)*(cos(delta)-cos(tetat0i)))/cos(delta); jrdelta =( Rr+H)*((tetat0i-delta)-(1-id)*sin(tetat0i)-sin(delta)); pridelta = k1*H^n1 + k2*(sr0idelta-H)^n2; trdelta = (mc+mf*pridelta)*(1-exp(-a*jrdelta)); trdeltatphan(i4)= trdelta*cos(tetat0i-delta) + pridelta*sin(tetat0i-delta); trsdelta= 4*H*(mc+mf*pridelta*acot(H/B)/pi)*(1-exp(-a*jrdelta)); trsdeltatphan(i4)=trsdelta*cos(tetar0i - delta); end Trbb= 2*B*(Rr+H)*trapz(deltatphan,trdeltatphan); % -5 Trss= (Rr+H)*trapz(deltatphan,trsdeltatphan); % -6 Trb(i)=real(Trbb); Trs(i)=real(Trss); T3(i)= Tmb(i)+Tms(i)+Tfb(i)+ Tfs(i)+Trb(i)+Trs(i); %=============== TINH T2 ============= tetat0i= teta0; %arctan((sr0-sf0)/D); tetaf0 =acos(cos(tetat0i)-sf0*cos(tetat0i)/(Rf+H))-tetat0i; jfs= (Rr +H)*sin(tetaf0)*id/(1-id); Tongf=0; dT=0.01; M= round(tetaf0/dT); for m=1:M % CHUA DUNG tetam = tetaf0*(1-m/M); sf0itetam= (Rf + H)*(cos(tetam + teta0) - cos(tetaf0 + teta0))/cos(tetam + teta0); sfi= (sf0 + sf0itetam)*cos(teta0); pfitetam= k1*H^n1 + k2*(sfi - H)^n2; PFteta(m)=pfitetam; Tongf = Tongf + c0*((pfitetam*cos(tetam))^c1 * ((m/M*jfs)^c2 - ((m-1)/M*jfs)^c2)); end sfs= Tongf; % -idphay= 1- (1-id)/cos(teta0); js= idphay*D/(1-idphay); Tongr=0; %dX=0.1; N= round(D/dX); for n=1:N % CHUA DUNG X= n*D/N; 122 s0iX = sf0+(sr0-sf0)*(X/D); piX = k1*H.^n1 + k2*(s0iX - H).^n2; PIX(n)=piX; Tongr = Tongr + c0*(piX*n*D/N)^c1 *((n*js/N)^c2 - ((n-1)*js/N)^c2); end srs = sfs + Tongr; sri= (sr0 + srs)*cos(teta0); T2(i)= 2*k1*B*H^(n1+1)/(n1+1) + 2*k1*B*H^n1*(sri - H) + 2*k2*B/(n2+2)*(sri-H)^(n2+1); %T2(i)=real(T2); %============= TINH Cong suatvafHieusuat ======== Vt= Vphay ; % m/s - Van toc ly thuyet V= Vt*(1- id) ; % m/s - Van tocthuc te T1 (i) = T3(i); T4(i)= T3(i)/cos(teta0) - W*tan(teta0) - T2(i); P(i)= W/cos(teta0) - T3(i)*tan(teta0); % ================================= tetati=asin((sri-sfi)/D); z(i)=sri-(T2(i)*(Rr+(hd-Rr)*cos(tetati)-(ld-0.5*D)*sin(tetati))- W*(hg*sin(tetati)-D*(0.5-e)*cos(tetati)))/(T2(i)+W*cos(tetati)/ tan(tetati)); % e(i)=0.5+(1/(P(i)*D))* % ((-1)*T2(i)*(Rr-sri+z(i))+ % T4(i)*((hd-Rr)*cos(tetati)-(ld-0.5*D)*sin(tetati))+ % W*((hg-Rr)*sin(tetati)-D*(0.5-e)*cos(tetati))); % ========================================== E1(i)= T3(i)*Vt/1000; % kW - Cong suat chu dong E2(i)= T2(i)*V/1000 ; % kW - Cong suat chi phi cho luc can E3(i)= (T3(i)*(1/(1-id) - 1/cos(teta0))*V + W*V*tan(teta0))/1000; if T4