Khảo sát quỹ đạo chuyển động của xe bus khi có tác động của lực gió ngang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Khảo sát quỹ đạo chuyển động xe bus có tác động lực gió ngang VŨ VĂN QUÝ Quyvv@hactech.edu.vn Ngành Kỹ thuật khí động lực ẫ Viện:  ng lc HÀ NỘI, 01/2020 MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI CAM ĐOAN iii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tng quan v công nghip ô tô Vit Nam 1.1.1 S phát trin ngành công nghip ô tô .3 1.1.2 Chic phát trin ô tô .6 1.2 Tính nh qu o chuyng ca ô tô u khin ca ô tô 1.2.2 V an toàn giao thông qu  o chuyng ng .8 1.3.1 Ch tiêu v  êm du 1.3.2 Ch tiêu v ti trng .10 1.3.3 Ch tiêu v khơng gian b trí h thng treo 12 ng hc ô tô 12 ng hc thông s  .13 1.4.2 Lc cn khơng khí 14 1.4.3 Lc nâng kng 14 1.4.4 Lng ngang 15 1.4.5 Các thông s  nh ca chuyn gió ngang 16 1.4.6 M ng cn nh chuyng .17 1.5 Các dng mt nh ngang .18 1.6 Mơ hình nghiên cng nh chuyng .21 1.6.1 Mơ hình ¼ .22 c .22 1.6.3 Mơ hình quay vịng 1/2 23 1.6.4 Mơ hình khơng gian 24 1.7 Các ngung mt nh 24 i 1.8 Mm vi nghiên cu 25 1.8.1 Mc tiêu nghiên cu .25 ng nghiên cu 26 u 26 1.8.4 Phm vi nghiên cu 26 1.8.5 Ni dung c 26 1.8.6 Kt lu 26 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC GIÓ ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS 27 ng mơ hình 27 2.2 Phân tích cu trúc tơ gi thit 27 2.3 Thit lp h  ng lc hc ca xe bus .29 2.3.2 Xét mt phng dc xe 31 2.3.3 Xét mt phng ngang xe 33 nh lc bánh xe bng mơ hình lp 33 2.4 H ng quát 38 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS 39 3.1 Khái quát chung v Matlab Simulink .39 3.1.1 Matlab 39 3.1.2 Simulink 39 m ca Simulink 40 3.1.2.2 Cu trúc ca m Simulink 40 3.1.2.3 Trình t thc hin q trình mơ phng 42  mt s khi chng h ng lc hc 44 3.2 Kho sát ng ca ln nh chuyng ca xe bus 47 3.2.1 Thông s k thut ca xe bus .47 3.2.2 ng ca gió dn nh chuyng ca xe bus .49 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ii LỜI CAM ĐOAN u ca tơi Nhng nc trình bày luc hin vi s ng dn khoa hc ca thy giáo TS Trnh Minh Hoàng, thy giáo B mơn Ơ tơ Xe chun dng -  i hc Bách Khoa Hà Ni Toàn b ni dung lu   toàn phù hp vi nt ca Hii hc Bách Khoa Hà Ni Các s liu, kt qu lutrung thc Hà Ni, ngày 15  Tác gi  iii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu Ký hiệu Thông số g Gia tc trng f H s c rt  Đơn vị m/s2 m CL11, CL12  cng kính lc N/m CL21, CL22  cng kính lp sau N/m M Khng thân xe kg Mc1 Khng toàn b phân cho cc kg Mc2 Khng toàn b phân cho cu sau kg LW Chiu dài toàn b ca xe m BW Chiu rng toàn b ca xe m HW Chiu cao toàn b ca xe m L Chi m l1 Khong cách t trn cc m l2 Khong cách t trn cc m b1 Mt na khong cách vc m b2 Mt na khong cách vt bánh xe sau m hg Chiu cao trng tâm m r1 c m r2 ng bánh xe sau m Jx Jy Mơ men qn tính khng ca thân xe quanh trc dc x Mô men quán tính khng ca thân xe quanh trc ngang y Mơ men quán tính khng ca thân xe kgm2 kgm2 Jz quanh trc th ng z v kgm Hình 3.11 : Góc lắc dọc thân xe 56 Hình 3.11 th hin kt qu kho sát góc lc dc ca thân xe ô tô chuyng ng thng phng tuyi vn tc kho sát t 80 -12i ng vn tc gió ngang t 20  5 th, có ng th hin giá tr c bin th hin góc lc dc ca thân xe xe chy vi vn tng màu xanh th hin góc lc dc ca thân xe xe chy vi vn t th hin góc lc dc ca thân xe xe chy vi vn tc 120 km/h Kt qu t hình 3.11 cho thy: giá tr góc lc dc ca thân mang du âm (-) cho thy phc) xe ng b nhc lên, t  d c s phân b ti trng lên bánh xe, xe chy vi vn tc ng ca gió ngang ln góc lc d tr ca rt nh n tính nh ca xe khơng ng nhiu Hình 3.12: Góc lắc ngang thân xe Hình 3.12 th hin kt qu kho sát góc lc ngang ca thân xe tơ chuyn ng thng phng tuyi vn tc kho sát t 80-120 km/h i ng vn tc gió ngang t 2050 km/h  th, có ng th hin giá tr c bin th hin góc lc ngang ca thân xe xe chy vi vn tng màu xanh th hin góc lc ngang ca thân xe xe chy vi vn t th hin góc lc ngang ca thân xe 57 xe chy vi vn tc 120 km/h Kt qu t hình 3.12 cho thy: xe chy vi vn tc ng ca gió ngang ln góc lc ngang thân xe  Hình 3.13 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 80km/h đoạn đường 2000m Hình 3.14 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 100km/h đoạn đường 2000m 58 Hình 3.15 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 120km/h đoạn đường 2000m Hình 3.13, 3.14 3.15 th hin kt qu kho sát h s ti trng lên bánh xe ô tô chuyng thng phng tuyi di vn tc kho sát t 80-120 km/h vn tc gió ngang t 20-5ng dài 2000m Trên  th, có ng th hin giá tr ng màu xanh c bin (kd11) biu din h s ti trng lên bánh xe  c phía bên ng màu xanh (k d12) biu din h s ti trng lên bánh xe  c phía bên phi,  (k d21) biu din h s ti trng lên bánh xe  sau phía bên trái ng màu tím (k d22) biu din h s ti trng lên bánh xe  sau phía bên phi Kt qu t hình 3.1n 3.15 cho thy: ng vào xe, h s ti trng  có gió dc, c th thân xe bên phi có ng trc tip làm s phân b ti tri dn v phía bên trái dn s ng truyn lc  bánh xe bên phi gi ng hp ng nht (vn tc xe 120 km/h, vn tc gió ngang 50 km/h) giá tr kd = 0,6264 vn lc giá tr cnh báo (kdmin = 0,5) nên vm bo ch tiêu v ng lc hc, xe vn có th làm vic u king, m phc tp ca lng i lái xe vn phi cn tru ch có th an toàn nht 59 Kết luận trường hợp ảnh hưởng gió ngang: Khi có thêm s ng ca gió ngang lên xe nhng  lch qu o so vi i lái c gi qu o chuyng Bên c tr khi nhiên vn nng an toàn phn cho thc hình dáng, kt cu ca xe kho sát tt nh 60 KẾT LUẬN Khi chuyng, s a v ng khơng khí xung quanh có  ng x n ch ng làm vic ca xe Lc cn khơng khí ding lc cn chuyng ca ô tô, t c tiêu hao nhiên liu cc bit  vn tc cao lc cn t l v vn tc chuyng ca ô tô Lc nâng có th gim kh c bit xe chuyng  vn tc cao Lng hp gió ln có th gây mt n nh chuy ng c         ng trc tip ti an tồn chuyng ca tơ  gim tng ng xu nêu trên, cn có nhng nghiên cu sâu v ng hc Vi xe khách c ln cc bin s n nh lng hp gió ngang ln Lu  lý thuyt ng ca lc gió n nh ca xe bus   ng y, lu ng mô hình ng lc hc tng quát cng cc gii bng công c Matlab Simulink Kt qu kho sát ca lu  có th c s d cho u khin cu kin s dng thc t Mt s hn ch ca lu ng nghiên cu tip theo: Phm vi nghiên cu mi ch gii hn  ng ca lc gió ngang Cn có mt nghiên cu hồn ch nh chuyng ca xe bus có yu t  p mơ mng, q trình phanh 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cng thông tin doanh nghip- B k hoch u  Chiến lược phát triển công nghiệp tơ đến 2025 tầm nhìn 2035, Quyt nh ca th ng ph S: - TTg (16/7/2014) [2] Cng thông tin doanh nghip- B k hoch u  k hoch phát trin ngành công nghip ô tô ph tùng ô tô, (Truy cp: 20h:15- 19/2/2017) [3] Phm Quang Huy(2014),Giáo trình thực hành thiết kế khí với SOLIDWORKS, NXB Thanh Niên [4] Pgs.Ts Nguyn Vit Hùng, Pgs.Ts Nguyn Trng Ging (2003) ANSYS & Mô số công nghiệp phần tử hữu hạn, Nhà xut bn khoa hc k thut [5] ISO 2631-1:1997 [6] Mitschke M, Wallentowitz H (2004), Dynamik der Kraftfahrzeuge, Berlin, Springer   [8] Hucho, W H (1998) Aerodynamics of Road Vehicle 4th edn SAE Int Warrendale [9] , (2014) A simple static analysis of moving road vehicle under crosswind, J Wind Eng Ind Aerodyn 128 (2014) 105113 [10] Youhanna William, Walid Oraby, Sameh Metwally (2014) Analysis of Vehicle Lateral Dynamics due to Variable Wind Gusts, 2014 SAE International [11] M Eng Xiaoyu Zhang (2015), Crosswind stability of vehicles under nonstationary wind excitation, Doktor der Ingenieurwissenschaften, Karlsruher Institutfür Technologie [12] Bogsjö, Klas, (2007),   [13] Department of Management and Engineering division of Mechanics (October 8, 2015), Chassis calculations for Frame design FU14- [14] Mohammad Zehsaz- Morteza Homayoun Sadeghi-Mir Mohammad Ettefagh- Reza Hassannejad, (April 2014) Fatigue strength of a chassis of a semi-heavy 62  FAMENA, volume 38(issue 4):89-105 [15] Võ  ng, Nguyn Tin   Ngc Khánh,  Hoàng Phúc, (2014), Động lực học ô tô, NXB Giáo dc Vit Nam [16] Lê Quang Minh, Nguyng (1992 ), Sức bền vật liệu, Nhà xut bn khoa hc k thut [17].J.Pawlowski (Author), G.H.Tidbury (Editor)(1970),Vehicle Body Engineering, Century Publishing [18] Monika S Agrawal (June-2015), Finite Element Analysis of Truck Chassis Frame, International Research Journal of Engineering and Technology,’ (IRJET) (Volume: 02 Issue: 03) [19] Saeed oaveni (2015), Finite element analysis theory and Application with Ansys (Fourth Edition), Pearson Higher Education, Inc., Upper Saddle River, NJ 07458 [20] Juey-Fu Cheng, and Hsuan-Chih Huang (2011), Effects of Roadway Geometric Features on Low-Speed Turning Maneuvers of Large Vehicles, Chinese Society of Pavement Engineering [21] Jihan Ryu and J Christian Gerdes (2004), Integrating Inertial Sensors with GPS for Vehicle Dynamics Control, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control [22]  (2017), Xác định hệ số mô hình lốp Pacejka xe Huyndai Starex thực nghiệm  [23] Do Tien Quyet, Nguyen Trong Hoan, Trinh Minh Hoang (2018), Study on Computation of Aerodynamic Force Acting on Bus in Crosswind Conditions by Using CFD, Proceeding of International Conference of Fluid Machinery and Automation Systems - ICFMAS2018 63 ... lu 26 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC GIÓ ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS 27 ng mô hình 27 2.2... H ng quát 38 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS 39 3.1 Khái quát chung v Matlab Simulink ... hng lc hc ca ô tô có lc ngang tác dng Lc ngang xut hing nghiêng, có gió ngang hoc va chm vn khác Khi có lc ngang, phn lc thng