Nghiên cứu dao động xe tải nhẹ dưới tác động của mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HUỲNH HỘI HOA ĐĂNG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG XE TẢI NHẸ DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA MẤP MÔ MẶT ĐƯỜNG THEO TIÊU CHUẨN ISO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRỊNH MINH HOÀNG Hà Nội – Năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Dao động ô tô hệ thống treo ô tô .4 1.1.1 Tổng quan dao động ô tô 1.1.2 Hệ thống treo ô tô 1.2 Chỉ tiêu đánh giá dao động 1.3 Mơ hình nghiên cứu dao động 1.4 Các hàm kích động .12 1.5 Mục tiêu phương pháp nghiên cứu đề tài 13 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 13 1.6 Phạm vi nghiên cứu 13 1.7 Nội dung nghiên cứu 14 1.8 Kết luận chương 14 CHƢƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC DAO ĐỘNG XE TẢI 16 2.1 Phương pháp xây dựng mơ hình .16 2.2 Phân tích cấu trúc ô tô giả thiết .16 2.3 Xây dựng hệ phương trình vi phân mô tả dao động xe tải 19 2.3.1 Xét mặt phẳng dọc xe 20 2.3.2 Xét mặt phẳng ngang xe 21 2.3.3 Nội lực hệ thống treo 22 2.3.4 Xác định phản lực thẳng đứng từ đường tác động lên bánh xe 23 2.3.5 Hệ phương trình vi phân tổng quát 25 2.4 Mơ hàm kích động mặt đường ngẫu nhiên theo Tiêu chu n ISO 8608:1995 26 2.5 Kết luận chương 29 CHƢƠNG MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG XE TẢI BẰNG MATLAB SIMULINK 30 3.1 Khái quát chung Matlab Simulink 30 3.1.1 Matlab 30 3.1.2 Simulink 30 3.2 Mô dao động xe tải 3.25 Matlab Simulink .35 3.2.1 Sơ đồ thuật tốn chương trình mơ Simulink 35 3.2.2 Sơ đồ tổng thể mơ hình dao động tơ 36 3.2.3 Sơ đồ khối chức mô động lực học dao động ô tô tải 38 3.3 Kết luận chương 43 CHƢƠNG KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG DAO ĐỘNG CỦA XE TẢI DƢỚI KÍCH ĐỘNG CỦA MẤP MÔ MẶT ĐƢỜNG THEO TIÊU CHUẨN ISO 44 4.1 Chỉ tiêu đánh giá dao động 44 4.2 Thông số kỹ thuật xe tham khảo CT3.25D2 3.25 45 4.3 Đánh giá dao động xe tải kích động mấp mơ mặt đường theo tiêu chu n ISO 47 4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến dao động xe tải .55 4.4.1 Ảnh hưởng độ cứng treo sau C2 56 4.4.2 Ảnh hưởng hệ số cản K2 60 4.4.3 Ảnh hưởng độ cứng lốp sau CL2 65 4.5 Kết luận chương 69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Những nội dung trình bày luận văn tơi thực với hướng dẫn khoa học thầy giáo TS Trịnh Minh Hoàng, thầy giáo Bộ mơn Ơ tơ Xe chun dụng - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Toàn nội dung luận văn hoàn toàn phù hợp với nội dung đăng ký phê duyệt Hiệu trưởng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết luận văn trung thực Hà Nội, ngày 27 tháng 03 năm 2017 Tác giả Huỳnh Hội Hoa Đăng i DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu Ký hiệu Tên gọi Đơn vị m/s2 g Gia tốc trọng trường f Hệ số cản lăn v Vận tốc chuyển động xe rt Bán kính tĩnh bánh xe km/h m C11, C12 Độ cứng hệ thống treo trước N/m C21, C22 Độ cứng hệ thống treo sau N/m K11, K12 Hệ số cản giảm chấn trước N.s/m K21, K22 Hệ số cản giảm chấn sau N.s/m CL11, CL12 Độ cứng hướng kính lốp trước N/m CL21, CL22 Độ cứng hướng kính lốp sau N/m mA1 Khối lượng không treo trước kg mA2 Khối lượng khơng treo sau kg Khối lượng tồn xe đầy tải kg Mc1 Khối lượng toàn phân cho cầu trước kg Mc2 Khối lượng toàn phân cho cầu sau kg LW Chiều dài toàn xe m BW Chiều rộng toàn xe m HW Chiều cao toàn xe m L Chiều dài sở m b1 Một nửa khoảng cách vết bánh xe trước m b2 Một nửa khoảng cách vết bánh xe sau m M ii w1 Một nửa khoảng cách nhíp trước m w2 Một nửa khoảng cách nhíp sau m hg Chiều cao trọng tâm m r1 Bán kính động bánh xe trước m r2 Bán kính động bánh xe sau m Jx Mơ men qn tính khối lượng thân xe quanh trục dọc kg.m2 x Jy Mơ men qn tính khối lượng thân xe quanh trục ngang y kg.m2 Jz Mơ men qn tính khối lượng thân xe quanh trục thẳng đứng z kg.m2 Mơ men qn tính khối lượng cầu trước quanh trục kg.m2 JAx1 dọc x JAx2 Mô men quán tính khối lượng cầu sau quanh trục dọc x kg.m2 JAy21, JAy22 Mơ men qn tính khối lượng bánh xe sau quanh trục ngang y kg.m2 x xA1, xA2 Hệ số bám dọc cực đại Góc lắc ngang cầu thứ 1, rad x Góc lắc ngang thân xe quanh trục x rad y Góc lắc dọc thân xe quanh trục y rad z Chuyển vị theo phương thẳng đứng khối lượng treo m Chuyển vị khối lượng không treo cầu 1, m A1, A2 Fzij FGij, Fz,stij ực tác dụng lên bánh xe thứ ij theo phương thẳng đứng Tải trọng tĩnh ứng với bánh xe thứ ij iii N N FCij ực đàn hồi hệ thống treo gần bánh xe thứ ij N FKij ực cản giảm chấn hệ thống treo gần bánh xe thứ ij N FCLij ực đàn hồi lốp bánh xe thứ ij N Gd Hàm mật độ phổ lượng chiều cao mấp mơ mặt đường  Tần số góc n Tần số không gian chu kỳ m n0 Giá trị tham chiếu tần số không gian chu kỳ m h Chiều cao mấp mô m t Thời gian s Fzd Tải trọng động thẳng đứng xác định bánh xe N kd Hệ số tải trọng động - rad/m iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Một số khối chức thư viện nhóm Sources Matlab Simulink 32 Bảng 3.2 Một số khối chức thư viện nhóm Sinks 32 Bảng 3.3 Một số khối chức thư viện nhóm Continuous 32 Bảng 3.4 Một số khối chức thư viện nhóm Signal & System 33 Bảng 3.5 Một số khối chức thư viện nhóm Math 33 Bảng 3.6 Một số khối chức thư viện nhóm Funtion & Tables 33 Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật xe tải CT3.25D2 45 Bảng 4.2 Thơng số sử dụng tính tốn mơ dao động 46 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình 1/4 10 Hình 1.2 Mơ hình 1/2 11 Hình 1.2 Mơ hình khơng gian xe 12 Hình 2.1 Mơ hình khơng gian xe tải 18 Hình 2.2 Mơ hình lực tác động mặt phẳng dọc 20 Hình 2.3: Mơ hình lực tác động mặt phẳng ngang (nhìn từ phía trước) 21 Hình 2.4: Nội lực hệ thống treo 22 Hình 2.5: Mấp mơ mặt đường theo tiêu chu n ISO 8608:1995 28 Hình 3.1: Sơ đồ thuật tốn chương trình 35 Hình 3.2: Sơ đồ tổng thể mơ hình dao động xe tải 37 Hình 3.3: Sơ đồ mơ khối "THAN XE" 38 Hình 3.4: Sơ đồ mơ khối "CAU 1" 39 Hình 3.5: Sơ đồ mơ khối cầu sau 40 Hình 3.6: Sơ đồ mô khối mặt đường 41 Hình 3.7: Sơ đồ mô khối "CAC LUC 11" 41 Hình 3.8: Sơ đồ mô khối "CAC LUC 11" 42 Hình 4.1: Mấp mơ mặt đường D-E theo tiêu chu n ISO 8608:1995 48 Hình 4.2: Chuyển vị thẳng đứng(z) trọng tâm thân xe (v = 40 km h, đường D-E) 48 Hình 4.3 Gia tốc thẳng đứng ( z ) trọng tâm thân xe (v = 40 km h, đường D-E) 49 Hình 4.4: Góc lắc dọc thân xe (y) (v = 40 km h, đường D-E) 49 Hình 4.5: Chuyển vị thẳng đứng (A1) trọng tâm cầu trước (v = 40 km/h, đường D-E) 50 Hình 4.6: Chuyển vị thẳng đứng (A2) trọng tâm cầu sau (v = 40 km/h, vi Hình 4.14 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng C2 hệ thống treo sau đến gia tốc dao động thẳng đứng cực đại thân xe ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km/h Trên đồ thị, có đường thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp Kết hình 4.14 cho thấy: Khi tơ đường xấu (D-E), với giá trị vận tốc khảo sát, C2 tăng dần, gia tốc dao động thẳng đứng cực đại tăng dần Chính thế, thiết kế để cải thiện độ an toàn cho hàng hóa, nên giảm độ cứng C2 hệ thống treo sau Cụ thể, với loại đường khảo sát D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h, độ cứng C2 nên giảm 80% độ cứng nguyên C20 úc gia tốc dao động thẳng đứng cực đại không vượt ngưỡng can thiệp (5 m s2) Tuy nhiên, giảm độ cứng làm giảm độ bền hệ thống treo Vì vậy, cần phải kết hợp với nghiên cứu tổng thể dao động tơ để có phương án hợp lý k dmax11 2.5 1.5 100 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 200 300 400 500 C2 (kN/m) Hình 4.15: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi độ cứng C2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 57 k dmax21 2.5 1.5 100 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 200 300 400 500 C2 (kN/m) Hình 4.16: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi độ cứng C2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.15 hình 4.16 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng C2 hệ thống treo sau đến hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe trước sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, đường nét đứt màu đỏ ( ) thể ngưỡng đánh giá tải trọng động Trong luận văn, giá trị ngưỡng chọn 2,5 Kết hình 4.15 4.16 cho thấy: Khi tô đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, giá trị hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe ngưỡng 2,5 Với giá trị vận tốc khảo sát, C2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe tăng dần Như vậy, tăng độ cứng hệ thống treo sau làm tăng giá trị tải trọng động tác động đến xe đường, việc ảnh hưởng xấu đến độ bền chi tiết xe ảnh hưởng đến cầu đường Chính thế, thiết kế nên giảm độ cứng C2 hệ thống treo sau Dĩ nhiên, cần phải kết hợp với nghiên 58 cứu tổng thể tính toán thiết kế khảo nghiệm độ bền kết cấu ô tô để có phương án hợp lý 0.6 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h k dmin11 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 100 200 300 400 500 C2 (kN/m) Hình 4.17: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi độ cứng C2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 0.6 k dmin21 0.5 0.4 0.3 0.2 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 0.1 100 200 300 400 500 C2 (kN/m) Hình 4.18: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi độ cứng C2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 59 Hình 4.17 hình 4.18 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng C2 hệ thống treo sau đến hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe trước sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, có đường thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo (kdmin = 0.5) đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp (kdmin = 0) Kết hình vẽ cho thấy: Với loại đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, đại đa phần giá trị hệ số tải trọng động cực tiểu vượt ngưỡng cảnh báo (0.5) chưa vượt ngưỡng can thiệp (0), nghĩa trường hợp chưa xuất q trình tách bánh xe nên tơ đảm bảo tiêu an toàn động lực học Với giá trị vận tốc khảo sát, C2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe giảm dần Như vậy, tăng độ cứng hệ thống treo sau làm giảm độ bám đường, việc ảnh hưởng xấu đến an tồn động lực học xe Chính thế, thiết kế nên giảm độ cứng C2 hệ thống treo sau 4.4.2 Ảnh hƣởng hệ số cản K2 Thông số khảo sát hệ số cản trung bình hệ thống treo sau K2 Hệ số cản treo sau K2= K20 = K2i = 7675 Ns m Các thông số khác giữ nguyên: C2i = 326 kN/m CL2i = 652 kN/m Trong khảo sát này, xe chạy với vận tốc từ 30 - 60 km h loại đường xấu (D-E) Cho K2 thay đổi dải [0,5 0,6 … … 1,4 1,5]*K20, chạy chương trình mơ phỏng, xác định giá trị để đánh giá bao gồm gia tốc thẳng đứng cực đại thân xe ( zmax ), hệ số tải trọng động cực đại (kdij,max), hệ số tải trọng động cực tiểu (kdij,min) Tổng cộng 44 lần chạy chương trình mơ để khảo sát 60 (m/s2) max z" v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 2000 4000 6000 8000 10000 12000 K2 (Ns/m) Hình 4.19: Gia tốc dao động thẳng đứng cực đại thân xe thay đổi hệ số cản K2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.19 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng K2 hệ thống treo sau đến gia tốc dao động thẳng đứng cực đại thân xe ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km/h Trên đồ thị, có đường thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp Kết hình 4.19 cho thấy: Khi tô đường xấu (D-E), với giá trị vận tốc khảo sát, K2 tăng dần, gia tốc dao động thẳng đứng cực đại giảm dần Chính thế, thiết kế để cải thiện độ an tồn cho hàng hóa, nên tăng hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau Dĩ nhiên cần phải kết hợp với nghiên cứu tổng thể tính tốn thiết kế khảo nghiệm độ bền kết cấu tơ để có phương án hợp lý 61 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h k dmax11 2.5 1.5 2000 4000 6000 8000 10000 12000 K2 (Ns/m) Hình 4.20: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 2.6 k dmax21 2.4 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 2.2 1.8 1.6 2000 4000 6000 8000 10000 12000 K2 (Ns/m) Hình 4.21: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 62 Hình 4.20 hình 4.21 thể kết khảo sát ảnh hưởng hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau đến hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe trước sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, đường nét đứt màu đỏ ( ) thể ngưỡng đánh giá tải trọng động Trong luận văn, giá trị ngưỡng chọn 2,5 Kết hình vẽ cho thấy: Khi ô tô đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, giá trị hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe ngưỡng 2,5 Với giá trị vận tốc khảo sát, K2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe giảm dần Như vậy, tăng hệ số cản giảm chấn hệ thống treo sau làm giảm giá trị tải trọng động tác động đến xe đường, việc làm giảm mức độ ảnh hưởng xấu đến độ bền chi tiết xe ảnh hưởng đến cầu đường Chính thế, thiết kế nên tăng hệ số cản K2 hệ thống treo sau Dĩ nhiên, cần phải kết hợp với nghiên cứu tổng thể tính tốn thiết kế khảo nghiệm độ bền kết cấu ô tô để có phương án hợp lý 0.5 0.3 k dmin11 0.4 0.2 0.1 2000 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 4000 6000 8000 10000 12000 K2 (Ns/m) Hình 4.22: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 63 0.5 0.45 k dmin21 0.4 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 0.35 0.3 0.25 0.2 2000 4000 6000 8000 10000 12000 K2 (Ns/m) Hình 4.23: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.22 hình 4.23 thể kết khảo sát ảnh hưởng hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau đến hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe trước sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, có đường thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo (kdmin = 0.5) đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp (kdmin = 0) Kết hình vẽ cho thấy: Với loại đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, đại đa phần giá trị hệ số tải trọng động cực tiểu vượt ngưỡng cảnh báo (0.5) chưa vượt ngưỡng can thiệp (0), nghĩa trường hợp chưa xuất q trình tách bánh xe nên tơ đảm bảo tiêu an toàn động lực học Với giá trị vận tốc khảo sát, K2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe tăng dần Như vậy, tăng hệ số cản giảm chấn hệ thống treo sau làm tăng độ bám đường, nghĩa tăng an toàn động 64 lực học xe Chính thế, thiết kế nên tăng giá trị hệ số cản giảm chấn K2 hệ thống treo sau 4.4.3 Ảnh hƣởng độ cứng lốp sau CL2 Độ cứng lốp sau CL2 = CL20 = CL2i = 652 kN/m Các thông số khác giữ nguyên: C2i = 326 kN/m K2i = 7675 Ns/m Trong khảo sát này, xe chạy với vận tốc từ 30 - 60 km h loại đường xấu (D-E) Cho CL2 thay đổi dải [0,5 0,6 … … 1,4 1,5]*CL20,, chạy chương trình mơ phỏng, xác định giá trị để đánh giá bao gồm gia tốc thẳng đứng cực đại thân xe ( zmax ), hệ số tải trọng động cực đại (kdij,max), hệ số tải trọng động cực tiểu (kdij,min) Tổng cộng 44 lần chạy chương trình mơ để khảo sát z" max (m/s2) v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 200 400 600 800 1000 CL2 (kN/m) Hình 4.24: Gia tốc dao động thẳng đứng cực đại thân xe thay đổi độ cứng CL2 lốp sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.24 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng CL2 lốp sau đến gia tốc dao động thẳng đứng cực đại thân xe ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km/h Trên đồ thị, có đường 65 thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp Kết hình 4.24 cho thấy: Khi ô tô đường xấu (D-E), với giá trị vận tốc khảo sát, CL2 tăng dần, gia tốc dao động thẳng đứng cực đại tăng dần Chính thế, thiết kế để cải thiện độ an tồn cho hàng hóa, nên giảm độ cứng CL2 hệ thống treo sau Cụ thể, với loại đường khảo sát D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h, độ cứng CL2 nên giảm cịn 70% độ cứng ngun CL20 úc gia tốc dao động thẳng đứng cực đại không vượt ngưỡng can thiệp (5 m/s2) Dĩ nhiên, cần phải kết hợp với nghiên cứu tổng thể tổng thể tính tốn thiết kế tơ để có phương án hợp lý v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h k dmax11 2.5 1.5 200 400 600 800 1000 CL2 (kN/m) Hình 4.25: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi độ cứng CL2 lốp sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.25 hình 4.26 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng CL2 lốp sau đến hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, đường nét đứt màu đỏ ( ) thể ngưỡng đánh giá tải trọng động với giá trị ngưỡng chọn 2,5 Kết 66 hình vẽ cho thấy: Khi ô tô đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, giá trị hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe ngưỡng 2,5 Với giá trị vận tốc khảo sát, CL2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe tăng dần Như vậy, tăng độ cứng lốp sau làm tăng giá trị tải trọng động tác động đến xe đường, việc ảnh hưởng xấu đến độ bền chi tiết xe ảnh hưởng đến cầu đường Chính thế, thiết kế nên giảm độ cứng CL2 lốp sau 2.8 2.6 k dmax21 2.4 2.2 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 1.8 1.6 1.4 200 400 600 800 1000 CL2 (kN/m) Hình 4.26: Hệ số tải trọng động cực đại phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi độ cứng CL2 lốp sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) Hình 4.27 4.28 thể kết khảo sát ảnh hưởng độ cứng CL2 lốp sau đến hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe sau ô tô chuyển động loại đường xấu D-E dải vận tốc khảo sát từ 30 - 60 km h Trên đồ thị, có đường thể giá trị ngưỡng đánh giá: đường nét đứt màu đen ( ) tương ứng với giới hạn cảnh báo (kdmin = 0.5) đường nét đứt màu đỏ ( ) tương ứng với giới hạn can thiệp (kdmin = 0) 67 0.5 0.3 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h k dmin11 0.4 0.2 0.1 200 400 600 800 1000 CL2 (kN/m) Hình 4.27: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu trước thay đổi độ cứng CL2 lốp sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 0.7 0.6 k dmin21 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 200 v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h 400 600 800 1000 CL2 (kN/m) Hình 4.28: Hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường cầu sau thay đổi độ cứng CL2 lốp sau (đường D-E, v = 30 - 60km/h) 68 Kết hình vẽ cho thấy: Với loại đường xấu (D-E) với giá trị vận tốc từ 30 - 60 km h, đại đa phần giá trị hệ số tải trọng động cực tiểu vượt ngưỡng cảnh báo (0.5) chưa vượt ngưỡng can thiệp (0), nghĩa chưa xuất trình tách bánh xe nên ô tô đảm bảo tiêu an toàn động lực học Với giá trị vận tốc khảo sát, CL2 tăng dần, hệ số tải trọng động cực tiểu phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác động lên bánh xe giảm dần Như vậy, tăng độ cứng lốp sau làm giảm độ bám đường, việc ảnh hưởng xấu đến an tồn động lực học xe Chính thế, thiết kế nên giảm độ cứng CL2 lốp sau 4.5 Kết luận chƣơng Nội dung chương khảo sát ảnh hưởng cúa số thông số kết cấu sử dụng đến dao động xe tải Từ khảo sát trên, rút số kết luận sau đây: - Chương trình mơ chạy ổn định, với q trình vật lý khoảng thời gian xe hết đoạn đường theo tiêu chu n ISO 250m, bước tính 0,001s lần mơ Dạng đồ thị tương thích (hình dáng) với lý thuyết, cho phép kết luận tính hợp lý mơ hình - Phần nghiên cứu đánh giá dao động cho thấy: mức độ an tồn hàng hóa mức an tồn động lực học xe đánh giá giới hạn can thiệp cảnh báo an toàn hàng hóa tải trọng động Ngồi ra, nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng độ cứng hệ số cản giảm chấn hệ thống treo sau độ cứng lốp Kết theo tiêu an toàn động lực học an toàn hàng hóa cho thấy rằng, lốp hệ treo mềm với hệ số cản lớn có lợi 69 KẾT LUẬN uận văn xây dựng phương pháp đánh giá dao động ô tô tải dựa phần mềm mô Matlab Simulink Các thông số đánh giá chất lượng dao động, lựa chọn theo tiêu dao động, xác định cách tính tốn mơ dựa mơ hình động lực học tổng quát ô tô với điều kiện chuyển động thẳng mặt đường mấp mô theo tiêu chu n ISO Để đánh giá dao động ô tơ, luận văn xây dựng mơ hình động lực học tổng qt tơ với kích động từ mấp mô mặt đường ngẫu nhiên xác định theo tiêu chu n ISO 8608:1995 Các phương trình vi phân chuyển động ô tô giải công cụ Simulink phần mềm chuyên dụng MAT AB cho kết chuyển vị, vận tốc, gia tốc khối lượng kết tải trọng động (hệ số tải trọng động) Kết đánh giá khảo sát dao động xác định điều kiện chuyển động loại đường B-C, C-D, D-E cho thấy ô tô tải đạt yêu cầu dao động Đối với đường xấu E-F, xe khơng đạt u cầu an tồn hàng hóa lẫn an tồn động lực học Một số hạn chế luận án hướng nghiên cứu tiếp theo: uận văn sử dụng biên dạng mấp mô mặt đường theo tiêu chu n ISO 8608:1995, nên có thí nghiệm xác định mấp mơ đường thực tế Việt Nam nhằm có kết nghiên cứu sát thực Chưa phân tích dao động tơ số toán thực tế xe chạy đường tăng tốc, phanh hay quay vòng Cần có nghiên cứu hồn chỉnh để đánh giá dao động ô tô trường hợp 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Văn 5253 BCT-CNNg (2015), Đề xuất chế, sách thực Chiến lược Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam, Bộ Công thương Trần Phúc Hịa, Trịnh Minh Hồng, ê Hồng Qn (2016), "Xác định tải trọng động tác động lên vỏ cầu chủ động xe tải nhẹ sản xuất, lắp ráp Việt Nam", Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 07.2016, trang 29-41 Võ Văn Hường (2005), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động tơ tải nhiều cầu, uận án tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội II TÀI LIỆU TIẾNG NƢỚC NGOÀI Ammonn, D (1997), Modellbildung und Systementwicklung in der Fahrzeugtechink, BG Teubner Bernd H./Metin E (2008), Fahrwerkhandbuch Vieweg Teubner ISO 8608:1995 ISO 2631-1:1997 Mitschke M, Wallentowitz H (2004), Dynamik der Kraftfahrzeuge, Berlin, Springer Zhu Zhengtao, Ding Chenghui (2006), "FEM analysis on a vehicle of drive axle housing of different Thickness" Modern Manufacturing Engineering, 2006-1 71 ... dựng mơ hình động lực học dao động xe tải - Chương Mô dao động xe tải matlab simulink - Chương Khảo sát đánh giá chất lượng dao động xe tải kích động mấp mơ mặt đường theo tiêu chu n ISO - Kết luận... dựng mơ hình động lực học dao động xe tải - Chương Mô dao động xe tải matlab simulink - Chương Khảo sát đánh giá chất lượng dao động xe tải kích động mấp mơ mặt đường theo tiêu chu n ISO - Kết luận... dao động xe tác động lên mặt đường xe đường có độ mấp mơ khác Mơ hình dao động xe tác động lên mặt đường xe đường có độ mấp mơ khác hệ nhiều vật Việc lập mô hình dựa vào phương pháp tách cấu