Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng
kkk ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Nguyễn Xã Hội Nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 62520103 2013 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Rừng nguồn tài nguyên quý giá người xã hội, nguồn sinh thủy cho sơng suối, hồ thủy điện, điều hịa khơng khí…Hiện nạn cháy rừng thảm họa gây nhiều thiệt hại lớn môi trường sinh thái tiêu diệt hệ thực vật, hệ động vật, gây xói mịn đất Cháy rừng cịn làm ảnh hưởng đến đời sống xã hội người Trong năm qua, hàng loạt vụ cháy rừng lớn xảy phạm vi nước vụ cháy rừng U Minh Hạ ngày 4/4/2007, vụ cháy rừng vườn quốc gia Hoàng Liên (Lào Cai) làm thiệt hại khoảng 1.700 rừng…Theo thống kê Cục kiểm lâm năm 2010 nước có 49 khu vực tổng số 73 khu vực rừng xẩy 880 vụ cháy, tăng 552 vụ, gần gấp lần so với năm 2009, làm thiệt hại 5668 rừng Số vụ cháy rừng xẩy chủ yếu tỉnh miền núi phía bắc Đơng Nam Riêng Hà Nội, năm 2010 xẩy 21 vụ cháy rừng làm thiệt hại 25 rừng Năm 2012 nước xẩy 155 vụ cháy rừng làm thiệt hại hàng trăm rừng Đầu năm 2013 xẩy nhiều vụ cháy rừng nghiêm trọng, vụ cháy rừng Gia Lai: Ngày 19/2/2013 xẩy cháy làm thiêu rụi 270 rừng, ngày 12/3/2013 lại xẩy vụ cháy Như chưa đầy tháng xẩy vụ cháy rừng làm thiệt hại 400 rừng Chỉ tháng 5/2013 nước xẩy 21 vụ cháy rừng làm thiệt hại 88 rừng tính đến hết tháng 6/2013 nước có 845 rừng bị cháy Trên giới hàng năm xẩy hàng nghìn vụ cháy rừng gây nhiều thiệt hại tài sản người Vì để chữa cháy rừng đạt hiệu cần phải trang bị thiết bị chữa cháy rừng cần thiết Một số nước giới trang bị trang thiết bị chữa cháy rừng vừa phong phú chủng loại, vừa đại, Việt Nam thiết bị chữa cháy rừng cịn thơ sơ chưa đáp ứng u cầu chữa cháy rừng Chính mà việc quan tâm, trọng đầu tư nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật phòng chống thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng để chữa cháy rừng nhằm hạn chế đến mức thấp thiệt hại cháy rừng gây việc làm cấp thiết Xuất phát từ lý do, Bộ khoa học Công nghệ giao cho trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì thực đề tài: " Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng", mã số KC07.13/06-10 Kết đề tài thiết kế chế tạo xe chữa cháy rừng đa năng, bước đầu qua khảo nghiệm chữa cháy rừng điều kiện cụ thể Tuy nhiên thiết bị số tồn cần phải nghiên cứu giải là: Khi xe hoạt động chữa cháy khu rừng khơng có đường, tác động mấp mô mặt đất rừng, vật cản đường đi, tác động hệ thống công tác chữa cháy xe làm cho xe dao động lớn, dao động ảnh hưởng đến ổn định, độ bền chi tiết xe chất lượng hệ thống chữa cháy xe Xe chữa cháy rừng đa thiết bị nghiên cứu cải tiến, chế tạo dựa xe có sẵn, cơng trình nghiên cứu động lực học loại xe hạn chế Để có cở sở lý thuyết cho việc hồn thiện xe chữa cháy rừng đa năng, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu động lực học trình làm việc xe Vì việc nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa cấp thiết để tìm chế độ làm việc hợp lý, hồn thiện kết cấu từ tăng hiệu sử dụng cho xe hoạt động chữa cháy rừng Xuất phát từ lý nêu trên, chọn thực đề tài: "Nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa năng" Mục đích nghiên cứu Xác định quy luật ảnh hưởng số yếu tố đến tiêu động lực học xe chữa cháy rừng đa hoạt động rừng, đồng thời xác định chế độ làm việc hợp lý để sử dụng xe an toàn hiệu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài động lực học xe chữa cháy rừng đa năng, sản phẩm đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “ Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng” mã số KC 07.13/06 – 10, xe chuyển động rừng khơng có đường 4 Phạm vi nghiên cứu luận án Nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa có nội dung lớn cần có thời gian dài, nội dung luận án giới hạn phạm vi nghiên cứu sau: - Về nội dung nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa hoạt động chữa cháy rừng chế độ chuyển động bình ổn - Về thiết bị nghiên cứu: Luận án khơng nghiên cứu phần tính tốn thiết kế xe chữa cháy rừng đa năng, phần động xe, mà tập trung nghiên cứu phần tồn xe, ảnh hưởng dao động xe đến ổn định, độ bền số chi tiết xe an toàn xe hoạt động rừng chịu tác động mấp mô mặt đất rừng lực tác động hệ thống cắt cỏ rác xe gây - Về đối tượng hoạt động xe: khu rừng với độ mấp mô mặt đất rừng dạng hàm ngẫu nhiên, hàm tuần hoàn - Về địa điểm nghiên cứu thực nghiệm: Luận án khơng có điều kiện thực nghiệm khu rừng nhiều địa phương khác nhau, mà chọn số địa điểm có địa hình với độ mấp mơ mặt đất rừng đặc trưng để nghiên cứu thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 5.1 Ý nghĩa khoa học - Luận án xây dựng mơ hình dao động khơng gian cho xe chữa cháy rừng đa chịu lực kích động động học độ mấp mơ mặt đất rừng lực kích động động lực học hệ thống cắt cỏ rác gây ra, từ thiết lập hệ phương trình vi phân dao động xe Kết nghiên cứu đóng góp cho trình nghiên cứu dao động loại xe chữa cháy rừng hoạt động rừng đường - Luận án thiết lập chương trình để mơ dao động xe với lực kích động động học độ mấp mơ mặt đất rừng hàm ngẫu nhiên lực kích động động lực học hệ thống cắt cỏ rác gây hàm xung tuần hoàn, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến dao động Kết khảo sát đóng góp cho việc xác định chế độ sử dụng hợp lý sở khoa học để hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa - Luận án áp dụng phương pháp thí nghiệm để đo xác định: tọa độ trọng tâm, mơmen qn tính, độ cứng lốp, nhíp, độ mấp mô bề mặt đất rừng, gia tốc dao động, góc lắc dọc góc lắc ngang thân xe Kết nghiên cứu thực nghiệm đóng góp cho việc nghiên cứu thực nghiệm loại xe chữa cháy rừng hoạt động rừng khơng có đường 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu luận án sử dụng cho việc xác định chế độ làm việc hợp lý hoàn thiện thiết kế chế tạo xe chữa cháy rừng đa dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước " Hoàn thiện công nghệ thiết kế chế tạo số thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng" mã số DAĐL- 2011/06 Bố cục luận án Bố cục luận án gồm phần chương sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên Chương 2: Thiết lập mơ hình nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa Chương 3: Khảo sát dao động xe chữa cháy rừng đa Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm Kết luận kiến nghị Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan xe chữa cháy rừng đa Cháy rừng thảm họa thiên nhiên mà nhiều quốc gia giới phải quan tâm, trọng đầu tư nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật phòng cháy chữa cháy chế tạo thiết bị chuyên dụng để chữa cháy rừng nhằm hạn chế đến mức thấp thiệt hại cháy rừng gây Hiện Việt Nam thiết bị chữa cháy rừng cịn chưa đầu tư nhiều Ngồi phương pháp thủ công dùng cành cây, vỉ dập lửa, phát quang để tạo đường băng cản lửa, có số thiết bị chữa cháy rừng thô sơ, số lượng nhiều nước ta chưa có xe chữa cháy rừng nước giới Xe chữa cháy rừng đa sản phẩm đề tài khoa học cấp Nhà nước: “ Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng”, đề tài có tham gia nhiều nhà khoa học Viện nghiên cứu trường đại học khác Xe chữa cháy rừng đa góp phần bổ sung vào thiết bị chữa cháy rừng Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu chữa cháy rừng phạm vi nước 1.1.1 Cấu tạo xe chữa cháy rừng đa Xe chữa cháy rừng đa [30] thiết kế xe Ural 4320 với động Điêzen có cơng suất 180 mã lực Hình 1.1: Xe chữa cháy rừng đa Sơ đồ cấu tạo xe chữa cháy rừng đa thể hình 1.2 21 Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo xe chữa cháy rừng đa 1- Hệ thống cắt cây; - Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cây; - Đĩa cưa cắt cây; - Khung để nâng hạ hệ thống cắt cây; - Giá đỡ lắp hệ thống chặt hạ cây; - Xe ôtô sở; 7- Sàn xe; - Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt đất; - Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cỏ rác; 10 - Khung nâng hạ hệ thống cắt đất; 11- Buồng hút đất; 12 - Hệ thống làm cỏ rác; 13 - Ống hút đất; 14 - Ống nối để lắp ống phun đất; 15 - Vòi phun nước; 16 - Thùng chứa đất; 17 - Hệ thống hút đất; 18 - Téc chứa nước; 19 - Lăng giá; 20 - Thanh bảo hiểm cabin; 21- Khớp quay lăng giá; 22 - Nắp téc nước; 23 - Ống hút đất; 24 - Hệ thống phun đất; 25 - Bơm nước 1.1.2 Nguyên lý hoạt động xe chữa cháy rừng đa Hệ thống cắt hạ lắp phía trước xe khớp quay, nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh thủy lực (2); đĩa cưa (3) quay nhờ động thủy lực có cơng suất kw, số vòng quay 3200 vg/ph Hệ thống cắt hạ chuyển động tịnh tiến phía trước nhờ xi lanh thủy lực hệ thống ổ trượt, cắt xi lanh đẩy đĩa cưa ăn vào gỗ Hệ thống cắt hạ có đĩa cưa, đường kính dao cắt 500 mm; vận tốc cắt 80 m/s, tốc độ đẩy tối đa 12 m/ph Hệ thống cắt cỏ cỏ rác lắp phía sau xe khớp quay, chuyển động nâng lên hạ xuống hệ thống thực nhờ xi lanh thủy lực (9); chuyển động quay hệ thống cắt cỏ thực nhờ động thủy lực Hệ thống hoạt động theo nguyên tắc cắt dạng búa Hệ thống cắt cỏ rác tạo băng trắng cản lửa với chiều rộng m để đám cháy không phát triển qua Hệ thống có 40 dao; đường kính đĩa lắp dao cắt 400 mm, chiều dài dao 125 mm; vận tốc cắt 25 m/s dẫn động động thủy lực có cơng suất 30 kw; số vòng quay từ 800 1500 vg/ph Hệ thống cắt đất nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh (8) lắp gầm xe; dao cắt đất hệ thống hoạt động theo nguyên lý cắt đất dạng búa; buồng hút đất (11) nối với thùng chứa đất (16) đường ống Đất hệ thống cắt đất xới lên bơm chân không hút lên theo đường ống vào thùng chứa (16) rơi xuống ống thổi Bơm thổi (24) tạo áp lực khí lớn thổi đất ống (14), qua ống dẫn dài 30 m phun vào đám cháy Động dẫn động hệ thống hút đất có cơng suất kw; số vòng quay 3200 vg/ph Hệ thống cắt đất có dao cắt dạng hình búa với chiều dài dao 125 mm; chiều rộng lưỡi dao 50 mm; vận tốc cắt 80 m/s; chiều sâu hố cắt 400 mm Như xe chữa cháy rừng đa lấy đất, cát chỗ để dập tắt đám cháy Bơm nước téc chứa nước lắp sàn xe; bơm nước hút nước ao hồ, sông suối vào téc chứa nước, téc nước có dung tích m3 Khi chữa cháy bơm nước hút nước téc chứa đẩy ống dẫn nước phun từ lăng giá Ngồi ra, xe chữa cháy rừng đa cịn trang bị cuộn vòi chữa cháy, cuộn dài 20 m Khi chữa cháy ta triển khai phun nước từ bơm chữa cháy qua cuộn vòi chữa cháy Với thiết bị chữa cháy góp phần vào cơng việc chữa cháy rừng, hạn chế hậu cháy rừng gây Khi đám cháy xảy ra, người lái xe nhanh chóng cho xe di chuyển đến nơi có vị trí cháy, sử dụng hệ thống cắt phía trước, hệ thống làm cỏ rác phía sau để làm băng trắng cách ly, cô lập khoanh vùng đám cháy, sử dụng hệ thống cắt đất - hút đất phun đất vào đám cháy để dập tắt đám cháy Ngồi ra, cịn sử dụng lăng giá xe để phun nước dập lửa Khi sử dụng hệ thống cắt cây, hệ thống cắt cỏ rác hệ thống cắt đất, hút đất phun đất người điều khiển hạ hệ thống xuống, khơng sử dụng điều khiển xi lanh thủy lực nâng hệ thống lên Như chữa cháy, ngồi việc cắt phía trước để di chuyển xe đến đám cháy, xe chữa cháy rừng đa đào đất phun vào đám cháy, phun nước vào đám cháy, cắt cỏ rác để tạo băng cản lửa Trong phạm vi luận án xét đến trường hợp xe chữa cháy rừng đa vừa di chuyển, vừa cho cấu cắt cỏ rác làm việc, không xét đến trường hợp thiết bị chữa cháy khác hoạt động 1.1.3 Đặc tính kỹ thuật xe chữa cháy rừng đa Xe chữa cháy rừng đa thiết bị tích hợp nhiều cơng nghệ chữa cháy rừng xe, với nhiều hệ thống công tác hoạt động chữa cháy rừng hệ thống chữa cháy nước, gió, đất; hệ thống cắt bụi, cắt cỏ rác Đặc tính kỹ thuật xe ghi bảng 1.1 Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật xe chữa cháy rừng đa 10 TT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị Giá trị xác tính định I Thông số chung thiết bị Công suất xe ô tô mã lực 180 Tốc độ dập lửa m/phút 12 Chiều cao lửa dập tắt m Tốc độ di chuyển đường lâm nghiệp km/h 25 Độ dốc dọc thiết bị di động Độ 1608’ Độ dốc ngang thiết bị di động Độ ≤ 6047’ m3 5,0 m3/h 30 m 100 m3/phút 104 m/s 65 m 35 kg/phút 45 m 35 km/h 10 cm 25 II Hệ thống chữa cháy nước Dung tích téc nước Lưu lượng máy bơm chữa cháy Chiều dài vòi chữa cháy III Hệ thống chữa cháy sức gió Lưu lượng quạt gió Vận tốc khơng khí miệng ống thổi Chiều dài ống thổi khơng khí IV Hệ thống phun đất cát Khối lượng đất cát phun vào đám cháy Chiều dài ống phun đất cát V Hệ thống cắt cây, làm băng cản lửa Tốc độ cắt cây, làm cỏ rác làm băng cản lửa Đường kính lớn cắt 1.1.4 Những tồn xe chữa cháy rừng đa Xe chữa cháy rừng đa sử dụng số địa phương Công ty lâm nghiệp Đắc Tô, Kon Tum, kết chữa cháy rừng cho thấy suất hiệu chữa cháy cao, phù hợp với điều kiện địa hình Tây nguyên, song 111 TT Vận tốc Giá trị góc lắc ngang thân xe lớn (độ) Sai số (km/h) Kết lý thuyết Kết thí nghiệm (%) 2,8 3,23 13,3 10 3,65 4,18 12,7 15 4,58 5,27 13,1 4.5.2 Khi xe chở nước Tương tự trường hợp xe không chở nước, ta so sánh kết khảo sát gia tốc dao động trọng tâm thân xe, góc lắc dọc góc lắc ngang thân xe trường hợp xe chở đầy nước với vận tốc v = km/h, v = 10 km/h v = 15 km/h 4.5.2.1 Gia tốc dao động trọng tâm thân xe Kết khảo sát gia tốc dao động thân xe theo lý thuyết thí nghiệm thể đồ thị hình 4.23 GIA TOC DAO DONG THAN XE GIA TOC DAO DONG THAN XE V=5 Km/h V=10 Km/h V=15 Km/h Z0",[m/s ] -1 -2 -3 10 Time [s] 15 (a) 20 Gia toc,[m/s2] V1 = Km/h V2 = 10 Km/h V3 = 15 Km/h -4 -2 10 Time [s] 15 20 (b) Hình 4.23: Đồ thị khảo sát gia tốc dao động trọng tâm thân xe xe chở đầy nước a, Đồ thị khảo sát lý thuyết ; b, Đồ thị khảo sát thí nghiệm 4.5.2.2 Góc lắc dọc thân xe Kết khảo sát góc lắc dọc thân xe theo lý thuyết thí nghiệm thể đồ thị hình 4.24 112 GOC LAC DOC THAN XE GOC LAC DOC THAN XE V=5 Km/h V=10 Km/h V=15 Km/h -5 -10 10 Time [s] 15 20 10 Anpha0,[Do] Anpha0,[Do] 10 v1 = Km/h v2 = 10 Km/h v3 = 15 Km/h -5 -10 (a) 10 Time [s] 15 20 (b) Hình 4.24: Đồ thị khảo sát góc lắc dọc thân xe xe chở đầy nước a, Đồ thị khảo sát lý thuyết ; b, Đồ thị khảo sát thí nghiệm 4.5.2.3 Góc lắc ngang thân xe Kết khảo sát góc lắc ngang thân xe theo lý thuyết thí nghiệm thể đồ thị hình 4.25 GOC LAC NGANG THAN XE 10 V=5 Km/h V=10 Km/h V=15 Km/h Peta0[Do] Peta0,[Do] GOC LAC NGANG THAN XE v1 = Km/h v2 = 10 Km/h v3 = 15 Km/h -5 -5 -10 10 10 Time [s] (a) 15 20 -10 10 Time [s] 15 20 (b) Hình 4.25: Đồ thị khảo sát góc lắc ngang thân xe xe chở đầy nước a, Đồ thị khảo sát lý thuyết ; b, Đồ thị khảo sát thí nghiệm Từ kết khảo sát lý thuyết thực nghiệm, ta có giá trị lớn gia tốc thân xe, góc lắc dọc góc lắc ngang xe chở đầy nước thống kê bảng 4.9, 4.10 4.11 113 Bảng 4.9: Gia tốc dao động thân xe lớn khảo sát lý thuyết thí nghiệm (Xe chở đầy nước) TT Vận tốc Giá trị gia tốc dao động trọng tâm thân xe lớn Sai số (m/s2) (%) (km/h) Kết lý thuyết Kết thí nghiệm 0,95 1.07 11,2 10 1,99 2,25 11,6 15 2,47 2,81 12,1 Bảng 4.10: Góc lắc dọc thân xe lớn khảo sát lý thuyết thí nghiệm (Xe chở đầy nước) TT Vận tốc Giá trị góc lắc dọc thân xe lớn (độ) Sai số (km/h) Kết lý thuyết Kết thí nghiệm (%) 4,85 5,7 14,9 10 5,87 6,87 14,5 15 7,15 8,37 14,6 Bảng 4.11: Góc lắc ngang thân xe lớn khảo sát lý thuyết thí nghiệm (Xe chở đầy nước) TT Vận tốc Giá trị góc lắc ngang thân xe lớn (độ) Sai số (km/h) Kết lý thuyết Kết thí nghiệm (%) 4,25 4,93 13,8 10 5,46 6,25 12,6 15 6,47 7,45 13,1 Từ kết khảo sát ta có số nhận xét sau: - Các dạng đồ thị khảo sát lý thuyết thí nghiệm tương đối giống - Các giá trị lớn gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc góc lắc ngang thân xe khảo sát lý thuyết thí nghiệm có sai số nhỏ 15% Giá trị khảo sát lý thuyết nhỏ kết thí nghiệm khảo sát lý thuyết giả thiết bỏ qua số yếu tố trình thí nghiệm có sai số đo vận tốc chuyển động xe lúc trì ổn định 114 Như mơ hình lý thuyết xây dựng chấp nhận kết khảo sát phù hợp Kết luận chương Từ kết thu phần trên, chúng tơi có rút số kết luận sau: Chương lựa chọn phương pháp xác định thông số đầu vào đầu toán lý thuyết dao động xe chữa cháy rừng đa hoạt động rừng, lựa chọn thiết bị đo, cảm biến đo, phần mềm sử dụng thí nghiệm phương pháp xử lý kết thí nghiệm Chương tiến hành thí nghiệm xác định giá trị thông số đầu vào tốn lý thuyết là: tọa độ tâm xe, hệ số độ cứng hệ số cản giảm chấn lốp, nhíp, độ mấp mô mặt đất rừng Đã xác định thông số đầu như: gia tốc dao động thẳng đứng thân xe, góc lắc dọc góc lắc ngang thân xe, gia tốc dao động vị trí đầu xe đuôi xe Chương tiến hành so sánh kết khảo sát lý thuyết kết thí nghiệm, kết so sánh cho thấy sai số lý thuyết thực nghiệm nhỏ 15% nằm giới cho phép, mơ hình khảo sát lý thuyết hồn tồn tin cậy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: 115 Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm dao động xe chữa cháy rừng đa năng, luận án đạt số kết sau: Từ phân tích, đánh giá cơng trình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo giới Việt Nam cơng trình nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa năng, luận án đưa mục tiêu, phạm vi, nội dung phương pháp nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa để khảo sát ảnh hưởng vận tốc chuyển động, độ mấp mô mặt đất rừng đến làm việc an toàn, ổn định chất lượng làm việc hệ thống công tác lắp xe Luận án phân tích lựa chọn tiêu đánh giá động lực học xe chữa cháy rừng đa bao gồm: tiêu độ bền chi tiết thông qua hệ số tải trọng động kđ , (kđ 2,5) tiêu đánh giá độ êm dịu , ( Z 2,5 m/s2 ) xe thông qua giá trị bình phương trung bình gia tốc dao động thân xe Z c c Luận án xây dựng mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa khơng gian với lực kích động động học mấp mô mặt đất rừng gây lực kích động động lực học xung lực hệ thống cắt cỏ rác (hình 2.2); thiết lập hệ phương trình vi phân dao động xe (2.16) Luận án xây dựng mơ hình mơ dao động xe, sử dụng phần mềm Matlab – Simulink 7.7 để khảo sát dao động xe chữa cháy rừng đa miền thời gian miền tần số, tác dụng hàm kích động mặt đất rừng hàm ngẫu nhiên, hàm điều hòa xung lực cấu cắt cỏ rác hàm tuần hoàn Qua việc khảo sát khảo sát ảnh hưởng vận tốc chuyển động, độ mấp mô mặt đất rừng đến gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc, góc lắc ngang thân xe, gia tốc dao động cầu trước, cầu giữa, cầu sau cấu cắt cỏ rác đánh giá độ bền số chi tiết xe độ êm dịu xe, đồng thời xác định chế độ làm việc hợp lý cho xe chữa cháy rừng đa là: Khi chiều cao mấp mơ bình phương trung bình mặt đất rừng (h) cho xe chạy với vận tốc v = 0,1 m, 15 km/h đảm bảo; chiều cao mấp mơ bình phương trung bình mặt đất rừng (h) = 0,1 0,2 m nên cho xe chạy 116 với vận tốc v 10 km/h, chiều cao mấp mơ bình phương trung bình mặt đất rừng (h) > 0,2 m nên cho xe chạy với vận tốc v ≤ km/h Để xe không làm việc miền cộng hưởng cần nghiên cứu xác định hệ số độ cứng phần tử đàn hồi, khối lượng phần treo theo điều kiện (3.44) (3.45) Luận án áp dụng phương pháp thí nghiệm để xác định giá trị thông số đầu vào toán lý thuyết tọa độ trọng tâm xe, mơmen qn tính xe, độ cứng hệ số cản giảm chấn phần tử đàn hồi, độ mấp mô mặt đất rừng Đồng thời luận án áp dụng phương pháp thí nghiệm xác định giá trị thông số đầu toán gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc, góc lắc ngang thân xe, gia tốc dao động đầu xe gia tốc dao động đuôi xe Luận án sử dụng thiết bị đo, cảm biến đo phần mềm xử lý số liệu tiến hành đo đại lượng nghiên cứu Luận án tiến hành thực nghiệm xác định thông số phục vụ cho khảo sát toán lý thuyết, đồng thời đo thơng số đầu tốn là: gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc góc lắc ngang thân xe, kết thực nghiệm cho thấy độ mấp mô mặt đất rừng lớn, vận tốc xe lớn gia tốc dao động, góc lắc dọc ngang thân xe lớn, làm ảnh hưởng đến làm việc thiết bị chữa cháy xe Qua kết thí nghiệm rút kết luận: Khi vận tốc xe v > 10 km/h chất lượng cắt cỏ rác khơng đảm bảo, xe làm việc ổn định đảm bảo an toàn nên chọn vận tốc chuyển động xe v 10 km/h Luận án tiến hành so sánh kết khảo sát theo mô hình lý thuyết kết thí nghiệm, kết so sánh cho thấy sai số lý thuyết thực nghiệm nhỏ 15%, nằm giới cho phép, mơ hình khảo sát lý thuyết hồn tồn tin cậy Kết nghiên cứu luận án đóng góp tích cực cho việc hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa năng, đồng thời sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn sử dụng xe đảm bảo an toàn hiệu Kiến nghị nghiên cứu 117 Nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa vấn đề lớn cần có thời gian dài, để luận án hoàn thiện cần tiếp tục nghiên cứu nội dung sau: Khảo sát mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa địa hình có độ dốc ngang, xe chuyển động vào đường vịng, có tính đến dao động nước xe Nghiên cứu kết cấu, độ cứng liên kết sát xi xe với hệ thống chặt hạ để giảm ảnh hưởng dao động đến chất lượng cắt tạo đường rừng Nghiên cứu xác định hệ số độ cứng tối ưu cấu đàn hồi xe, khối lượng hệ thống treo xe nhằm nâng cao độ êm dịu an toàn chuyển động cho xe để xe khơng làm việc miền cộng hưởng CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 118 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Dao động hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 1+ năm 2012 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Mô hình phương trình dao động xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số năm 2012 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Tính tốn khả làm việc xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn, số năm 2012 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến dao động xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số năm 2013 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Kết nghiên cứu thực nghiêm đo dao động xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số năm 2013 Nguyễn Xã Hội, Dương Văn Tài, Nguyễn Văn Bỉ, Đánh giá độ bền chi tiết độ êm dịu xe chữa cháy rừng đa năng, Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn, phản biện xong in số 10 năm 2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Thanh An (2012), Nghiên cứu tối ưu thông số hệ thống treo ôtô 119 khách sử dụng Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện kỹ thuật Quân Nguyễn Văn Bỉ (1997), Cơ học kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nhiên cứu thực nghiệm, Trường Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Dư Quốc Thịnh (1978), Lý thuyết ôtô máy kéo, Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm ơtơ, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Nhật Chiêu (2010), Nghiên cứu dao động thiết kế hệ thống ổn định xe chữa cháy rừng đa năng, chuyên đề đề tài cấp Nhà nước KC07.13/06-10, Trường Đại học Lâm nghiệp Phạm Văn Chững, Bùi Dương Hải, Trần Trọng Nguyên (2008), Bài giảng xác suất thống kê toán, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội Đỗ Anh Cường (2010), Dao động ngẫu nhiên, Học viện Kỹ thuật Quân Nguyễn Tiến Đạt (2001), Nghiên cứu sở lý thuyết thực nghiệm việc sử dụng máy kéo cỡ nhỏ để giới hóa khâu vận xuất gỗ trồng rừng Việt Nam Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 10 Bùi Anh Định (2004), Cơ học đất, Nxb Xây dựng, Hà Nội 11 Phạm Minh Đức (2011), Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến ổn định hướng chuyển động liên hợp máy kéo cỡ nhỏ vận chuyển gỗ lâm nghiệp, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 12 Cao Trọng Hiền, Nguyễn Văn Bang, Trịnh Chí Thiện (1995), Thí nghiệm ôtô, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội 13 Nguyễn Phúc Hiểu (1999), Nghiên cứu ảnh hưởng khung xương ôtô chuyển động đường, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội 14 Đào Mạnh Hùng (2010), Dao động ôtô máy kéo, Trường Đại học Giao 120 thông vận tải, Hà Nội 15 Đào Mạnh Hùng (2006), Xác định lực động bánh xe mặt đường ôtô tải điều kiện sử dụng Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Giao thông vận tải 16 Võ Văn Hường (2004), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động ơtơ nhiều cầu, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 17 Trần Thị Nhị Hường, Đặng Thế Huy (1987), Một số phương pháp tốn học học nơng nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 18 Nguyễn Văn Khang (1998), Dao động kỹ thuật, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 19 Phạm Văn Lang, Nguyễn Huy Mỹ (1992), Phương pháp điều khiển học kỹ thuật ứng dụng nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 20 Phạm Văn Lang (1996), Đồng dạng – Mơ hình – Thử nghiệm, ứng dụng kỹ thuật điện nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 21 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 22 Vũ Đức Lập (1994), Dao động ôtô, Học viện Kỹ thuật Quân 23 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, Trường Đại học Nông nghiệp 24 Phan Bá Ngọc (1980), Hàm biến phức phép biến đổi Laplapxơ, Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp 25 Phan Quốc Phơ, Nguyễn Đức Chiến (2009), Giáo trình cảm biến, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 26 Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab & Simulink, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 27 Nguyễn Trọng Quế (1996), Giáo trình Phương pháp đo đại lượng điện khơng điện, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội 28 Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng (2000), Cơ học ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 29 Trần Minh Sơn (2003), Nghiên cứu khả chịu tải vỏ ôtô tác 121 dụng tải trọng mặt đường ngẫu nhiên Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện kỹ thuật Quân 30 Dương Văn Tài (2010), Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng, Đề tài khoa học cấp Nhà nước, Trường Đại học Lâm nghiệp 31 Nguyễn Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Phạm Thị Ngọc Yến, Nguyễn Thị Lan Hương (1999) Cơ sở Matlab ứng dụng Nxb khoa học kỹ thuật, Hà Nội 32 Nguyễn Văn Trà (2006), Nghiên cứu ứng dụng hệ thống treo bán tích cực sơ đồ ¼ để nâng cao độ êm dịu chuyển động ôtô, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện kỹ thuật Quân 33 Lưu Văn Tuấn (1993), Nghiên cứu dao động xe ca Ba Đình, sở để tính biện pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội 34 Võ Văn Trung (2011), Nghiên cứu dao động ngẫu nhiên xe xích chiến đấu có kể đến ảnh hưởng yếu tố phi tuyến, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân 35 Lê Đức Vĩnh (2006), Giáo trình xác suất thống kê, Trường Đại học Nông nghiệp, Hà Nội 36 D.I Kazakevits (2005), Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên ứng dụng khí tượng thủy văn (Phạm Văn Huấn, Nguyễn Thanh Sơn, Phan Văn Tân dịch) Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội 37 V.S Pugatrep (1978), Lý thuyết hàm ngẫu nhiên (Hùng Sơn Nguyễn Văn Hữu dịch từ tiếng Nga) Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Tiếng Đức 38 Mitschke M., Sagan E (1987), Fahrdynamik von pkwwohnanh a ngerz u gen, Verlag TUV Rheinland Gmbh, K o ln 39 Mitschke M.(1990), Dynamik der Kraftfahrzeuge, Band B: Fahrverhalten, Berlin: Springer 122 40 Muller H (1976), Beitrag zur rechnerischen ermittlung von Belastungen in Tragwerken Landwirtschaftlicher Fahrzeuge beim Ubequeren grober, Fahrbahnunebenheiten, Dresden, TUDiss.A 41 Gruner J, Vom Scheidt J, Wunderlich R, Numerical Treatment of Nonlinear Random vibration of vehicle,Technic University Chemnitz, Germany 42 Vogel F (1989), Untersuchung zum dynamiscchen Betriebsverhalten von eihem PTA beim Stationaren, Berlin, IH - Diss A, Betrieb 43 Wendebom J.C (1965), Die Unebenheiten Landwirtschaftlicher Fahrbahnen als Schwingungserreger landwirtschaftlicher Fahrzeuge, In: Grundlagen der Landtechnik, Dusseldort, Sonderheft, 33 – 64 Tiếng Anh 44 Aces James Lacombe (1999), Tire Model for Simulation of Vehicle Motion on high and low Friction Road, U.S Army Engineer Research and Development Center (ERDC), Cold Regions Research and Engineering Laboratory (CRREL), 72 Lyme Road, Hanover, NH 03755-1290, U.S.A 45 Bendat S, jilius (1999), Random data analysis and measurement rocedures, Published New york 46 Bohdan T Kulakowski (1990), Vehicle – Road Interation, ASTM published Cod 04 – 012250 – 08, USA, (2005), Published by Addision – Wesley, America 47 Centa G (1997), Motor Vehicle Dynamics: Modeling and Simulation, Singapore, World Scientific 48 Edward J Haug, Dan Negrut (1999), Numerical Methods for high Speed Vehicle Dynamics Simulation, Automotive Research Center and NFS Center for Virtual Proving Ground Simulation – The University of Iowa, 26th AIAA Aerodynamic measurement Technology and Ground Testing Conference 49 Edzko Smid G., Ka C Cheok and K Kobayashi (1999), Modeling of 123 Vehicle Dynamics using Matrix-Vector Oriented Calculation in MATLAB, Department of Electrical and Systems Engineering and Computer Sience Oakland University Rochester, MI 48309-4401, Proceeding of CAINE ’99 50 Georg Rill (2005), Vehicle Dynamics, Regensburg University of Applied Sciences 51 Jazar R.N (2008), Vehicles Dynamics, Theory and Application, Berlin Springer 52 Lowen Shearer J, Bohdan T Kulakowshi (1998), Dynamic Modeling and Control of Engineering Systems, University Park, Pennsyivania, Prentice Hall 53 Pacejka H.B (2006), Tyre and Vehicle Dynamics, Elsevier, UK 54 Par Johanneson Igor Rychlik (2012), Modelling of road profiles using roughness indicators, Deparrtment of Mathematical Sciences, Divivsion of Mathematics, Chalmers University of Technology, University of Gothenburg, Gothenbug Sweden 55 Rajamani R (2005), Vehicle Dynamics and control, Berlin Springer 56 Singresu Rao (1990), Mechanical vibrations, Published by Addision Wesley, America 57 Soong T T (1993), Random Vibration of Mechanical and Structural Systems, State University of New York at Buffalo, Mircea Grigoriu Cornell University Prentice Hall International, Inc 58 Chuan-Yin Tang and Li-Xin Guo (2009) Research on Suspension System Based on Genetic Algorithm and Neural School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University, Shenyang 110004, China 59 Thomas D Gillespie (1992), Fundamentals of Vehicle Dynamics, Published by: Sociey of Automotive Engineers, Inc, 400 Commonwealth Drive Warrendale, PA15096-001 60 J.Y.Wong (2001), Theory of vibration with application, published by stanley thomes Ltd – United Kingdom 61 William T Thomson (1988), Theory of vibration with application, published by stanley thomes Ltd – United Kingdom Tiếng Nga 62 Антонов Д.А.(1973)Теория устойчивости движения многоосных 124 автомобилей, изд “Машиностроиение” МОсква 63 Антонов Д.А.(1973) Расвет устойчивости движения многоосных автомобилей, изд “Машиностроиение” Москва 64 Александров (1995) Моделирование технологических процессов лесных машин, Москва Экология 65 Анилг В Я., Барский И Б (1973) Динамика трактора, «Машиностроение», Москва 66 Астащев В.К., Бабицкий В.И., Вульфсон И.И., Коловский М.З., Крейнин Г.В., Накапетян Е.Г (1998), Динамика машин и управление машинами, Москва «Машиностроение» 67 Белоусов Б.Н., Попов С.Д (2006), Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности, Москва, Издательство МГТУ им Н.Э Баумана 68 Бендат Ж.Ш,Пирсол А.Г(1989),Прикладной анализ случайных данных, изд “Мир”,Москва 69 Ведерников А.А и др (1999) Автомобили Урал – 4320 – 10, Урал –4320 – 31 и их модификации, г Миасс 70 Варава В.И Слектральная теория подрессоривания транспортивных машин, Лесотехниической Академи 71 Гячев Л.В (1976), Динамиха мащинно тракторных и автомобильных агрегатов, изд Растовского Университета 72 Диментберг М.Ф (1980), Нелинейные стохастические задачи механических колебаний, Москва «Наука» 73 ЛурьеА.Б(1981),Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов, изд «Колос» 74 Павловский Я(1972),Aвтомобиля kyзова , изд “Машиностроение”, Москва 75 Павлюк Ю.С, Сакулин В.Д., Нелинейная динамика механических систем mри случайном воздействии 76 Ротенберг Р.В (1972), Подвеска автомобиля, изд «Машино-строение», 125 Москва 77 Савочнин B.A, Дмитриев A A(1993), Статистическая динамика транспортных и тяговых гусеничных машин, изд «Машино-строение», Москва 78 Силаев А.А., (1971), Спектральная теория подрессоривания транспортных машин, Москва, Машиностроение 79 Фурунжиев Р.И., Останин А.Н (1984), Управление колебаниями многоопорных машин, Машиностроение, Москва 80 Хачатуров A A, Афанасьев В.Л, Васильев В.С, Гольдин Г.В, Додонов Б.М, Жигарев В.П, Кольцов В.И, Юрик В.С, Яковлев Е.И (1976), Дорога, шина, автомобиль, Водитель, Москва Машиностроение 81 Яценко H.H (1969),Плавность хода грузовых автомобилей, Издательство Машиностроение, Москва ... trung nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa hoạt động chữa cháy rừng chế độ chuyển động bình ổn - Về thiết bị nghiên cứu: Luận án không nghiên cứu phần tính tốn thiết kế xe chữa cháy rừng đa năng, ... hồn thiện xe Chương THIẾT LẬP MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG XE 25 CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG 2.1 Mơ hình dao động xe chữa cháy rừng đa Xe chữa cháy rừng đa thiết kế chế tạo sở xe Ural 4320, xe có đặc... thuyết cho việc hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa năng, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu động lực học trình làm việc xe Vì việc nghiên cứu động lực học xe chữa cháy rừng đa cấp thiết để tìm chế