Đồ án xây dựng cơ sở phương pháp nghiên cứu động học động lực học và độ bền trục các đăng

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Luận án Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam chế tạo số cụm chi tiết dạng ca bin, thùng xe, khung xe, lốp, vỏ, nhựa, cao su chưa có chế tạo chi tiết hệ thống truyền lực cụm hộp số, trục đăng, cầu chủ động, cụm phải nhập 100% từ nước ngồi Việc nghiên cứu chun sâu có lý luận khoa học việc làm cần thiết để bước phát triển ứng dụng vào thực tiễn sản xuất Hiện nước chưa có cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng thông số ĐLH trục đăng đến độ bền Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng sở phương pháp nghiên cứu động học, động lực học độ bền trục đăng với đối tượng kết cụ thể áp dụng nghiên cứu thực tiễn sản xuất chế tạo cụm trục đăng ô tô tải, sở mở rộng áp dụng cho cụm chi tiết khác ô tô Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Luận án chi tiết cụm trục đăng nằm hệ thống truyền lực xe tải có tải trọng đến Giới hạn phạm vi nghiên cứu Cụm trục đăng xe tải nhẹ có tải trọng đến LF3070G1 lắp ráp Việt Nam; Ảnh hưởng số thông số thiết kế kết cấu thay đổi trục đăng như: chiều dài trục, chiều dày thân trục, góc nghiêng trục mặt phẳng dọc, ảnh hưởng quán tính quay đầu trục đăng đến tính chất động lực học, đến ứng suất, biến dạng độ bền đối tượng nghiên cứu Bỏ qua ma sát quay đầu ổ trục chữ thập ống then hoa thân trục đăng Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa khoa học Luận án đã: Xây dựng phương pháp luận nghiên cứu độ bền trục đăng; Xây dựng phương trình vi phân chuyển động khớp đăng xây dựng phương trình chuyển động, động học cụm trục đăng theo lý thuyết động lực học hệ nhiều vật làm sở cho tính tốn thiết kế chế tạo trục đăng; Xây dựng mơ hình phần tử hữu hạn khảo sát ảnh hưởng thông số động lực học đến độ bền trục đăng; Cụ thể gồm: - Thiết lập phương trình mơ tả chuyển động khớp đăng cụm trục đăng Giải phương trình vi phân chuyển động mơ khảo sát động học chi tiết phần mềm Matlab Mupad Simulink - Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm Ansys Workbench làm công cụ mô khảo sát bền cụm đăng - Xây dựng phương pháp thực nghiệm xác định thơng số động lực học; Thiết kế bệ thí nghiệm thiết kế chế tạo thu phát tín hiệu khơng dây sử dụng ngun lý wilees để thu tín hiệu trục đăng quay 5.2 Ý nghĩa thực tiến Khảo sát động học động lực học độ bền trục đăng ô tô, ứng dụng cho thiết kế, chế tạo khai thác sử dụng nâng cao độ bền, thay trục đăng Thiết kế bệ thử cụm trục đăng với thu phát tín hiệu khơng dây chế tạo để xác định ảnh hưởng thông số động lực học (mơ men xoắn, ứng suất, số vịng quay) đến độ bền trục đăng Bệ thử ứng dụng thực tiễn sản xuất kiểm tra đánh giá chất lượng trục đăng ô tô Kết nghiên cứu Luận án làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu chuyên sâu mở rộng sở đào tạo, nghiên cứu q trình tính tốn thiết kế chế tạo trục đăng Phương pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu sở lý thuyết động học trục đăng − Nghiên cứu sở lý thuyết ĐLH trục đăng − Nghiên cứu sở lý thuyết độ bền trục đăng − Phân tích chế độ làm việc cụm trục đăng xe tơ tảỉ có tải trọng đến sản xuất lắp ráp nước − Mô số, khảo sát động học, ĐLH cụm trục đăng − Mô số, khảo sát độ bền cụm trục đăng 6.2 Nghiên cứu thực nghiệm − Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá chất lượng trục đăng Luận văn chế tạo bệ thử thu phát tín hiệu khơng dây để đo thơng số trục đăng quay với yếu tố động học, ĐLH độ bền cụm trục đăng xe tơ tải nhẹ − Thí nghiệm bệ thử: Thu thập số liệu thông số động học, động lực học độ bền Những đóng góp Luận án − Đã xây dựng mơ hình khơng gian, thiết lập phương trình động lực học cụm trục đăng hệ thống truyền lực ô tô có tải trọng đến phương pháp động học, động lực học hệ nhiều vật; − Sử dụng phần mềm Matlab Mupad Simulink Ansys Workbench phần mềm chuyên dụng mạnh để khảo sát số thông số động lực học cụm trục đăng, kết khảo sát sở khoa học cho việc tính tốn bền cho trục đăng; − Đã xây dựng phương pháp thí nghiệm xác định số thông số động lực học độ bền cụm trục đăng; − Thiết kế chế tạo bệ thử nghiệm dịng cơng suất hở với thiết bị đại chuẩn; − Thiết kế chế tạo thu phát tín hiệu khơng dây để lấy tín hiệu trục đăng quay phương pháp thu nhận tín hiệu khơng phá hủy; − Đo giá trị biến dạng từ việc chuyển từ tín hiệu khơng điện, qua tín hiệu có điện, tín hiệu số xác định giá trị đo cụ thể qua việc calip máy thử kéo nén thu phát tín hiệu khơng dây Nội dung Luận án Mở đầu Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Xác định thông số động lực học độ bền trục đăng Chương 3: Khảo sát ảnh hưởng thông số động lực học tới độ bền trục đăng ô tô Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm Kết luận hướng nghiên cứu Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Trong ngành công nghiệp ô tô thị phần xe tải chiếm tỉ lệ lớn phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa tham gia sản xuất phù hợp cho vùng đô thị nông thôn Nhu cầu sử dụng ô tô tải ngày nhiều, việc sử dụng chi tiết phụ trợ cần thiết mà phần lớn nhập từ nước ngồi với chi phí cao, để tiến tới tự sản xuất hồn chỉnh chi tiết phụ trợ ngành công nghệ chế tạo lắp ráp ô tô nước cần phải nghiên cứu phát triển sản phẩm có chất lượng cao Trong đó, ưu tiên hàng đầu nghiên cứu chuyên sâu phục vụ cho việc thiết kế chế tạo cụm, phận hệ thống truyền lực có cụm trục đăng nhiệm vụ cần thiết ngành công nghiệp Việt Nam giai đoạn 1.2 Phân tích tổng quan trục đăng ô tô Trục đăng hệ thống truyền lực tơ có cơng dụng truyền cơng suất từ hộp số đến cầu chủ động phía sau xe, ngồi nhiệm vụ truyền cơng suất cịn phải đảm bảo truyền chuyển động quay trục khơng nằm thẳng góc với truyền mơ men xoắn trục không nằm đường thẳng mà thường cắt góc α Các khớp đăng thường phải chịu lực va đập lớn, đồng thời trục đăng bị xoắn uốn va chạm, bề mặt then hoa trục đăng dễ bị mòn mẻ nên truyền động đăng phải thỏa mãn yêu cầu truyền động, thiết kế chế tạo, tháo lắp sửa chữa 1.3 Phân loại trục đăng Trục đăng phân loại theo: công dụng truyền động đăng, khớp đăng, tính chất động học đăng theo kết cấu đăng 1.4 Phân tích kết cấu trục đăng xe tải nhẹ Kết cấu trục đăng xe tải nhẹ trình bày hình 1.1 Hình 1.1 Kết cấu trục đăng xe ô tô tải nhẹ Nạng đăng, Thân dài, Phớt dầu, Vành hãm, Đai ốc, Thân ngắn, Nạng đăng, Vòng đệm, Khớp chữ thập, 10 Bi kim, 11 Phớt mỡ, 12 Cốc ổ bi kim, 13 Phanh hãm Trục đăng cần cân động để giảm tối đa rung động làm việc Nếu truyền động đăng có trục việc cân động phải thực đồng thời cho trục Trong trình cân động, để tạo đối trọng người ta thường phải hàn thêm vào miếng kim loại lên thân trục đăng vị trí cân 1.5 Một số vấn đề công nghệ chế tạo trục đăng ô tô Phương pháp chế tạo: nạng đăng đúc gia công, mối ghép then hoa làm từ thép 45, thân trục đăng làm từ thép ống, trục chữ thập làm từ thép hợp kim rèn Kiểm tra cân dao động trục đăng với thiết bị chuyên dùng, ví dụ máy kỹ thuật số hãng HOMMELWERKE GMBH “Hommel Measuring Computer Family – MC20” với thiết bị phân tích chiều, phần mềm phân tích xử lý số liệu, máy phân tích vật liệu 1.6 Một số dạng hư hỏng đặc trưng đăng ô tô Trong trình làm việc, có xuất ứng suất lớn điểm cụm trục đăng gây vết nứt micro phát triển dần lên, với dao động lực tác động lên trục làm tăng vết nứt Sự xuất lực tác động điều kiện gây ứng suất lớn ứng suất cho phép vật liệu làm cho giới hạn bền vượt qua vùng biến dạng dẻo Quá trình chịu tải diễn liên tục lặp lặp lại nhiều lần dẫn đến hỏng hóc chi tiết trục đăng Một số dạng hư hỏng đặc trưng như: Q trình mịn cổ trục chốt chữ thập (a); Mòn ổ cốc bi (b); Mòn cổ chốt (c); Sự mòn cổ chốt chữ thập (d); gãy chốt chữ thập (e) Hình 1.2: dạng hư hỏng đặc trưng đăng 1.7 Tình hình nghiên cứu trục đăng giới nước 1.7.1 Tình hình nghiên cứu giới Có số cơng trình nghiên cứu tiêu biểu, cơng trình nghiên cứu độc lập nghiên cứu hàn lâm, khơng thấy có nghiên cứu ứng dụng vào thực tế sản xuất 1.7.2 Tình hình nghiên cứu nước Những nghiên cứu trục đăng tập trung chủ yếu vào vấn đề động học, động lực học cân trục đăng dạng giáo trình giảng dạy trường đại học, cao đẳng Trong nước, nghiên cứu trục đăng ô tô chủ yếu mức độ nghiên cứu đào tạo, chưa có nghiên cứu chuyên sâu chế tạo sản xuất để ứng dụng vào thực tiễn thay nhập KẾT LUẬN CHƯƠNG Trình bày nghiên cứu tổng quan thị trường sản xuất lắp ráp ô tô nước nhu cầu tình hình sản xuất nội địa hóa sản phẩm Khái quát tình hình phát triển công nghiệp ô tô nhu cầu thực tế nội địa hóa sản phẩm, linh kiện phụ tùng tơ, cụ thể chế tạo nội địa hóa cụm đăng từ thiết chế tạo sản xuất Từ nghiên cứu tổng quan, cơng trình nghiên cứu nước nước, tác giả luận án xác định nhiệm vụ, mục đích, phương pháp nội dung nghiên cứu nhằm đóng góp vào cơng nội địa hóa ngành cơng nghiệp tơ nước, phục vụ công tác nghiên cứu khoa học đào tạo Xây dựng sở phương pháp nghiên cứu động học, động lực học độ bền trục đăng áp dụng nghiên cứu thực tiễn sản xuất Đề mục tiêu luận án nghiên cứu mở rộng chuyên sâu trực tiếp cụm trục đăng ô tô tải sở mở rộng áp dụng cho đối tượng khác chế tạo chi tiết ô tơ Chương XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ĐỘ BỀN TRỤC CÁC ĐĂNG 2.1 Xây dựng mơ hình động lực học hệ nhiều vật cụm trục đăng hệ thống truyền lực ô tô Mô hình trục đăng HTTL xe tơ tải nhẹ hệ học gồm năm vật rắn liên kết với biểu diễn hình 2.1 Hình 2.1 Sơ đồ học cụm trục đăng tơ tải nhẹ Khi góc góc lệch trục trục khơng đổi trình chuyển động (1, 1 = const) trục 1, quay quanh trục chúng Các vật định nghĩa sau: Vật (Trục chủ động (nạng đăng trước)) có khối lượng tập trung trọng tâm O1 có hệ tọa độ vật O1X1Y1, có tọa độ suy rộng 1 Mô men lực M1 Vật (Trục chữ thập trước) có khối lượng tập trung trọng tâm A có hệ tọa độ vật AXAYA, có tọa độ suy rộng 1 Mô men lực 1 Vật (Thân trục) có khối lượng tập trung trọng tâm O2 có hệ tọa độ vật O2X2Y2, có tọa độ suy rộng 2 Mô men lực M2 Vật (Trục chữ thập sau) có khối lượng tập trung trọng tâm B có hệ tọa độ vật BX BYB, có tọa độ suy rộng 2 Mô men lực 2 Vật (Trục bị động (nạng đăng sau)) có khối lượng tập trung trọng tâm O có hệ tọa độ vật O3X3Y3, có tọa độ suy rộng 3 Mơ men lực M3 Ta đặt kích thước: AO1=a1, AO2=a2, BO3=a3, AB=L (L chiều dài trục đăng Luận văn khảo sát trường hợp: L1 = 1450mm, L2 = 1300mm, L3 = 1150mm) 2.2 Xây dựng phương trình động lực học hệ nhiều vật cụm trục đăng Các tọa độ suy rộng đủ hệ Áp dụng phương trình Lagrange loại ta có: d  L  dt  q j  L = Qj  −  q j (2.1) Trong đó: L hàm Lagrange xác định L = T-V (trong trường hợp khơng có thay đổi L = T); T động hệ; q j tọa độ suy rộng hệ (trong trường hợp qj = i ); Q j lực suy rộng hệ (trong trường hợp Qj = i ) Các tọa độ suy rộng đủ hệ là: q = [1 ,2 ,3 , , ]T Trong đó: 1 - chuyển vị góc trục chủ động 1;  (2.2) - chuyển vị góc trục đăng 2;  - chuyển vị góc trục bị động 3; 1 - chuyển vị góc trục chữ thập trước; 2 - chuyển vị góc trục chữ thập sau Trường hợp 1: Khơng xét đến khối lượng quán tính trục chữ thập Tọa độ suy rộng đủ hệ trường hợp là: q = [1 , ,3 ]T (2.3) Trên sở tính tốn mơ men qn tính khối lượng, ma trận cô sin hướng, tọa độ trọng tâm định mức Jacobi tịnh tiến vật, vận tốc góc định thức Jacobi quay vật, ma trận khối lượng, động hệ, hệ, hàm hao tán hệ, lực suy rộng xây dựng phương trình vi phân chuyển động HTTL sau: (2.4) I11 + cx (1 − 31 ) + k x 1 − 31 = M1 I ( 2cos21 − 1)2 = ( ) ( ) I ( 2cos 31 − 1)3 − cx (1 − 31 ) − k x 1 − 31 = − M Như vậy: + Nếu  31 = , hay 2.6) có dạng: (2.5) (2.6) 1 = − (hai trục song song nhau), hệ PTVP (2.4, 2.5, ( ) I11 + cx (1 − 3 ) + k x 1 − 3 = M1 I ( 2cos21 − 1)2 = (2.7) (2.8) ( ) I 33 + cx (1 − 31 ) + k x 1 − 31 = − M (2.9) 1 ,  31 số Nhưng tơ di chuyển góc biến đổi theo thời gian, phụ thuộc vào biến dạng nhíp cầu sau (  ) Nghĩa + Các PTVP lập với giả thiết giải hệ PTVP (2.7, 2.8, 2.9) ta phải coi: i =  i ( ) với  =  (hb,t ) Để xác định  (hb,t ) phải giải toán dao động cầu sau ô tô chuyển động đường mấp mô + Sau khảo sát hệ PTVP (2.7, 2.8, 2.9) ta tìm góc xoắn trục theo công thức (2.10) (2.10)  = 31 − 1 Trường hợp 2: Có xét đến khối lượng quán tính trục chữ thập Khảo sát động học, động lực học cụm trục đăng trường hợp có ảnh hưởng trục chữ thập Các thơng số  , tính theo 1 ,1  , , , theo 1 ,1 Hàm động theo hai biến 1 1 có dạng T (1 ,1 ) Sử dụng cơng thức tính tích vơ hướng tích có hướng véc tơ cơng thức tính tốn, ta thiết lập phương trình: cotg = −tg cos (2.11) sin = cos = + cotg  1 + cos α.tg  2 ( sin  cos + cos  sin 1tg ) (2.12) Các phương trình (2.11, 2.12) miêu tả thơng số động lực học chuyển vị góc trục đăng ( ) , khớp đăng ( ) quan hệ với chuyển vị góc trục chủ động ( ) 2.3 Mô men động lượng chi tiết cụm trục đăng: Xác định mô men động lượng góc trục chủ động, mơ men động lượng góc khớp đăng, mơ men động lượng góc khớp đăng, mơ men động lượng góc trục bị động nhằm xác định động chi tiết hệ tọa độ cố định O0 x0 y0 z0 ,qua xác định tổng động cụm trục đăng theo phương trình (2.13) zz I1 + s ( ) I 2xx + c ( ) I 2yy ) 12 + I 2zz 22 + ( 2 yy 1 + ( I + s ( ) I 4xx + c ( ) I 4yy ) 32 + I 4zz 42 + I 5yy 52 2 T= (2.13) 2.4 Phân tích thơng số động lực học trục đăng chương trình Matlab Mupad 2.4.1 Tính động hệ Chạy chương trình Mupad Matlab ta nhận kết động trục 2.4.2 Tính chuyển vị góc vận tốc góc vật Đặt:  = a;  = b; 1 = 1, 1 vận tốc góc trục 1, ta nhận kết chuyển vị góc trục  cos(a)cos(t1 )   sin(a)sin(t1 ) +  tan(t )   = arccos   cos(a)   +1   tan(t1 )   cos( )cos(1 )  cos( )sin(1 )  − cos(1 )sin( ) +  cos( )2  3  tan(1 ) tan(1 )2  1  − tan(1 )3 13/2  1     2 =  2 1− 1 (2.14) (2.15)  tan(1 )    cos( )  3 = − arctan  3 = − (2.16) 1 (tan(1 ) + 1)  tan(1 )  cos( )  + 1  cos( )  (2.17)  cos( )cos(3 )   sin( )sin(3 ) +  tan(3 )   3 = arccos   cos( )   +   tan(3 )   4 =   sin( ) cos( ) 2 1  3/2 − +  5 4 tan(1 )2   1 (2.18)  sin( ) tan(1 ) 2  + cos( )3 53/2 cos( )  3  − tan(1 )3 13/2 1−  32 1 (2.19)  tan(3 )    cos(  )  5 = − arctan  (2.20) 1 (tan(1 ) + 1)   tan(1 ) cos( )cos(  )  + 1 2  cos( ) cos(  )  2.4.3 Xây dựng phương trình động lực học cho tồn hệ Ta xây dựng phương trình chuyển động hệ cụm trục đăng có dạng:  1.0 I zz 32 1.0 I yy ( 25 +  23 ) 1.0 I zz 1.0 I yy 30 xx zz  1.0 I  − 1.0 I1 + − + − +  15  31 8 9   1.0 4 30 1.0 I yy 30  1.01 30 2 1.01I zz 16 + − −  1.0   + − +  1 9  10 9  82   5 = + 2.01I zz 3 − 0.512 I zz 16 − 1.01I zz 13 32 − 2.01I zz 7 + 4.01I yy tan(1 ) 30  15  152 8 9 yy 4.01I tan(1 ) 30 4.01 tan(1 ) 4 30 4.01 tan(1 ) 4 303 − + + −  11 9  11  82 + 1.012 I zz 3 − 0.512 I zz 13 32  15  152 2.012 I xx tan(1 ) 30 2.012 I xx tan(1 ) 303 + − − 9  11 2.012 tan(1 ) 4 30 2.012 tan(1 ) 4 303 − + + 9  11 2.012 I yy tan(1 ) 30 2.012 I yy tan(1 ) 303 + − =0  10  12 (2.21) − + (2.22) Các hệ số phương trình xác định phụ thuộc vào thông số động học trục đămg nêu phụ lục luận án 2.5 Các thông số tính tốn độ bền trục đăng 2.5.1 Độ bền thân trục đăng Kích thước trục đăng xác định theo số vòng quay nt đăng Khi tính cần kiểm tra độ bền đăng theo xoắn, kéo, nén uốn (khi trục chịu dao động ngang) Kích thước tính tốn thân trục nêu hình 2.8, cđó có nạng đăng trước 1, nạng đăng sau 3, thân trục hàn với trục then vị trí mối hàn số Các kích thước tính tốn cho trường hợp gồm: Trường hợp 1: Chiều dài L1 = 1450mm, chiều dày thân trục b1 = mm Trường hợp 2: Chiều dài L1 = 1450mm, chiều dày thân trục b2 = mm Trường hợp 3: Chiều dài L2 = 1300mm, chiều dày thân trục b1 = mm Trường hợp 4: Chiều dài L2 = 1300mm, chiều dày thân trục b2 = mm Trường hợp 5: Chiều dài L3 = 1150mm, chiều dày thân trục b1 = mm Trường hợp 6: Chiều dài L3 = 1150mm, chiều dày thân trục b2 = mm Hình 2.8 Kích thước tính tốn thân trục Thân trục đăng tính theo ứng suất xoắn:  '= (1 −  ) DG (MN/m2) 2L Và góc xoắn trục đăng  : 180 M e maxih1i p1l = Kd  GJ x (rad) Jx – mơmen qn tính tiết diện xoắn D – đường kính ngồi trục đăng (m) L – Chiều dài tính tốn trục (m) G – mô đun đàn hồi dịch chuyển (G = 0,8.105MN/m2) 2.5.2 Độ bền chốt chữ thập Chốt chữ thập tính theo uốn, cắt chèn dập với tải trọng P P= (2.23) M e maxih1i p1 2rc cos  Chốt chữ thập khớp đăng tính theo chèn dập theo cơng thức (2.24)  cd = 2P MN/m2 F (2.24) 2.5.3 Độ bền nạng đăng Trên sơ đồ nạng đăng, lực P đặt vào nạng đường tâm lỗ chốt chữ thập đăng với khoảng cách R Ứng suất xoắn  = M x Wx Mô men chống xoắn tiết diện enlip xác định theo  hb Wx  16 2.5.4 Hiệu suất truyền lực trục đăng Tại bề mặt ma sát chốt chữ thập bị mài mịn vị trí lắp ổ bi kim sinh nhiệt độ lớn bôi trơn không đảm bảo Nguyên nhân sinh nhiệt công ma sát tăng  =1−  d1     ln tg ( + ) + tg   r   (2.25) Ta thấy hiệu suất khớp đăng  phụ thuộc hệ số ma sát  góc nghiêng  trục đăng Khi  tăng hiệu suất đăng  giảm Khi giảm  hiệu suất  tăng 2.5.5 Nhiệt khớp đăng Do công ma sát cổ chốt chữ thập sinh nhiệt nung nóng khớp đăng Giải phương trình cuối giả thiết ban đầu khơng có chênh lệch nhiệt độ T1 – T2 = ta có độ tăng nhiệt độ cổ chốt: t Q = (1 − e At ) F '' K Với A1 = (2.26) mc o ;  = C (277oK) Mo=0,8Memax;  = 0,03 F '' K 2.6 Xây dựng phương trình phần tử hữu hạn cụm trục đăng Để phân tích ảnh hưởng thông số động lực học đến độ bền trục đăng ta sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) Biến dạng ứng suất bên phần tử biểu diễn theo chuyển vị nút Các đặc trưng phần tử gồm: Ma trận độ cứng phần tử ghép thành ma trận độ cứng kết cấu Các ngoại lực tác động gây nội lực chuyển vị kết cấu qui đổi dạng lực nút mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương Các ẩn số cần tìm chuyển vị nút (hoặc nội lực nút) xác định ma trận chuyển vị nút ma trận nội lực nút Các ma trận độ cứng, ma trận chuyển vị nút, ma trận tải trọng quan hệ với phương trình cân theo quy luật tuyến tính Đối với trường hợp tĩnh, phương trình PTHH hệ có dạng:  K .u = R (2.27) Trong : K  - Ma trận độ cứng  u - Véc tơ kết chuyển vị R - Véc tơ lực Khi xe hoạt động xuất tải trọng động cấu, phương trình PTHH có dạng: K  u  = M     (2.28) Trong : K  : Ma trận độ cứng M  : Ma trận chéo khối lượng   : Ma trận chéo trị riêng   : Ma trận véc tơ riêng tương ứng Lập trình phần mềm Ansys Workbench ta nhận giá trị thông số ma trận độ cứng K, ma trận chéo khối lượng M, ma trận chéo giá trị riêng 2, ma trận véc tơ riêng  Ma trận chuyển vị u ẩn số cần tìm KẾT LUẬN CHƯƠNG Từ kết cấu nguyên lý hoạt động trục đăng xe ô tô tải nhẹ thực tế, xây dựng mơ hình động học, động lực học khớp đăng cụm trục đăng hệ thống truyền lực xe thực tế Ứng dụng phần mềm Matlab Mupad Simulink xây dựng mơ hình tốn với hệ phương trình đầy đủ xác định quan hệ động học thông số động lực học hệ   Xác định thông số ảnh hưởng đến độ bền trục đăng để lựa chọn khảo sát trường hợp trục đăng có chiều dài 1450mm, 1300mm, 1150mm hai kích thước chiều dày thân trục 6mm 4mm Xây dựng phương trình phần tử hữu hạn làm sở khảo sát độ bền trục đăng theo thông số động học, động lực học làm sở ứng dụng phần mềm PTHH để mô khảo sát Chương KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC TỚI ĐỘ BỀN TRỤC CÁC ĐĂNG Ô TÔ 3.1 Các giả thiết - Cụm trục đăng nằm mặt phẳng thẳng đứng dọc (đi qua trọng tâm) mặt phẳng đối xứng dọc xe Đường tâm trục đăng trùng với đường tâm hệ thống truyền lực (HTTL) - Đường tâm trục chủ động trục bị động giao với đường tâm thân trục tâm đối xứng khớp chữ thập đăng - Bỏ qua biến dạng cụm xe gồm biến dạng chi tiết mối liên kết có HTTL khung xe có độ cứng tuyệt đối - Trong trình khảo sát, bỏ qua ảnh hưởng lẫn dao động cụm HTTL bỏ qua ảnh hưởng dao động hệ thống treo ô tô đến dao động trục đăng - Không xét tới ảnh hưởng ma sát ổ bi kim khớp quay trục chữ thập ống then thân trục - Các trọng tâm chi tiết cụm trục đăng không dịch chuyển tương đối trình hệ chuyển động 3.2 Khảo sát động lực học cụm trục đăng 3.2.1 Xây dựng sơ đồ thuật toán khảo sát động lực học cụm trục đăng Xây dựng sơ đồ thuật toán khảo sát động học, động lực học cụm trục đăng theo phương pháp số, hình 3.1 Sau cập nhật thông số định nghĩa biến đầu vào gồm: Mô men xoắn trục chủ động , góc nghiêng trục mặt phẳng dọc , vận tốc góc , chương trình tính bắt đầu Hình 3.1 Sơ đồ thuật tốn khảo sát động học động lực học trục đăng 10 3.2.2 Xây dựng sơ đồ Matlab Simulink khảo sát thông số động lực học trục đăng Sử dụng chương trình Matlab Simulink ta lập sơ đồ khảo sát động học trục đăng Kết thu ảnh hưởng góc nghiên trục trường hợp =0o,10o,20o,30o,40o ta thấy góc nghiêng trục tăng tần số dao động trục bị tăng lên a) Vận tốc góc trục vào b) Vận tốc góc trục  = 0o c) Vận tốc góc trục  = 10o d) Vận tốc góc trục  = 20o e) Vận tốc góc trục  = 30o f) Vận tốc góc trục  = 40o Hình 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng góc nghiêng đến vận tốc độ góc trục 3.2.3 Độ dịch chuyển góc chốt chữ thập, trục vào, trục mô men động lượng Các kết khảo sát thu độ dịch chuyển góc chốt chữ thập omega, trục vào theta, trục gamma mô men động lượng trình bày hình 3.3 b) Dịch chuyển góc theta a) Dịch chuyển góc omega d) Mơ men động lượng c) Dịch chuyển góc gamma Hình 3.3 Độ dịch chuyển góc mơ men động lượng trục đăng 3.3 Khảo sát độ bền trục đăng 3.3.1 Xây dựng sơ đồ thuật toán khảo sát độ bền trục đăng Thuật tốn sử dụng tính bền trục đăng theo phương pháp PTHH xây dựng theo sơ đồ hình 3.4 11 Hình 3.4 Sơ đồ thuật tốn tính tốn độ bền trục đăng 3.3.2 Xây dựng đặc tính vật liệu kết cấu phần tử Từ phân tích kết cấu trục, vật liệu chế tạo công nghệ chế tạo, sở mô hình PTHH, ta xác định đặc tính vật liệu trục đăng với thông số cụ thể 3.3.3 Phân tích xác định kiểu phần tử 3.3.3.1 Số phần tử Lập bảng phân tích phần tử kết cấu ta nhận số phần tử, kiểu phần tử thời gian phân tích phần tử Có ba loại phần tử 3D sử dụng toán SOLID187 (Quadratic Tetrahedral), CONTA174 (Contact) TAGE170 (Contact) 3.3.3.2 Cấu trúc phần tử Các phần tử sử dụng bảng có cấu trúc giới thiệu gồm: a) Phần tử SOLID187; b) Phần tử CONTA173; c) Phần tử TARGE170 3.3.4 Phân tích dao động riêng cụm trục đăng 3.3.4.1 Dãy tần số dao động riêng trục đăng Trong phương trình PTHH (2.55), (2.56) ta xét véc tơ lực R = để phân tích dao động riêng trục, ta có phương trình (3.1) [M][][2] = (3.1) Với ma trận khối lượng [M] xác định phương trình (2.58), ma trận giá trị riêng [2] xác định phương trình (2.59), ma trận véc tơ riêng [] xác định phương trình (2.60) Ứng dụng phần mềm Ansys Workbench lập trình phân tích dao động riêng trục, 20 dạng dao động tương ứng với dãy tần số riêng 3.3.4.2 Dao động uốn trục Sử dụng ký hiệu: L chiều dài trục; M số dạng riêng; f tần số dao động; Df chuyển vị tổng lớn a) Ảnh hưởng chiều dài trục đến dao động uốn trục Chiều dài thân trục không ảnh hưởng nhiều đến dao động uốn trục, nguyên nhân giải thích độ cứng vững cụm trục đăng nằm giới hạn cho phép kết cấu kết khảo sát nêu bảng 3.1 12 Bảng 3.1 Ảnh hưởng chiều dài trục đến dao động uốn trục đăng L 1450x6 mm L 1300x6 mm L 1150x6 mm M = 10 f = 654.69 Hz Df = 0.71621 m M = 10 f = 667.68 Hz Df = 0.72923 m M = 10 f = 543.93 Hz Df = 0.38202 m M = 15 M = 15 M = 15 f = 1451.6 Hz f = 1295.9 Hz f = 1157.9 Hz Df = 0.33596 m Df = 0.29754 m Df = 0.3481 m b) Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động uốn trục Ở vùng tần số thấp 600 Hz, trục bị uốn; vùng tần số trung bình 600 Hz đến 1000 Hz, trục bị xoắn nhiều vùng tần số cao 1000 Hz, trục bị xoắn uốn, chuyển vị xoắn có biên độ lớn Bảng 3.2 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động uốn trường hợp L1450mm L 1450x6 mm L 1450x4 mm M=6 M=6 f = 185.0 Hz f = 186.43 Hz Df = 0.29532 m Df = 0.34239 m M = 15 f = 1295.9 Hz Df = 0.29754 m M = 15 f = 1312.9 Hz Df = 0.35496 m Trên trục chiều dài L1300 mm, kết qủa khảo sát cho thấy tương tự trục L1450 mm, vùng tần số thấp 600 Hz, trục bị uốn nhiều kích thước chi tiết nhỏ hai đầu trục vòng chặn cốc bi chữ thập, đệm lót bị ảnh hưởng nhiều Bảng 3.3 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động uốn trường hợp L1300mm L 1300x6mm L 1300x4mm M=6 M=6 f = 204.42 Hz f = 209.54 Hz Df = 0.31992 m Df = 0.35938 m M = 15 f = 1451.6 Hz Df = 0.33596 m M = 15 f = 1081 Hz Df = 71.347 m (Vòng chặn bi) Trên trục chiều dài ngắn hơn, L1150 mm, kết qủa khảo sát cho thấy vùng tần số thấp 600 Hz, trục bị uốn; vùng tần số trung bình 600 Hz đến 1000 Hz, trục bị uốn xoắn vùng tần số cao 1000 Hz, trục bị xoắn nhiều nhất, chuyển vị xoắn có biên độ lớn dạng dao động da dạng Bảng 3.4 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động uốn trường hợp L 1150mm L 1150x6mm L 1150x4mm M=6 M=6 f = 230.16 Hz f = 233.89 Hz Df = 0.35885 m Df = 0.37169 m M = 15 M = 15 f = 1157.9 Hz f = 1617 Hz Df = 0.3481 m Df = 0.73519 m 13 3.3.4.3 Dao động xoắn trục a) Ảnh hưởng chiều dài trục đến dao động xoắn trục Qua khảo sát cho thấy chiều dài thân trục có ảnh hưởng nhiều đến dao động xoắn trục, nguyên nhân ảnh hưởng độ cứng cụm trục Các kết khảo sát nêu bảng 3.5 Bảng 3.5 Ảnh hưởng chiều dài trục đến dao động xoắn trục đăng L 1450x6mm L 1300x6mm L 1150x6mm M = 7; f = 214.81 Hz Df = 0.42168 m M = 7; f = 226.12 Hz Df = 0.44134 m M = 7; f = 238.46 Hz Df = 0.46369 m Khơng có dao động xoắn Khơng có dao động xoắn M = 20; f = 1081.9 Hz Df = 0.63633 m b) Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động xoắn trục Chiều dày thân trục có ảnh hưởng lớn đến dao động xoắn trục, kết khảo sát nêu bảng bảng 3.6, 3.7 3.8 Khi chiều dài thân trục có chiều dày khác dao động trục khác Trục có chiều dày thân trục nhỏ mm có chuyển vị xoắn lớn trục có chiều dày mm Bảng 3.6 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động xoắn trường hợp L1450mm L 1450x6mm L 1450x4mm M=7 M = 7; f = 255.76 Hz f = 214.81 Hz Df = 0.43999 m Df = 0.42168 m M = 20; f = 1081.9 Hz M = 19; f = 1669.4 Hz Df = 0.63633 m Df = 0.65885 m Trên trục chiều dài L1300 mm, kết qủa khảo sát cho thấy vùng tần số thấp 600 Hz, trục bị xoắn nhiều vùng tần số trung bình tần số cao Các kết khảo sát trục L1300 mm nêu bảng 3.7 Các dao động xoắn xảy ba vùng tần số thấp, tần số trung bình tần số cao trục có chiều dày mm Đối với trục có chiều dày mm dao động xoắn xảy vùng tần số thấp vùng tần số cao Bảng 3.7 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động xoắn trường hợp L1300mm L 1300x6 mm L 1300x4 mm M=7 M=7 f = 226.12 Hz f = 226.12 Hz Df = 0.44134 m Df = 0.44134 m M = 14 f = 1175.4 Hz Khơng có dao động xoắn Df = 0.61395 m Đối với trục có chiều dài L1150 mm, kết qủa khảo sát cho thấy dao động xoắn xảy trục có chiều dày thân trục nhỏ dao động xảy tất vùng tần số thấp, trung bình tần số cao Các kết khảo sát trục L1150 mm nêu bảng 3.8 Bảng 3.8 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến dao động xoắn trường hợp L 1150mm L 1150x6mm L 1150x4mm M = 7; f = 238.46 Hz M = 7; f = 260.59 Hz Df = 0.46369 m Df = 0.48496 m M = 20; f = 1731.2 Hz Df = 0.74466 m Khơng có dao động xoắn 14 3.3.5 Phân tích dao động điều hịa tải trọng phân bố trục đăng Khi có lực kích thích R tác dụng, trục bị dao động xoắn trình làm việc 3.3.5.1 Các thơng số đầu vào Lực kích thích mơ men xoắn trục vào truyền từ động qua ly hợp, hộp số Giá trị mô men xoắn cực đại động xác định theo giá trị danh nghĩa Me max = 320Nm 2200 vịng/phút Mơ men cản từ bánh xe chủ động: Mk = 225Nm 3.3.5.2 Các thông số điều kiện biên Ta chọn ràng buộc kết cấu PTHH thỏa mãn điều kiện biên mơ hình mơ hai vị trí A1 B1 hai đầu trục đặt vật Các thông số điều kiện biên xác định đảm bảo cho cụm trục đủ độ cứng vững kết cấu ổn định trình làm việc mặt học thỏa mãn giả thiết đưa mục 3.1 Hình 3.5 Đồ thị phân bố tải trọng theo tần số L 1450 x mm Dạng riêng thứ 7, f = 508.22Hz, P = 42.8116 Mpa Dạng riêng thứ 18, f = 2122.975Hz, P = 33.2166 MPa 3.3.6 Phân bố ứng suất, biến dạng trục đăng 3.3.6.1 Trên cụm trục đăng Sử dụng phần mềm PTHH Ansys Workbench ta khảo sát giá trị ứng suất biến dạng cụm trục đăng Ưu điểm việc sử dụng phần mềm đưa đầy đủ điều kiện biên vào vài toán Kết phản ánh trực tiếp đồ thị 3D chi tiết, nhìn phổ màu giá trị hiển thị, ta đọc kết nhanh chóng, hình 3.6 a) Phân bố ứng suất uốn b) Phân bố ứng suất xoắn d) Phân bố biến dạng mặt bích c) Phân bố biến dạng nạng Hình 3.6 Sự phân bố ứng suất, biên dạng trục đăng 3.3.6.2 Trên vị tric thân trục Trên vị trí thân trục có đầu gắn chặt với nạng, đầu lại trục then hoa, có ống trịn rỗng hàn chặt hai đầu với thành khối cứng Đặc tính hình học khối cứng thân trục gồm: 15 Thể tích: 517.83mm3; Khối lượng: 4.065 kg; Tọa độ trọng tâm: x, y, z = -158.71, -129.03, 275.64 mm ; Số nút: 7384 nút; Số phần tử: 4034 phần tử Kết mô cho thấy: Biến dạng lớn 2.453 mm/mm ;Ứng suất lớn nhất: 262 Mpa Một số hình ảnh mơ tả kết mơ hình ảnh, hình 3.7 Hình 3.7 Kết mô độ bền thân trục đăng 3.3.6.3 Trên nạng trục Mô tương tự thân trục, ta thực nạng đăng nhận kết quả: Thể tích: 398.7mm3; Khối lượng: 3.13 kg; Tọa độ trọng tâm: x, y, z = 4.278, 11.65, 19.318 mm; Số nút: 13794 nút; Số phần tử: 7172 phần tử Kết mô cho thấy: Biến dạng lớn 3.788 mm/mm; Ứng suất lớn nhất: 399 Mpa Một số hình ảnh mơ tả kết mơ hình ảnh, hình 3.8 Hình 3.8 Kết mô độ bền nạng đăng 3.3.6.4 Trên chốt chữ thập đăng Cũng thực thân trục nạng đăng, ta nhận kết mơ chốt chữ thập Thể tích: 104.6mm3; Khối lượng: 0.821 kg; Tọa độ trọng tâm: x, y, z = 1.136, 3.215, 0.877 mm; Số nút: 33583 nút; Số phần tử: 19753 phần tử Kết mô cho thấy: Biến dạng lớn 0.476 mm/mm; Ứng suất lớn nhất: 265.3 Mpa Một số hình ảnh mơ tả kết mơ hình ảnh, hình 3.9 Hình 3.9 Kết mơ độ bền trục chữ thập đăng 3.3.7 Ảnh hưởng thông số hình học đến ứng suất, biến dạng 3.3.7.1 Ảnh hưởng chiều dài đến ứng suất, biến dạng trục So sánh kết theo chiều dài cho thấy trục có L1450x6mm có tổng chuyển vị, biến dạng tương đương ứng suất tương đương lớn hai trục trục có chiều dài ngắn Trên trục chiều dài lớn L1450x6mm biến dạng tương đương 3.8589e-002 m/m ứng suất tương đương 7.7178e+009 Pa lớn so với hai trục ngắn Trục kích thước trung bình L1300x6mm có tổng chuyển vị lớn Như trục có độ bền thấp hai trục trục Kết khảo sát trình bày bảng 3.14 16 Bảng 3.14 Ảnh hưởng chiều dài trục đến ứng suất, biến dạng trục L1450x6mm L1300x6mm L1150x6mm Tổng chuyển vị (m) 5.4589e-003 5.6786e-003 3.978e-003 Biến dạng tương đương (m/m) 3.8589e-002 3.2706e-002 3.7625e-002 Ứng suất tương đương (von7.7178e+009 6.2989e+009 7.5251e+009 Mises) (Pa) 3.3.7.2 Ảnh hưởng chiều dày thân trục đến ứng suất, biến dạng Chiều dày thân trục có ảnh hưởng lớn đến ứng suất, biến dạng trục đăng trình làm việc Từ kết khảo sát ta xác định số nút, số phần tử loại trục Với chiều dày khác số nút số phần tử trục khác So sánh kết theo chiều dày thân trục rõ ràng ta thấy trục mỏng mm có thơng số biến dạng tương đương ứng suất tương đương lớn trục dày mm Trường hợp cho kết trục mỏng mm có độ bền thấp trục dày mm Các kết khảo sát ảnh hưởng độ dày thân trục đến ứng suất biến dạng nêu bảng 3.15 Bảng 3.15 Ảnh hưởng chiều dày trục đến ứng suất, biến dạng trục Trục Trục Trục 1450 x 1450 x 1300 x 1300 x 1150 x 1150 x Số nút 428680 427772 424571 424429 420636 420176 Số phần tử 243230 242214 241281 240611 239245 238549 Tổng chuyển vị (m) 5.4589e6.6223e5.6786e3.5592e3.978e5.2456e003 003 003 003 003 003 Biến dạng tương 3.8589e4.7135e3.2706e3.5592e3.7625e5.6015eđương (m/m) 002 002 002 003 002 002 8.1948e+009 7.5251e+ Ứng suất tương 7.7178e+ 8.8614e+ 6.2989e+ 1.1152e+ đương (von-Mises) 009 009 009 009 010 (Pa) 3.3.7 Phân tích ảnh hưởng thơng số động lực học đến độ bền trục đăng Khảo sát ảnh hưởng thông số động lực học trục đăng gồm độ cứng trục phụ thuộc vào kích thước chiều dài, chiều dày trục tần số dao động, dạng dao động riêng trục đăng ảnh hưởng đến độ bền cụm trục đăng Ứng dụng phần mềm ANSYS Workbench cho kết phân tích hình 3.10 trục có chiều dài L = 1450x6mm hình 3.11 trục có chiều dài L = 1300x6mm Việc khảo sát hai loại trục nhằm lấy kết so sánh với hai trục loại sử dụng thí nghiệm 17 1) Biến dạng theo phương X (*10-3mm), x= 1357.1 374.73Hz 2) Biến dạng theo phương Y (*10-3mm), y= 453.794 374.73Hz 3) Biến dạng theo phương Z (*10-3mm), z= 719.96 374.73Hz 4) Chuyển vị tổng (mm/m) Df = 518.435 1295.9Hz 5) Góc xoắn tổng (rad)  = 500 1801.9Hz Hình 3.10 Đồ thị biến dạng, chuyển vị, góc xoắn tổng trục L=1450 x6mm 1) Biến dạng theo phương X (*10-3mm), x= 1566.75 441.6 Hz 2) Biến dạng theo phương Y (*10-3mm, y =1326.61 441.6Hz 3) Biến dạng theo phương Z (*10-3mm), z= 914.153 441.6Hz 4) Chuyển vị tổng (mm/m) Df = 875.35 1451.6 Hz 5) Góc xoắn tổng (rad)  = 973.6 2007.8 Hz Hình 3.11 Đồ thị biến dạng, chuyển vị, góc xoắn tổng trục L=1300x6mm Ở đồ thị ta lập bảng phân tích kết bảng 3.16 Ta thấy rõ trục dài L = 1450mm biến dạng theo phương, tổng chuyển vị góc xoắn lớn trục có chiều dài L = 1300mm Kết kiểm chứng thí nghiệm Bảng 3.16 Kết khảo sát biến dạng, chuyển vị, góc xoắn tổng trục Biến dạng Biến dạng Biến dạng Chiều dài theo theo theo Chuyển vị Góc xoắn Dạng Tần số trục x phương x phương y phương z tổng tổng riêng (Hz) -3 -3 -3 6mm (*10 (*10 (*10 (mm/m) trục (rad) mm) mm) mm) L = 1450 374.73 1566.75 1326.61 914.153 - - L = 1450 15 1295.9 - - - 875.35 - L = 1450 20 1801.9 - - - - 973.6 L = 1300 441.6 1357.1 - 719.96 518.435 - L = 1300 15 1451.6 - 453.794 - - - L = 1300 20 2007.8 - - - - 500 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG Xây dựng thuật toán khảo sát động học, động lực học trục đăng cho thấy ảnh hưởng thơng số hình học cụm trục góc nghiêng trục, độ dài trục độ cứng chống xoắn (liên quan đến chiều dày thân trục) ảnh hưởng tới động học, động lực học trục đăng Ứng dụng phần mềm Matlab Mupad Simulink mô khảo sát động học chi tiết, xác định mối quan hệ tốc độ trục vào, trục ra, trục ảnh hưởng góc nghiêng trục trường hợp α 00, 100, 200, 300, 400 để thấy tần số dao động trục lớn số vòng quay tăng Xây dựng thuật tốn tính tốn độ bền trục đăng xác định phương pháp PTHH để mô Sử dụng phần mềm chuyên dụng Ansys Workbench để giải Kết qủa mơ xác xác định kiểu phần tử phù hợp Xác định dạng dao động riêng cụm trục đăng trường hợp: (1) L1450 x 6mm, (2) L1450 x 4mm, (3) L1300 x 6mm, (4) L1300 x 4mm, (5) L1150 x 6mm, (6) L1150 x 4mm Kết thấy dao động uốn xoắn trục đăng trường hợp cụ thể làm sở số liệu thiết kế trục Xác định tần số dao động điều hòa lực tác dụng làm sở khảo sát bền cụm trục chi tiết trục phụ thuộc vào thông số động học, động lực học độ bền trục đăng Các kết nhận dạng bảng số, dạng đồ thị 2D mơ hình 3D đáng tin cậy Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích thí nghiệm Thí nghiệm nhằm mục đích xác định mối quan hệ thông số động lực học tới độ bền trục đăng thông qua kết đo gồm: Giá trị mô men xoắn biến dạng trục trục quay chế độ tải tương ứng với chế độ làm việc xe thực 4.2 Đối tượng thí nghiệm Đối tượng thí nghiệm cụm trục đăng hệ thống truyền lực ô tô tải có tải trọng đến LF 3070G1 sản xuất lắp ráp Việt Nam 4.3 Các thơng số thí nghiệm Các thơng số thí nghiệm mơ tả hình 4.1 gồm: Thơng số xác định trước gồm: Số vòng quay trục n (v/ph); Chiều dài trục Lcd (mm); Góc nghiêng trục α (độ) Thơng số cần đo thí nghiệm gồm: Mô men xoắn trục đăng Mcđ (Nm); Ứng suất theo phương X vị trí đo σx (N/m2); Biến dạng theo phương X bề mặt trục vị trí đo εx (mm) b) Hình học hai điểm đo a) Vị trí hai điểm đo Hình 4.1 Mơ hình mơ tả thơng số thí nghiệm trục đăng 4.4 Xây dựng sơ đồ thí nghiệm Trên hình 4.2 trình bày sơ đồ thí nghiệm đo thông số trục đăng số quay nhờ mô men dẫn động Me, mô men tải Mc tương đương với trạng thái làm việc xe thực Tín hiệu thu đại lượng học mơ men, biến dạng, số vịng quay (đại lượng không điện) chuyển đổi thành điện áp Δe nhờ cảm biến tenzo dán trục đăng số hai vị trí cần đo Sử dụng mạch chuyển đổi điện áp Δe thành sóng điện từ w truyền vào không gian Cũng sử dụng mạch chuyển đổi sóng điện từ thành điện áp để thu lại đưa vào mạch tín hiệu số đưa vào máy tính có phần mềm xử lý lấy kết ban đầu mơ men, biến dạng, số vịng quay trục Thiết bị có mạch chuyển đổi gọi thu phát không dây số số 3, hình 4.2a 19 Bộ thu tín hiệu khơng dây số lắp vào máy tính số qua cổng COM Tín hiệu điện áp Δe nhận từ tenzo có điện áp thấp