Tiêu luận Dao động của ô tô

Dao động là một hiện tượng có thể tránh được trong động lực học của xe. Chúng ta xem xét cácnguyên tắc dao động, phương pháp phân tích và ứng dụng của chúng, cùng với đáp ứng tần số vàthời gian của các hệ thống. Đặc biệt chú ý đến phân tích đáp ứng tần số, bởi vì hầu hết các phươngpháp tối ưu hóa cho hệ thống treo của xe và các bộ phận dao động trên xe đều dựa trên đáp ứngtần số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH VIỆN KỸ THUẬT \\// BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ CHUYÊN ĐỀ: DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Bản Sinh viên thực MSSV LƯU NHẬT QUANG 1811250570 HỒ HOÀNG REM 1811250596 LÊ MINH SANG 1811250599 TRẦN QUANG SƠN 1811250937 ĐINH XUÂN TÂN 1811250641 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Công nghệ HUTECH, em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Văn Bản đưa chuyên đề để nhóm em nghiên cứu học hỏi nhiều điều Trong trình học tập, trình làm tiểu luận này, khó tránh khỏi sai sót, mong bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên tiểu luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt tiểu luận sấp tới sau MỤC LỤC GIỚI THIỆU VỀ DAO ĐỘNG 7.1 PHẦN TỬ DAO ĐỘNG 7.2 PHƯƠNG PHÁP NEWTON 7.3 TẦN SỐ DAO ĐỘNG 10 7.3.1 KÍCH THÍCH CƯỠNG BỨC 14 7.3.2 KÍCH THÍCH CƠ SỞ 17 7.3.3 KÍCH THÍCH LỆCH TÂM 18 7.4 THỜI GIAN TIẾP ỨNG CỦA HỆ DAO ĐỘNG 20 7.5 PHƯƠNG TRÌNH LAGRANGE 23 7.6 MƠ HÌNH 1⁄4 XE VÀ MƠ HÌNH 1⁄2 XE 27 CHUYÊN ĐỀ: DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ Giới thiệu dao động Dao động tượng tránh động lực học xe Chúng ta xem xét nguyên tắc dao động, phương pháp phân tích ứng dụng chúng, với đáp ứng tần số thời gian hệ thống Đặc biệt ý đến phân tích đáp ứng tần số, hầu hết phương pháp tối ưu hóa cho hệ thống treo xe phận dao động xe dựa đáp ứng tần số -Khái quát phần tử dao động, phân biệt khối lượng treo, khối lượng khơng treo Phân tích lực tác dụng viết phương trình hệ dao động -Xác định tần số dao động hệ dao động -Xác định kích thích lên hệ dao động viết phương trình dao động cho kích thích -Phân tích lực mơ hình dao ng ẳ v ẵ xe 7.1 PHN T DAO ĐỘNG - Dao động học kết biến đổi liên tục động K thành V ngược lại Khi mức tối đa, động động mức tối đa ,thế Hình 7.1.Khối lượng, lị xo, giảm chấn Khối lượng phần tử dao động lưu trữ lị xo phần tử dao động lưu trữ động Nếu tổng giá trị lượng học E = K + V giảm q trình dao động lúc xuất phận giảm chấn để tiêu tán bớt phần lượng Lượng động lưu trữ khối lượng m tỷ lệ với bình phương vận tốc nó,ν K = 𝑚𝑣 (7.1) Lực cần thiết để di chuyển khối lượng tỷ lệ thuận với gia tốc 𝑓𝑚 = 𝑚𝑎 (7.2) Một lò xo đặc trưng độ cứng 𝑘 fk =-kz=-k( x- y) (7.3) Nếu 𝑘 không đổi giá trị lượng lưu trữ lò xo bằng: 𝑉 = − ∫ 𝑓𝑘𝑑𝑧 = − ∫ −𝑘𝑧𝑑𝑧 (7.4) Thế lò xo hàm thay đổi , độ cứng lị xo khơng phải hàm thay đổi, ta gọi lị xo tuyến tính Do là: 𝑉 = 𝑘𝑧 ( 7.5) Giá trị phần tử giảm chấn đo lượng lượng chu kỳ: 𝑓𝑒 = −𝑐𝑧̇ = −𝑐(𝑥̇ − 𝑦̇ ) (7.6) Một dao động x đặt trưng chu kỳ T với thời gian để hoàn thành chu kỳ dao động bắt đầu kết thúc ν =0,a < tần số f số lần dao động chu kỳ T: f= (7.7) 𝑇 Mối quan hệ tần số góc tần số dài: ω = 2πƒ (7.8) Hình 7.2 Hệ lò xo mắc nối tiếp Chuyển vị hệ lò xo mắc nối tiếp tính sau: x = ∑ xi x = x1 + x2 + x3 (7.9) Chúng ta thay hệ lị xo nối tiếp lị xo tương đương, có độ cứng 𝑘𝑒𝑞, tạo độ dịch chuyển 𝑥 lực 𝑓𝑘 𝑓𝑘 = −𝑘1 𝑥1 = −𝑘2 𝑥2 = −𝑘3 𝑥3 = −𝑘𝑒𝑞 𝑥𝑥 (7.10) Giả sử vận tốc 𝑥̇ không ảnh hưởng đến lực lị xo tuyến tính Bộ giảm chấn nối tiếp có lực tác dụng 𝑓𝑐 vận tốc kết 𝑥̇ tổng vận tốc riêng, 𝑥̇ = ∑ 𝑥̇𝑖 Chúng ta thay giảm chấn nối tiếp giảm chấn tương đương 𝑐𝑒𝑞 tạo vận tốc 𝑥̇ lực ƒc 𝑥̇ = 𝑥̇ + 𝑥̇ + 𝑥̇ 𝑓𝑐 = −𝑐2 𝑥̇ = −𝑐3 𝑥̇ = −𝑐𝑒𝑞 𝑥̇ 𝐶𝑒𝑞 = 𝑐1 + 𝑐2 + 𝑐3 (7.11) Hình 7.3.Hệ lị xo mắc song song Lị xo song song có độ dịch chuyển 𝑥, với lực tổng hợp 𝑓𝑘, tổng lực riêng ∑ 𝑥𝑖 Hình 7.3 minh họa ba lị xo mắc song song Vị trí cân lị xo vị trí khơng tác động lực kéo hình 7.3(a) Áp dụng chuyển vị 𝑥 cho tất lị xo hình 7.3(b) tạo sơ đồ lực hình 7.3(c) Mỗi lò xo tạo lực −𝑘𝑥 ngược với hướng dịch chuyển Kết lực lò xo là: 𝑓𝑘 = −𝑘1 𝑥1 − 𝑘2 𝑥2 − 𝑘3 𝑥3 = −𝑘𝑒𝑞 𝑥𝑥 (7.12) Suy ta có cơng thức khác ta thay lị xo khác có độ cứng keq: 𝑓𝑘 = −𝑘𝑒𝑞𝑥 (7.13) Do đó, độ cứng tương đương lò xo song song tổng độ cứng lò xo thành phần 𝑘𝑒𝑞 = 𝑘1 + 𝑘2 + 𝑘3 (7.14) Hệ giảm chấn song song có tốc độ 𝑥̇ lực 𝑓𝑐 tổng lực thành phần Chúng ta thay hệ giảm chấn song song giảm chấn tương đương 𝑐𝑒𝑞 tạo lực 𝑓𝑐 vận tốc Xem xét hệ giảm chấn song song hiển thị hình 7.4 Cân lực hệ số giảm chấn tương đương là: 𝑓𝑐 = −𝑐1 𝑥̇ − 𝑐2 𝑥̇ − 𝑐3 𝑥̇ = −𝑐𝑒𝑞 𝑥̇ 𝑐𝑒𝑞 = 𝑐1 + 𝑐2 + 𝑐3 (7.15) Hình 7.4 Mơ hình giảm chấn mắc song song 7.2 PHƯƠNG PHÁP NEWTON Một hệ dao động mô tả gồm phần tử treo mi , phận đàn hồi ki phận giảm chấn ci Một mơ gọi mơ hình dao động bật tự do, thể hình 7.5 với phương trình chuyển động sau: Hình 7.5 Hệ dao động ma = −cv − kx + f(x, v, t) (7.15) Để áp dụng phương pháp Newton, tìm phương trình chuyển động, giả sử tất khối lượng mi nằm trạng thái cân vị trí 𝑥𝑖 với vận tốc vi Vị trí cân hệ dao động vị trí có mà hệ thống V cực trị 𝜕𝑉 𝜕𝑥 =0 (7.16) Chúng ta thường đặt V = vị trí cân Độ cứng khơng đổi Trạng thái cân ổn định nếu: 𝜕2 𝑉 𝜕𝑥 >0 (7.17) Và không ổn định nếu: 𝜕2 𝑉 𝜕𝑥