Theo quan điểm vể an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường thì lực tác dụng thẳng đứng giữa bánh xe với đường là thông số quan
trọng để đánh giá. Khi ô tô chuyển động trên đường có biên dạng mang đặc tính ngẫu nhiên thì dáng điệu của tải trọng thẳng đứng của bánh xe 𝑅𝑘(𝑡) cũng mang đặc tính ngẫu nhiên. Các giá trị của 𝑅𝑘(𝑡) cũng dao động xung quanh vị trí giá trị trung bình 𝑅̅̅̅̅(𝑡) (gọi là kỳ vọng toán học), theo kết quả thử nghiệm 𝑘 thì giá trị này bằng giá trị trọng tĩnh đặt lên bánh xe 𝑅𝑘𝑡.
𝑅𝑘
̅̅̅̅(𝑡) = 𝑅𝑘𝑡
Tải trọng thẳng đứng của bánh xe 𝑅𝑘(𝑡) được xác định bằng tổng của tải trọng tĩnh 𝑅𝑘𝑡 và lực động giữa bánh xe và bề mặt đường 𝐹𝑑(𝑡).
𝑅𝑘(𝑡) = 𝑅𝑘𝑡 + 𝐹𝑑
Tải trọng tĩnh của bánh xe dễ dàng xác định được từ trọng lượng của ô tô và toạ độ trọng tâm theo hướng dọc xe. Lực động 𝐹𝑑(𝑡) xác định phức tạp hơn vì nó phụ thuộc vào tính chất dao động của ô tô, vào vận tốc chuyển động và độ mấp mô của biên dạng bề mặt đường.
𝐹𝑑(𝑡) = kt(zu − r) Trong đó:
kt : độ cứng của lốp xe (N/m).
zu: chuyển dịch của khối lượng không được treo (m)
r : độ cao mấp mô mặt đường tại điểm tiếp xúc với bánh xe(m).
Sai lệch bình phương trung bình của tải trọng thẳng đứng của bánh xe xác định theo biểu thức:
𝜎𝐹𝑑2 = (𝑅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅)𝑘(𝑡) − 𝑅̅̅̅̅(𝑡)𝑘 2 = 𝐹̅̅̅̅̅̅̅̅𝑑(𝑡)2
Phương sai của tải trọng thẳng đứng của bánh xe sẽ bằng giá trị bình phương trung bình của lực động.
𝜎𝐹𝑑2 = 𝐹̅̅̅̅̅̅̅̅ = RMS(𝐹𝑑(𝑡)2 𝑑(𝑡)) = √1
𝑇∫ 𝐹𝑑2(𝑡)𝑑𝑡
𝑇
0
Theo quan điểm về an toàn chuyển động thì sai lệch bình phương trung bình càng nhỏ càng tốt, nghĩa là:
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC VÀ MÔ PHỎNG