mô hình hóa thành các khối lượng tập trung. Các khối lượng được phân bố theo chức năng được treo và không được treo.
Khối lượng của phần được treo được quy dẫn về trọng tâm O1 được đặc trưng bởi các thông số khối lượng M và các mô men quán tính Jx, Jy theo các trục OX và OY. Khối lượng được đặt tại vị trí trọng tâm O1 có khoảng cách so với cầu trước và cầu sau là a, b. Tọa độ suy rộng của phần được treo được phản ánh bởi các tọa độ Z, , .
Khối lượng của phần không được treo trên cầu trước được quy dẫn về trọng
tâm O2 được đặc trưng bởi thông số khối lượng M1 và mô men quán tính theo
trục OX là J1x. Tọa độ suy rộng của khối lượng treo cầu trước được phản ánh bới
các tọa độ , .
Khối lượng của phần không được treo trên cầu sau được quy dẫn về trọng tâm O3 được đặc trưng bởi thông số khối lượng M2 và mô men quán tính theo trục OX là J2x. Tọa độ suy rộng của khối lượng treo cầu sau được phản ánh bới các tọa độ , .
Khối lượng của phần được treo và khối lượng không được treo được liên kết qua hệ thống treo của xe. Các phần tử hệ thống treo gồm các phần tử đàn hồi là các lò xo khí nén được coi là tuyến tính đối với từng trường hợp tải và áp suất làm việc nhất định. Các phần tử đàn hồi khí nén bố trí trên cầu trước và cầu sau được đặc trưng bởi các hệ số độ cứng C11, C12, C21, C22. Các phần tử giảm chấn của hệ thống treo của cầu trước và cầu sau được đặc trưng bởi các hệ số giảm chấn K11, K12, K21, K22. Các thanh ổn định được thay thế bởi các hệ số độ cứng CRR, CRf.
tuyến tính được đặc trưng bởi các hệ số độ cứng lốp CL1, CR1, CL2, CR2 và các hệ số giảm chấn KL1, KR1, KL2, KR2.
Kích thích dao động là các chiều cao mấp mô biên dạng mặt đường tác động tại các vị trí tiếp xúc bánh xe thể hiện qua các tín hiệu qL1, qR1, qL2, qR2.
Mô hình dao động không gian xe khách giường nằm sẽ gồm 07 bậc tự do tương ứng với 07 tọa độ suy rộng Z, , , , , , .
2.2.2 Mô hình dao động của giường nằm
Giường nằm với các khung xương được liên kết trực tiếp với khung xương các tầng và được nối cứng với sàn xe bằng các liên kết bu lông nên dao động từ giường nằm tác động lên người nằm sẽ được xác định tương ứng với các dịch chuyển của các vị trí khác nhau trên sàn xe.
Để khảo sát dao động tác động lên người nằm luận án sẽ tiến hành xây dựng mô hình khảo sát dao động của giường nằm. Mô hình được xây dựng dựa trên các giải thiết:
Trong quá trình khảo sát người nằm được coi là giữ nguyên một trạng thái nằm.
Mô hình người được chia thành hai khối lượng tập trung gồm: Khối lượng phần trên và khối lượng phần dưới. Các khối lượng được quy dẫn về tạo độ trọng tâm và được đặc trưng bởi thông số khối lượng và thông số mô men quán tính. Các khối lượng tập trung được đặt trên đường thẳng bám theo hệ thống xương sống của người.
Hai khối lượng có thể chuyển động tương hỗ qua một khớp nối xoay.
Mô hình dao động của giường nằm được thể hiên cụ thể qua các hình dưới đây:
a) Hình phản án tọa độ không gian của các khối lượng con người, b) Hình thay thế đệm giường nằm, c) Hình các gia tốc tác động vào vị trí người nằm.
a)
b)
c)
Hệ tọa độ cục bộ gắn tại vị trí T0 và hệ tọa độ tổng thể gắn liền với thân xe. Hệ tọa độ cục bộ cách hệ tọa độ tổng thể các giá trị X10 và Z10. Tọa độ của hệ tọa độ cục bộ được xác định dựa trên hai tọa độ tự do X, Z.
Hai khối lượng của mô hình dao động hành khách được liên kết với nhau tại khớp xoay tại vị trí T0. Khối lượng phần trên được quy dẫn thành khối lượng m1 và mô men quán tính J1 tại vị trí trọng tâm T1. Tọa độ trọng tâm của khối lượng phần trên cách gốc hệ tọa độ cục bộ T0 khoảng cách r1. Khối lượng phần dưới được quy dẫn thành khối lượng m2 và mô men quán tính J2 được đặt tại vị trí trọng tâm T4. Tọa độ trọng tâm của khối lượng phần dưới cách gốc hệ tọa độ cục bộ T0 khoảng cách r2. Các vị trí bất kỳ thuộc hai phần khối lượng trên được xác định thông qua hai tọa độ tự do θ1, θ2.
Các vị trí tiếp xúc của người với đệm giường nằm tại các vị trí T0, T2, T3
và T5 tương ứng với các vị trí: hông, tựa lưng, đùi, chân của người nằm. Các vị trí này cách gốc hệ tọa độ cục bộ tương ứng với các khoảng cách rc1, rc2, rc3 .Tại các vị trí tiếp xúc giữa người với giường nằm, phần đệm của giường nằm được thay thế bằng các phần tử của hệ thống treo tác động theo các phương OZ và OX được đặc trưng bởi các hệ số độ cứng c1v, c2v, c3v, c4v, c1f, c2f, c3f, c4f, các hệ số giảm chấn k1v, k2v, k3v, k4v, k1f, k2f, k3f, k4f .
Các tín hiệu tác động vào mô hình là các giá trị dịch chuyển tại các vị trí tiếp xúc với giường nằm q0ij, q1ij, q2ij, q3ij được xác định từ dịch chuyển của các điểm liên kết của sàn.
Hệ phương trình của giường nằm sẽ gồm 04 phương trình bậc hai mô tả dao động để xác định 04 tọa độ tự do X, Z, θ1, θ2.