31
quy luật dịch chuyển điểm đặt ghế trên thân máy, tôi tiến hành xây dựng mô hình dao động thẳng đứng của ô tô forland khi vận chuyển gỗ rừng trồng trên đường lâm nghiệp bằng phương pháp cơ học giải tích với việc ứng dụng phương trình Lagranger loại II dạng:
i i i i i Q q q q T q T dt d ; (2.1)
Với i =1,2,3...n: Số toạ độ suy rộng Trong đó:
T: Hàm động năng của hệ; : Hàm thế năng của hệ; : Hàm hao tán của hệ;
qi : Các toạ độ suy rộng của hệ; Qi: Lực suy rộng của hệ;
Các hàm động năng, thế năng và hàm hao tán của hệ được thiết lập theo các biểu thức tính toán trong cơ học giải tích tương ứng với mô hình dao động đã được lập. Sau khi thay các biểu thức đó vào phương trình (2.1) ta nhận được hệ phương trình vi phân mô tả dao động của xe theo phương thẳng đứng khi vận chuyển gỗ.
Khi ô tô mang tải, do có sự phân bố lại khối lượng ở cầu trước và cầu sau của xe, làm cho trọng tâm của nó theo chiều dọc thay đổi so với vị trí trọng tâm xe nguyên thuỷ, dẫn đến mô men quán tính của xe thay đổi và hàm động năng của hệ cũng thay đổi .
Quy luật thay đổi toạ độ trọng tâm và mô men quán tính của máy khi làm việc với các tải trọng khác nhau được xác định theo lý thuyết của cơ học. Việc giải hệ phương trình vi phân tuyến tính lập được để xác định các đặc trưng động lực học của hệ được tiến hành theo phương pháp giải tích, kết hợp với sự trợ giúp của máy tính điện tử nhờ phần mềm Matlab.
32
Kết quả tính toán với các thông số kỹ thuật của ô tô, khối lượng gỗ, dạng mấp mô mặt đường, chúng tôi xác định được quy luật và khảo sát được biên độ dịch chuyển, biên độ gia tốc theo phương thẳng đứng của điểm đặt ghế trên thân máy khi vận chuyển gỗ ở các vận tốc khác nhau.
Để đánh giá ảnh hưởng của dao động theo phương thẳng đứng đến điều kiện làm việc của người lái chúng tôi tiến hành xây dựng mức rung cho phép trong điều kiện vận chuyển gỗ theo các tiêu chuẩn nhà nước về rung động.
Chỉ tiêu dùng để đánh giá là giá trị trung bình bình phương gia tốc tác động lên người lái theo phương thẳng đứng. Sử dụng TCVN 2156 - 90, giá trị cho phép đối với rung loại 1
Mức rung cho phép khi làm việc tiếp xúc với rung dưới 480 phút được xác định theo công thức [32]: UT = U480 T 480 (2.2) Trong đó:
UT: Mức cho phép khi làm việc trong T phút. U480: Mức đối với thời gian 480 phút.
T: Thời gian tiếp xúc với rung trong ngày ( phút).
Với mô hình tính toán lý thuyết, sau khi xác định được quy luật của gia tốc cực đại theo phương thẳng đứng của điểm đặt ghế trên thân máy ( do ghế ngồi lắp cứng với thân máy nên gia tốc tại đây chính là gia tốc tác động lên người lái). Ta khảo sát được giá trị gia tốc cực đại tác động lên người lái ứng với các chế độ vận tốc, tải trọng gỗ và các dạng mấp mô mặt đường khác nhau. So sánh giá trị gia tốc lớn nhất tại điểm đặt ghế trong miền vận tốc làm việc của máy với giá trị tác động lên người lái cho phép ta đánh giá được mức độ ảnh hưởng của dao động theo phương thẳng đứng của ô tô lên người lái khi vận chuyển gỗ.
33
Để nghiên cứu dao động thẳng đứng của ghế ngồi và tính toán các thông số của hệ giảm xóc cho ghế, chúng tôi thiết lập mô hình nghiên cứu hệ: (( Ghế - người lái)) theo mô hình dao động tuyến tính của hệ một bậc tự do và chịu kích động động học. Quá trình lập và giải phương trình vi phân dao động của hệ này cũng được thực hiện như với hệ (( ô tô - gỗ )) đã nêu trên. Trên cơ sở các kết quả nhận được khi giải phương trình dao động của hệ (( ghế - người lái)), ta xác định được thành phần dao động cưỡng bức của ghế ( biên độ dịch chuyển, biên độ gia tốc dao động thẳng đứng). Đó là những số liệu cần thiết cho việc tính toán ghế giảm rung.
Việc xác định các thông số cơ bản của hệ giảm xóc lắp cho ghế ngồi được tiến hành trên cơ sở chọn hệ số truyền thích hợp, đảm bảo giá trị gia tốc tác động lên người lái thoả mãn các tiêu chuẩn cho phép:
Zghmax Zgh (2.3) Trong đó:
Zghmax: Giá trị biên độ gia tốc cức đại theo phương thẳng đứng của người và ghế,
Zgh : Giá trị gia tốc cho phép tác động lên người lái.
Với điều kiện đó, hệ số truyền được tính: max max ˆ ˆ 2 2 2 Z Z Z Zgh gh (2.4) Trong đó: v2: Hệ số truyền, gh
Zˆ : Biên độ dao động thẳng đứng cực đại của người và ghế,
2
ˆ
Z : Biên độ dao động cức đại thẳng đứng của điểm đặt ghế trên khung máy.
34
Ở đây giá trị của Zghmax phụ thuộc vào các tham số như độ cứng lò xo,
hệ số cản động học của bộ giảm chấn. Từ điều kiện (2.3), qua tính toán ta xác định được các giá trị độ cứng lò xo và hệ số cản động học của giảm chấn sao cho hệ số truyền v2 có giá trị đã được xác định theo biểu thức (2.4)
- Khảo sát dao động thẳng đứng của trọng tâm ghế ngồi người lái trong trường hợp ghế ngồi nối cứng và nối mềm với sàn xe khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp bằng phần mềm Matlab Simulink
- Xác định các thông số hợp lý của bộ phận treo lắp cho ghế ngồi lái bằng cách khảo sát mô hình dao động bằng phần mềm Matlab Simulink