1. Khoang vỏ trong 2 Phớt làm kín.
1.5.2. Các phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu dao động ôtô
Nội dung của việc xử lý mô hình toán là việc giải và mô phỏng các phương trình vi phân đã lập được. Trong những trường hợp phương trình vi phân không quá phức tạp, người ta thường ưu tiên sử dụng phương pháp giải tích để giải các phương trình vi phân.
Tuy nhiên, nếu lập mô hình cơ học của hệ dưới dạng càng nhiều các khối lượng qui đổi, sẽ đồng nghĩa với việc nhận được một phương trình vi phân có số bậc càng cao; dẫn đến, việc giải và mô phỏng phương trình vi phân sẽ trở lên khó khăn hơn rất nhiều. Ngày này, với sự trợ giúp của máy tính điện tử đã khắc phục được vấn đề khó khăn nêu trên. Các hệ chương trình trợ giúp đắc lực cho việc giải
39
và mô phỏng phương trình vi phân có khá nhiều. Có thể kể ra đây bốn chương trình tính toán đa năng được sử dụng phổ biến hơn cả là: Mathematica, Maple, Mathcad và Matlab & Simulink.
1.5.2.1. Phần mềm Mathematica
Mathematica là một tổ hợp các tính toán bằng ký hiệu, tính toán bằng số, vẽ đồ thị và là ngôn ngữ lập trình tinh vi. Mục đích chính của phần mềm này là đưa vào sử dụng cho các ngành khoa học vật lý, công nghệ và toán học, nhưng cùng với thời gian Mathematica trở thành phần mềm quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác. Trong công nghệ ngày nay người ta đã sử dụng Mathematica trong công tác thiết kế.
1.5.2.2. Phần mềm Maple
Với Maple người dùng có thể nhập biểu thức toán học theo các ký hiệu toán học truyền thống. Có thể dễ dàng tạo ra những giao diện người dùng tùy chọn.
Maple hỗ trợ cho cả tính toán số và tính toán hình thức, cũng như hiển thị. Nhiều phép tính số học được thực hiện dựa trên thư viện số học NAG; trong Maple, các chương trình con NAG đã được mở rộng để cho phép độ chính xác ngẫu nhiên lớn.
Maple cũng có một ngôn ngữ lập trình cấp cao đầy đủ.
Ưu điểm của Maple là giải phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng, vẽ đồ thị trong không gian 2 chiều, 3 chiều.
1.5.2.3. Phần mềm Mathcad
MATHCAD là một loại chương trình xử lý toán học được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới hiện nay. Nó hỗ trợ cho việc sử dụng máy tính làm công cụ thiết kế, xuất ra các văn bàn mà người đọc hiểu được các bản tính cũng như các công thức tính một cách tường minh. Ngoài ra cũng có thể lập trình trên MATHCAD như một ngôn nhữ lập trình bậc cao.
MATHCAD có thể thay thế cho các bảng tính EXCEL trong việc diễn dạt các bảng tính thiết kế đối tượng cơ khí hay xây dựng. Mặt khác, phần đồ họa thể hiện rỗ ràng và đa dạng hơn. Đặc biệt những tính toán phức tạp như giải phương trình vi phân, các phép toán ma trận, giải các bài toán số phức, các bài toán tối ưu hóa... đều
40
rõ ràng [11].
1.5.2.4 Phần mềm Matlab & Simulink
Đối với việc giải và mô phỏng phương trình vi phân thì Matlab & Simulink
là công cụ trợ giúp đắc lực và được sử dụng phổ biến hiện nay. Matlab & Simulink là một chương trình lớn trong lĩnh vực toán số với thế mạnh là tính toán và mô phỏng hệ thống.
Simulink là một phần chương trình mở rộng của Matlab, nhằm mục đích mô hình hóa, mô phỏng và khảo sát các hệ thống động học. Mô hình đồ họa trên màn hình Simulink cho phép thể hiện hệ thống dưới dạng sơ đồ tín hiệu và các khối chức năng quen thuộc [11].
Nghiên cứu dao động của ô tô tải 1.25 tấn hiệu KIA – K2700II liên quan đến việc tìm các quan hệ động học, động lực học của các khối lượng dao động (khối lượng cầu xe và thân xe phân bố trên các bánh xe) với các thông số đặc trưng của các phần tử hệ thống treo khi chịu kích thích từ mặt đường. Như vậy bài toán phải đi xây dựng mô hình dao động của ô tô khi chịu kích thích không chỉ cho một bánh xe và cho hai bánh xe cùng bên.
Nội dung của mô hình thực chất là các phương trình vi phân dao động diễn tả mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và các thông số đặc trưng của dao động. Các hệ phương trình vi phân này và các điều kiện giới hạn được coi là mô hình toán của hệ thống. Từ mô hình toán đi xây dựng mô hình bằng Matlab Simulink để thuận tiện cho việc mô phỏng động học và có những kết luận sau khi chạy mô phỏng.
Phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu ô tô tải 1.25 tấn hiệu KIA – K2700II là Matlab (MATric LABoratory). Đây là một công cụ phần mềm của MathWork với giao diện cực mạnh cùng lợi thế trong kĩ thuật lập trình đáp ứng được những vấn đề hết sức đa dạng: từ các lĩnh vực kỹ thuật chuyên ngành như điện, điện tử, điều khiển tự động, rôbôt công nghiệp, vật lý hạt nhân cho đến các ngành xử lý toán chuyên dụng như thống kê, kế toán ... Matlab có bộ lệnh rất mạnh giúp nó có thể giải quyết các loại bài toán khác nhau, đặc biệt là các hệ phương trình tuyến tính, phi tuyến hay các ma trận với kết quả nhanh chóng và chính xác.
41
Simulink cung cấp cho người sử dụng một thư viện rất phong phú, có sẵn với số lượng lớn các khối chức năng cho các hệ tuyến tính, phi tuyến và gián đoạn. Hơn thế, người sử dụng có thể tạo khối cho riêng mình. Một tính năng đặc biệt khác của
Simulink là có thể nhận tín hiệu trực tiếp từ các phần mềm khác giống như nhận tín hiệu từ bên ngoài vào để xử lý của một số phần mềm Dasylab...sau khi xử lý nó có thể phản hồi tín hiệu trở lại để điều khiển đối tượng đó.