RỪNG ĐA NĂNG KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP 3.1. Xây dựng mô hình dao động của xe chữa cháy rừng đa năng
Để xây dựng mô hình dao động của xe chữa cháy rừng đa năng trong mặt phẳng thẳng đứng dọc, đảm bảo tính tương đương của mô hình dao động; đồng thời đơn giản cho quá trình nghiên cứu, chúng tôi đưa ra một số giả thiết sau:
- Cơ hệ có khối lượng quán tính chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc đi qua trọng tâm xe. Dao động được xét quanh vị trí cân bằng tĩnh.
- Bỏ qua lực ma sát của các ổ trục và các nguồn kích thích dao động trên xe, coi mấp mô mặt đường là nguồn kích thích dao động duy nhất.
- Độ mấp mô của biên dạng đường bên trái và bên phải của bánh xe trên một trục là như nhau.
- Khi chuyển động bánh xe luôn tiếp xúc với mặt đường và độ cao mấp mô mặt đường tại vị trí tiếp xúc với các bánh xe trước, bánh xe giữa và bánh xe sau là h1, h2, h3.
- Các lốp được bơm căng như nhau, độ cứng, hệ số cản của các lốp là như nhau. - Phần khối lượng không được treo tương ứng ở cầu trước, cầu giữa, cầu sau là m1, m2, m3.
- Xe chở đầy nước.
Với các giả thiết như trên thì mô hình dao động tương đương của xe chữa cháy rừng đa năng trong mặt phẳng đối xứng dọc được biểu diễn trên hình 3.1.
Mô hình dao động của xe chữa cháy rừng đa năngđược đặt trong hệ trục tọa độ OXYZ:
+ Trục OX là chiều chuyển động của xe
+ Trục OY là trục nằm ngang vuông góc với trục OX
l1 l2 l3 z21 zc z22 z z11 m1 m3 m2 J c1 k1 kn1 cn1 c2 k2 c3 k3 cn2 z1 z2 h2 h3 h1 Jc Z X O m A
Hình 3.1: Sơ đồ dao động tương đương của xe chữa cháy rừng đa năng trong mặt phẳng đối xứng dọc
Trong mô hình:
z11, z21, z22: Chuyển dịch thẳng đứng của tâm bánh trước, bánh giữa và bánh sau, m;
z: Chuyển dịch thẳng đứng của trọng tâm xe, m;
zc: Chuyển dịch thẳng đứng của điểm tâm xoay nhíp sau, m; J: Mô men quán tính của xe đối với trục ngang OY, kg.m2;
Jc: Mô men quán tính của nhíp sau đối với trục ngang song song với trục OY và đi qua điểm tâm xoay nhíp sau A, kg.m2;
: Chuyển vị góc của thân xe trong mặt phẳng đứng dọc tại vị trí trọng tâm xe, rad;
: Chuyển vị góc của nhíp sau trong mặt phẳng đứng dọc tại vị trí tâm xoay,
rad;
c1, c2, c3: Độ cứng quy đổi của lốp bánh trước, bánh giữa và bánh sau, N/m; cn1, cn2: Độ cứng quy đổi của nhíp trước và nhíp sau, N/m;
k1, k2, k3: Hệ số cản giảm chấn quy đổi của lốp trước, lốp giữa và lốp sau,
Ns/m;
kn1: Hệ số cản giảm chấn quy đổi của giảm xóc cầu trước, Ns/m; m: Khối lượng được treo của toàn bộ xe đặt tại trọng tâm của xe, kg; m1, m2, m3: Khối lượng các cầu trước, cầu giữa và cầu sau, kg;
l1, l2: Khoảng cách nằm ngang từ trọng tâm của xe tới tâm cầu trước, điểm xoay nhíp cầu sau, m;
l3: Khoảng cách nằm ngang từ điểm xoay nhíp cầu sau đến cầu sau, m;
h1, h2, h3: Độ cao mấp mô mặt đường tại vị trí tiếp xúc với bánh xe trước, bánh giữa và bánh sau, m;
1, 2, 3: Các biến dạng của lốp trước, lốp giữa và lốp sau, m;
n1, n2: Các biến dạng của giảm xóc cầu trước và cầu sau, m; - Quan hệ hình học:
z1=z-l1tg z21=zc-l3tg
z2=z+l1tg z22=zc+l3tg
Giả thiết rằng dao động của hệ là nhỏ, ta có thể coi gần đúng tg; tg
=> z1=z-l1 z21=zc-l3
z2=z+l2 z22=zc+l3
- Các biến dạng của các phần tử đàn hồi:
1=z11-h1; 2=z21-h2=zc-l3-h2; 3=z22-h3=zc+l3-h3;
n1=z1-z11=z-l1-z11; n2=z2-zc=z+l2-zc