Kết quả của chương này (1) đã mô phỏng được hệ phương trình vi phân mô tả dao động ô tô tải hạng nặng 9 bậc tự do; (2) phân tích được ảnh hưởng của các loại mặt đường quốc lộ đến hệ số tải trọng động bánh xe; (3) đã phân tích được ảnh hưởng các thông số hệ thống treo như độ cứng và hệ số cản đến hệ số tải trọng động của bánh xe. Dựa vào các điều kiện ràng buộc các biến thiết kế hệ thống treo, đề xuất bộ thống số thiết kế tối ưu cho hệ thống treo xe tải 3 cầu hạng nặng.
KẾT LUẬN VÀ NHỮNG KIẾN NGHỊ
Sau một thời gian nghiên cứu, với sự nỗ lực của bản thân được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Lê Văn Quỳnh cùng với sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn Kỹ thuật Ô tô– Khoa Kỹ thuật Ô tô – Máy Động lực, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên cùng với sự động viên kích lệ của bạn bè, đồng nghiệp, em đã hoàn thành cơ bản nội dung của luận văn thạc sĩ của mình. Luận văn đã đạt được một số kết quả sau đây:
- Phân tích và chỉ ra được tính cấp thiết của để tài;
- Đưa ra chỉ tiêu đánh giá hệ số tải trọng bánh xe, làm chỉ tiêu đánh giá mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ khi ô tô chuyển động;
- Xây dựng được mô hình dao động không gian tuyến tính của xe tải hạng nặng 3 cầu với 9 bậc tự do;
- Ứng dụng thành công các dạng mấp mô mặt đường ngầu nhiên theo tiêu chuẩn ISO 8068 bài toán phân tích ảnh hưởng của thông số thiết kế hệ thống treo đến mặt đường quốc lộ;
- Kết quả đánh giá ảnh hưởng của thông số thiết kế hệ thống treo như độ cứng và hệ số cản đến hệ số tải trọng động bánh xe như sau:
+ Giá trị hệ số cản hệ thống treo1.0C0 ≤C≤1.8C0, thì giá trị hệ số tải trọng bánh xe bên phải cầu 3 đạt giá trị nhỏ nhất điều này cũng nghĩa mức độ thân thiện mặt đường giao thông là tốt nhất.
+ Giá trị K≤0.8K0, giá trị hệ số DLC đạt giá trị nhỏ nhất, đồng nghĩa mức độ thân thiện mặt đường giao thông đạt giá trị tốt nhất
+ Giá trị độ cứng hệ thống treo tăng 100% lần thì tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 bình phương trung bình tác dụng xuống mặt đường và hệ số tải động DLC của bánh xe bên phải cầu thứ 3 lần lượt tăng 39.36% và 37.05% điều đó có nghĩa rằng ảnh hưởng xấu đến mặt đường quốc lộ tăng lên khi ô tô chuyển động trên đường B với vận tốc v=72km/h. Mặt khác khi giá trị độ cứng của hệ thống treo giảm xuống 40% lần thì tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 bình phương trung bình tác dụng xuống mặt đường và hệ
số tải động DLC của bánh xe bên phải cầu thứ 3 lần lượt giảm 25.97% và 19.7% điều đó có nghĩa rằng tác động xấu đến mặt đường quốc lộ giảm xuống.
+ Giá trị hệ số cản hệ thống treo tăng 20% lần thì thì tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 bình phương trung bình tác dụng xuống mặt đường và hệ số tải động DLC của bánh xe bên phải cầu thứ 3 lần lượt giảm 12.7% và 5.06% điều đó có nghĩa rằng ảnh hưởng xấu đến mặt đường quốc lộ giảm xuống lên khi ô tô chuyển động trên đường B với vận tốc v=72km/h. Mặt khác khi giá trị hệ số cản của hệ thống treo giảm xuống 20% và tăng 80% lần thì tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 bình phương trung bình tác dụng xuống mặt đường và hệ số tải động DLC của bánh xe bên phải cầu thứ 3 lần lượt tăng 13.12%, 26.58% và 8,96%, 22,5% điều đó có nghĩa rằng tác động xấu đến mặt đường quốc lộ tăng lên.
- Lựa chọn được bộ thông số tối ưu cho hệ thống treo là K=0.8K0 và C=1.2C0, thì khi xe lần lượt chuyển động trên các mặt đường ISO cấp B, ISO cấp C, ISO cấp D và vận tốc v=72km/h, hệ số tải trọng động bánh xe DLC giảm lần lượt là 12,03%, 13,31%, 14.52%. Điều đó có nghĩa là hiệu quả hệ thống treo sau khi tối ưu giảm tác động xấu mặt đường quốc lộ một cách đáng kể.
Tuy nhiên luân văn còn một số hạn chế, hy vọng trong tương lai sẽ hoàn thiện theo các hướng sau đây:
- Phân tích ảnh hưởng của đặc tính phi tuyến hệ thống treo đến hiệu quả làm việc của chúng.
- Phân tích các đặc tính phi tuyến của lốp xe và hiện tượng tách bánh. - Áp dụng thuật toán tối ưu một hay nhiều hàm mục tiêu để tối ưu các thông số hệ thống treo.
- Áp dụng lý thuyết điều khiển để điều khiển các thông số của hệ thống treo nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của chúng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh( 2010), Lý thuyết ô tô, NXBKHKT. 2. Đào Mạnh Hùng , Dao động ô tô – máy kéo, Trường ĐH GTVT Hà Nội. 3. Đức Lập (1994), Dao động ôtô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội.
4. Vũ Đức Lập (2001), Ứng dụng máy tính trong tính toán xe quân sự , Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội.
5. Đặng Việt Hà(2010), Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến độ êm dịu chuyển động của ô tô khách được đóng mới ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường ĐHGTVT Hà Nội, Hà Nội.
6. Đào Mạnh Hùng(2005), Nghiên cứu ảnh hưởng của biên dạng mặt đường đến tải trọng tác dụng lên ô tô tại quốc lộ 1A đoạn đường Hà nội- Lạng sơn, đề tài cấp bộ, Đại học giao thông vận tải Hà nội
7. Võ Văn Hường (2008), Bài giảng kết cấu Ô tô, Trường ĐHBK Hà Nội. 8. Trịnh Minh Hoàng(2002), Khảo sát dao động xe tải hai cầu dưới kích động ngẫu nhiên của mặt đường, Luận án thạc sỹ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội.
9. Lưu Văn Tuấn (1994), Nghiên cứu dao động xe ca Ba Đình trên cơ sở đề xuất các biện pháp nâng cao độ êm dịu chuyên động, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội.
10. Lê Văn Quỳnh (2006), Nghiên cứu dao động ghế ngồi xe khách sản xuất tại Việt Nam, Luận án thạc sĩ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội.
11. Lê Văn Quỳnh, Nguyễn Khắc Tuân, Nguyễn Văn Liêm (2012). Research on the influence of heavy truck vibration on highway road surface, Hội nghị cơ học toàn quốc năm, Hà Nội.
12. Le Van Quynh, Jianrun Zhang, Xiaobo Liu and Wang yuan (2011), Nonlinear dynamics model and analysis of interaction between vehicle and
road surfaces for 5-axle heavy truck, Journal of Southeast University (Natural Science Edition), Vol 27(4):452-457.
13. Lê Văn Quỳnh, Zhang Jianrun, Wang Yuan, Sun Xiaojun, Nguyen Van Liem(2013). Influence of Heavy Truck Dynamic Parameters on Ride Comfort Using a 3D Dynamic Model, Journal of Southeast University (Natural Science Edition), Vol.43(4), pp. 763-770.
15. ISO 8068(1995). Mechanical vibration-Road surface profiles-reporting of measured data, International Organization for Standardization.
16.Sun Lijun (2010), Structural Behavior Study for Asphalt Pavements, China Communications Press, Beijing, China.
17. X. M. Shi and C. S. Cai (2009), Simulation of Dynamic Effects of Vehicles on Pavement Using a 3D Interaction Model, Journal of Transportation Engineering, 2009, Vol. 135(10), pp. 736-744.
18. Lu Yongjie, Yang Shaopu, Li Shaohua, et al(2010). Numerical and experimental investigation on stochastic dynamic load of a heavy duty vehicle. Applied Mathematical Modeling, Vol 34(1),pp.2698-2710.
19 Yi K, Hedrick J K (1989). Active and semi-active heavy truck suspensions to reduce pavement damage. SAE Technical, Vol. 43(3), pp. 397-384.
20. Guglielmino E., Sireteanu T., Stammers C.W., Ghita G. and Giudea M (2008). Semi-active Suspension Control Improved Vehicle ride and Road Friendliness, New York: Springer Publishing Company.
21. Lu Sun (2002). Optimum design of “road-friendly” vehicle suspension systems subjected to rough pavement surfaces. Applied Mathematical Modelling, Vol 26, pp. 635–652.
22. M.J. Mahmoodabadi, A. Adljooy Safaie, A. Bagheri, N. Nariman-zadeh (2013), A novel combination of particle swarm optimization and genetic algorithm for pareto optimal design of a five-degree of freedom vehicle vibration model, Applied Soft Computing, Vol 13(5), pp 2577-2591.
23. Bohao Li (2006), 3-D dyanamic modeling and simulation of a multi- degree of freedom 3-axle rigid, Matster thesis, University of Wollongong. 24. Esteban Chávez Conde, Francisco Beltrán Carbaja….(2014). Generalized PI Control of Active Vehicle Suspension Systems with MATLAB. Vibration Analysis and Control.
25. Wael Abbas, Ashraf Emam, Saeed Badran (2013). Optimal Seat and Suspension Design for a Half-Car with Driver Model Using Genetic Algorithm. Intelligent Control and Automation. Vol.4 No.2(2013), Article ID:31745,7 pages.
26. John E. D. EKORU, Jimoh O. PEDRO (2015). Proportional-integral- derivative control of nonlinear half-car electro-hydraulic suspension systems.
Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering), ISSN 1673-565X (Print); ISSN 1862-1775 (Online)
27. Dodds C J, and Robson, J D(1973)The description of road surface roughness. Journal of Sound and Vibration, 31(2), 175–183.
28. ISO 2631-1 (1997). Mechanical vibration and shock-Evanluation of human exposure to whole-body vibration, Part I: General requirements, The International Organization for Standardization.
29. Guglielmino E., Sireteanu T., Stammers C.W., Ghita G. and Giudea M.(2008). Semi-active Suspension Control Improved Vehicle ride and Road Friendliness. New York: Springer Publishing Company.
30. Hohl GH. Ride comfort of off-road vehicles[C]. In: Proceedings of the 8th international conference of the ISTVS, vol.I of III, Cambridge, England, August 5-11; 1984.
31. Mitschke M(1986)． Effect of road roughness on vehicle vibration． IFF Report， 33( 1) : 165-198．
32. GB7031(1986): Pavement roughness made input the vehicle vibration (in Chinese).
33. G Bonin, G Cantisani, G Loprencipe, M Sbroll (2007). Ride quality evaluation: 8 dof vehicle model calibration. 4th International SIIV Congress- Palermo (Italy).
34. M.J. Mahmoodabadi, A. Adljooy Safaie, A. Bagheri, N. Nariman-zadeh (2012). A novel combination of Particle Swarm Optimization and Genetic Algorithm for Pareto optimal design of a five-degree of freedom vehicle vibration model. Applied Soft Computing, www.elsevier.com/locate/asoc
Nguồn internet:
[35]. http://vietbao.vn/kinhte [36]. http://vietnamnet.vn/kinhte
PHU LỤC 1
CHƯƠNG TRÌNH MIÊU TẢ MẤP MÔ MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ THEO TIÊU CHUẨN ISO 8068
fl=0.4 ; fh=30; fn=200; n0=0.1; Gqn0=256e-6; w=2; roadtime=50; timestep=0.01; eventime=0; v=72/3.6; f=linspace(fl,fh,fn); Gqn=(Gqn0*n0^2*v)./(f.^2); Gqn=Gqn0*(n0./f).^w*v; phi=rand(fn-1,1)*2*pi; for j=1:(fn-1) phi(j)=rand*2*pi end roadpoint=roadtime/timestep+1; zg(1:roadpoint)=0 a=0 for i=1:roadpoint for j=1:fn-1 a=sqrt(2*Gqn(j))*(f(j+1)-f(j))*sin(2*pi*f(j)*i*timestep+phi(j)); zg(i)=zg(i)+a; end end zg(1:eventime/timestep)=0; time=0:timestep:roadtime; plot(time,zg)
PHU LỤC 2
CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG BÌNH PHƯƠNG
TRUNG BÌNH FT, RMS VÀ HỆ SỐ DLC
A=simout91(:,2); %lUC DONG BANH XE; [n,m]=size(A); total=0; for i=1:n total=A(i)^2+total; end a0=total/n; F=sqrt(a0); DLC=F*2/87.0441
PHỤ LỤC 3
KHỐI CHƯƠNG TRÌNH CON TRONG SIMULINK-MATLAB
Khối lực lốp xe cầu trước
Khối lực lốp xe cầu thứ 3
Khối mô phỏng chuyển vị cầu thứ 2:
Khối mô phỏng chuyển vị cầu thứ 3:
Khối lực hệ thống treo cầu thứ 2:
PHU LỤC 4
CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ TẠI KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC CƠ HỌC VẬT RẮN BIẾN DẠNG LẦN