Để nghiên cứu dao động theo phương thẳng đứng của xe tải xích cao su MST 600, dao động của ghế ngồi người lái trên xe khi vận chuyển gỗ cự ly ngắn trên đường lâm nghiệp, luận văn tiến hành xây dựng mô hình toán dao động trên cơ sở cơ học giải tích.
Trên cơ sở mô hình đã xây dựng, công việc tiếp theo là lập phương trình vi phân dao động của hệ (Người - xe tải MST 600 chở gỗ - mặt đường). Hệ phương trình này có thể thiết lập được bằng nhiều phương pháp trong đó có hai phương pháp phổ biến đó là sử dụng nguyên lý Dalambe hoặc phương trình Lagrange II trong hệ tọa độ suy rộng.
- Thiết lập hệ phương trình theo nguyên lý Dalambe, bài toán động lực học hệ dao động sẽ được đưa về bài toán tĩnh trên cơ sở đưa lực quán tính vào cơ hệ, khi đó phương trình chuyển động sẽ được thiết lập trên cơ sở lấy tổng đại số các phần tử của hệ dao động sẽ được tách độc lập và đặt ngoại lực cân bằng ở trạng thái tĩnh. Căn cứ vào đó xây dựng các phương trình cho từng phần tử để giải hệ các phương trình đơn giản.
Phương pháp này thông dụng để giải các bài toán động lực học và trực quan hóa mối quan hệ ảnh hưởng lên từng phần tử riêng biệt trong hệ dao động. Phương trình này được dùng khi hệ dao động đơn giản.
- Thiết lập hệ phương trìng dao động theo phương trình Lagrange II, đây là phương pháp phổ biến mà nhiều công trình nghiên cứu sử dụng vào việc
lập phương trình vi phân cho các hệ dao động. Phương trình Lagrange II có dạng tổng quát như sau:
i Q D i i i i q q q T q T dt d , (2.1)
Trong đó: T - là hàm động năng của hệ; П - Hàm thế năng của hệ; D - Hàm hao tán của hệ; qi - Các tọa độ suy rộng thứ i;
Với i = 1,2,3,... n là số tọa độ suy rộng của cơ hệ Có thể viết lại hệ phương trình (2.1) dưới dạng ma trận sau:
M q K q CqQ (2.2) Trong đó: [M] - Ma trận khối lượng;
[K] - Ma trận hệ số cản; [C] - Ma trận độ cứng; Q - Véc tơ lực tổng quát;
Tương ứng với mô hình đã được lập thì các hàm động năng, hàm thế năng và hàm hao tán của hệ được thiết lập theo các biểu thức tính toán trong cơ học giải tích. Sau khi thay các biểu thức đó vào phương trình (2.1) ta được hệ phương trình vi phân mô tả dao động của hệ xe tải xích cao su MST 600 chở gỗ theo phương thẳng đứng khi vận chuyển gỗ cự ly ngắn trên đường lâm nghiệp.
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 sử dụng phần mềm Matlab Simulink.
Kết quả tính toán với các thông số kỹ thuật của xe tải MST 600, tải trọng gỗ chở, dạng mấp mô mặt đường sẽ xác định được biên độ dao động gia tốc theo phương thẳng đứng của điểm đặt ghế trên cabin xe khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp với vận tốc di chuyển khác nhau.
Như vậy, luận văn lựa chọn phương pháp thiết lập hệ phương trình vi phân trên cơ sở phương trình Lagrange II, để mô tả hệ dao động của xe tải xích cao su MST 600 khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp.