M Yi NXi [Hi ri (1 cosi )] Hay )]
3.3.2. Giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của xe Bus Thaco 46 chỗ khi vận chuyển hành khách trên đường giao thông
khi vận chuyển hành khách trên đường giao thông
Để giải hệ phương trinh dao động của xe Bus Thaco 46 chỗ khi vận chuyển hành khách trên đường giao thông sử dụng phần mềm Matlab - Simulink. Simulink là phần chương trình mờ rộng của Matlab nhằm mục đích mô hình hóa , mô phỏng và khảo sát các hệ thống dưới dạng sơ đồ tín hiệu với các khối chức năng đã được thiết lập sẳn.
Lập sơ đồ tổng quát hệ phương trình vi phân bằng phần mềm Matlab - Simulink. Để giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của cơ hệ chúng tôi sử dụng phần mềm Matlab R2008a. Trước hết, chúng tôi lập M-files để khai báo các thông số đầu vào ( hình 3.3) sau đó sử dụng Simulink để xây dựng sơ đồ khối mô phỏng dao động của cơ hệ ( hình 3.4)
Hình 3.4. Sơ đồ khối mô phỏng tồng quát hệ phương trìnhbằng Simulink, dạng hàm đầu vào là hàm điều hòa hình Sin.
Trong sơ đồ khối tổng quát mô phỏng hệ phương trình trên Matlab, dạng hàm đầu vào là hàm sin (hình 3.4) ta có sơ đồ mô phỏng chuyển dịch thẳng đứng của trọngtâm xe ôtô Bus Thaco 46 chỗ, (hình 3.5)
Tương tự ta có sơ đồ mô phỏng dịch chuyển góc của xe ôtô (hình 3.6)
Hình 3.6. Sơ đồ khối mô phỏng dịch chuyển góc
Sơ đồ mô phỏng dịch chuyển thẳng đứng của ghế ngồi người lái (hình 3.7)
Hình 3.7. Sơ đồ mô phỏng dịch chuyển thẳng đứng của ghế ngồi người lái
Sau khi xây dựng mô hình như trên, để nhận được kết quả mô phỏng ta cần khai báo giá trị các tham số cho các khối chức năng tín hiệu đầu vào. Các khối chức năng cần khai báo là các khối ma trận hệ số M, C, K, Q, q (trong phương trình
(3.11) viết dưới dạng ma trận. Hàm kích thích của các khối ma trận này được thể hiện dưới dạng là hàm điều hòa hình sin. Kết quả mô phỏng dịch chuyển trọng tâm xe với hàm kích thích là hàm điều hoà thể hiện ở hình 3.8.
Hình 3.8. Dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ
Hình 3.9. Vận tốc dịch chuyển trẳng đứng của trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ
Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ (Hình 3.10)
Hình 3.10. gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe ôtô
Ta có dịch chuyển của trọng tâm ghế ngồi trong mặt phẳng thẳng đứng dọc (hình 3.11)
Hình 3.11. Dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm ghế ngồi người lái
Ta củng có vận tốc dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm ghế ngồi người lái (hình 3.12)
Ta củng có gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm ghế ngồi người lái (hình 3.13)
Hình 3.13. gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm ghế ngồi người lái
Qua các đồ thị từ hình 3.8 đến 3.13 ta thấy: Đây là dao động tuần hoàn không tắt, điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế; dao động chỉ tắt dần khi nguồn kích thích dao động không còn nữa. Chúng tôi xác định được biên độ gia tốc của trọng tâm xe dao động - 0,2 ÷ 0,2 m/s2 ; biên độ gia tốc của trọng tâm ghế ngồi người lái dao động -0,04 ÷ 0,04; tần số dao động khoảng 2 Hz.
Từ kết quả mô phỏng có khối lượng và gia tốc dao động có thể tính được lực quán tính, từ đó xác định lực động của bánh xe tác động xuống đường. Lực tác động lên mặt đường bằng tổng lực tĩnh và lực quán tính do các khối lượng dao động thẳng đứng tạo nên.
Để xác định một số thông số hợp lý của hệ thống treo (như độ cứng của bộ phận đàn hồi và hệ số cản giảm chấn của các bộ phận cản) sao cho giảm thiểu phá hỏng đường và nâng cao sự chuyển động êm dịu, trong quá trình mô phỏng, khảo sát hệ phương trình vi phân dao động chúng tôi thay đổi dãy các giá trị khác nhau
của độ cứng các nhíp, hệ số cản của giảm chấn, sau đó so sánh và chọn ra độ cứng của các nhíp và hệ số cản của giảm xóc sao cho xe chuyển động êm dịu ở tốc độ thường gặp làm căn cứ cho việc đề xuất các giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động và giảm thiểu phá hỏng mặt đường. Từ kết quả khảo sát bằng mô phỏng nhờ phần mềm Simulink tìm được giá trị hợp lý của các thông số hệ thống treo xe Bus Thaco 46 chố như sau (bảng3.2):
Bảng 3.2 Các thông số hợp lý của hệ thống treo
Thông số Giá trị hợp lý Độ cứng nhíp trước 129465 N/m Độ cứng nhíp sau 147782 N/m Hệ số cản giảm chấn của giảm xóc trước 148530 Ns/m
Chương 4: