CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC CẦU XE KHI CHỞ QUÁ TẢI
2.2. Xác định tọa độ các thành phần trọng lượng
Khi xe chở quá tải 80% trong đó có 3 đại lượng trọng tải chính:
Trọng lượng ướt của xe (Gxe)
Trọng lượng 3 người ngồi trên xe (Gng)
Trọng lượng hàng hóa trên xe ( Ghh)
Khi tính toán xác định phân bố trọng lượng ra các cầu xe ta phải xác định phân bố trọng lượng của 3 đại lượng trên, giả thiết các thành phần trọng lượng đặt tại trọng tâm của mỗi phần.
Xác định tọa độ trọng tâm khi xe không tải
Giả thiết : Khi xe đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang.
Hình 2.2 Phản lực mặt đường và tọa độ trọng tâm xe Các kí hiệu trên hình :
Gxe là trọng lượng ướt của xe khi xe không tải
ZTKT, ZSKT là phản lực từ mặt đường tác dụng lên cầu trước và cầu sau khi xe không tải. ZTKT, ZSKT bằng với trọng lượng phân bố lên cầu trước GTKT và cầu sau GSKT của xe khi xe không tải. Khối lượng phân bố trước và sau lần lượt là 1780(kg), 1645(kg)
ZTKT = GTKT = 17800 (N) ZSKT = GSKT = 16450 (N)
a, b là khoảng cách từ T ( trọng tâm ) tới vị trí A ở cầu trước và C cầu sau, c là chiều dài cơ sở c = 4035 (mm) = 4.035 (m)
Ta được phương trình ∑MA = 0 Gxe.a + ZSKT.c = 0
a = ZSKT.c
Gxe =16450.4,035
34250 = 1,938 (m) Ta tìm được b:
b = c – a = 4,035 – 1,938 = 2,097 (m)
Xác định sự phân bố tải trọng lên các cầu xe khi xe chở quá tải 80%
Hình 2.3 : Sơ đồ phân bố tải trọng trên xe khi xe chở quá tải 80%
Trong đó :
Gxe là trọng lượng ướt của xe khi không tải. Khối lượng ướt của xe khi xe không tải là 3425 (kg).
Gxe = 34250 (N)
Gng là trọng lượng tối đa của người. Khối lượng người trên xe 210 (kg)
Gng = 2100 (N)
Ghh là trọng lượng của hàng hóa khi chở quá tải 80%. Trọng lượng hàng hóa cho phép chở 80000(N).
Ghh = Tải trọng cho phép chở x 1,8 = 80000 x 1,8 = 144000 (N)
ZT, ZS là phản lực từ mặt đường tác dụng lên cầu trước và cầu sau. ZT, ZS bằng với trọng lượng phân bố lên cầu trước GT và cầu sau GS của xe.
- a1 là khoảng cách chiếu lên trục x giữa tâm hàng hóa (Thh ) và điểm A.
Hình 2.4: Các kích thước cơ bản và thùng xe chở hàng.
Giả thiết hàng hóa chất bằng phẳng, tức là mặt trên của hàng hóa chạm tới mép trên của thùng hàng do nhà thiết kế huyndai đưa ra và song song với đáy thùng xe, ngoải ra hàng hóa phải là đồng chất. Như trên (hình 2.4) thùng xe là một hình chữ nhật cho nên trọng tậm Thh của hàng hóa sẽ chính là giao điểm của hai đường chéo của hình chữ nhật, tức là DThh = Lthùng xe
2
Từ hình 2.4 ta có:
a1 = Lxe khi lắp thùng – Lthùng xe – L1 + Lthùng xe 2 Thay số: 6910 - 4880 - 1160 + 4880
2 = 3310 (mm) = 3,31 (m)
Trường hợp 1 : Xe ở trạng thái tĩnh
Ta có : ∑ MA = 0 Gxe.a – Ghh.a1 + ZS.c = 0
ZS = a. Gxe+a1.Ghh
c = 1,938 . 34250 + 3,31 . 144000
4,035 = 134576,6 (N) Trong đó: a,c là khoảng cách trong hình 2.2. a= 1,938(m)
ZS = GS = 134576,6 (N)
ZT = Gng + Gxe + Ghh – ZS
ZT = 2100 + 34250 + 144000 – 134576,6 ZT = GT = 45773,4 (N)
Trường hợp 2 : Xe phanh với lực phanh cực đại
Ta có m2 là hệ số thay đổi trọng lượng tác dụng lên cầu sau phụ thuộc vào điều kiện chuyển động.Với trường hợp phanh thì m2 = m2p .
Xét tải trọng phân bố lên cầu sau:
Zsp = m2p.GS = 0,92 . 134576,6 = 123810,72 (N) Gsp = Zsp = 123810,72 (N)
Tra bảng thông số trong sách ô tô 2 trang 130 ta có : m2p = 0,9 ÷ 0,95 (đối với xe tải). Ta chọn m2p = 0,92
Vậy tải trọng phân bố lên cầu trước là:
ZTP = Gng + Gxe + Ghh – Zsp
ZTP = 2100 + 34250 + 144000 – 123810,72 (N) GTP = ZTP = 56539,528 (N)
Trường hợp 3 : Xe đang truyền lực kéo cực đại
Trường hợp truyền lực kéo thì ta có m2k là hệ số thay đổi trọng lượng tác dụng lên cầu sau xe khi xe đang truyền lực kéo.
Xét tải trọng phân bố lên cầu sau:
ZSk = m2k.Gs = 1,1 . 134576,6(N) ZSk = GSk = 148034,3(N)
Tra bảng thông số trong sách ô tô 2 trang 130 ta có : m2k = 1,1 ÷ 1,2 (đối với xe tải).
Ta chọn m2k = 1,1
Vậy tải trọng phân bố lên cầu trước là:
ZTk = Gng + Gxe + Ghh - ZSk
= 2100 + 34250 + 144000 – 148034,3(N) ZTk = GTk = 32315,7(N)
Bảng 2.1 : GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG (GT, GS) TÁC DỤNG LÊN CÁC CẦU XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 80% TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP:
Cầu trước (m1) Cầu sau ( m2) Trạng thái tĩnh GT = 45773,4 (N) GS =134576,6 (N) Khi phanh cực đại GTp= 56539,528 (N) GSp= 123810,72 (N) Khi truyền lực kéo cực đại GTk = 32315,7 (N) GSk= 148034,3 (N)
- Nhận xét
+ Cầu trước: GTp > GT > GTk
+ Cầu sau: GSk > GS > GSp
Ta thấy ở cầu trước khi phanh và cầu sau khi kéo thì chịu tải trọng lớn nhất cho nên ta xem xét và tính toán cho cầu trước ở trường hợp phanh, còn cầu sau thì tính toán ở trường hợp truyền lực kéo cực đại.