CL: Độ cứng hướng kớnh của lốp.
3. 3 Mễ HèNH NGHIấN CỨU DAO ĐỘNG
ễ tụ thuộc hệ cơ học nhiều vật, dao động với dải tần số thấp khụng vượt quỏ 50Hz. Việc lập và chọn mụ hỡnh dao động phải theo 3 tiờu chớ sau:
Mục tiờu nghiờn cứu (đề tài này khảo sỏt theo mục đớch chẩn đoỏn)
Cấu trỳc riờng của đối tượng nghiờn cứu.
Khả năng tớnh toỏn và phương tiện tớnh toỏn.
Ngày nay, với sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật khả năng tớnh toỏn hầu như khụng bị hạn chế (cú nhiều phần mềm rất mạnh hỗ trợ tớnh toỏn), nờn chủ yếu khi chọn và lập mụ hỡnh thường căn cứ vào mục tiờu và đặc điểm kết cấu của đối tượng.
Về mục tiờu nghiờn cứu cú thể bao hàm cỏc vấn đề sau:
• Nghiờn cứu tối ưu hệ treo, kể cả hệ treo tớch cực. Đối với mục tiờu này thỡ chỉ cần khảo sỏt mụ hỡnh 1/4(một trong 4 bỏnh).
• Nghiờn cứu về dao động liờn kết, thường dựng mụ hỡnh phẳng; mụ hỡnh phẳng cũng cũn dựng để nghiờn cứu ảnh hưởng của đường.
• Nghiờn cứu sự trượt và lật dưới tỏc động của ngoại lực như đường mấp mụ, giú bờn nờn thường sử dụng mụ hỡnh 1/2 hoặc mụ hỡnh toàn xe.
3.3.1. Mụ hỡnh 1/4
Mụ hỡnh 1/4 bao gồm hai khối lượng được treo (thay thế cho khối lượng thõn xe) và khối lượng khụng được treo (thay thế cho khối lượng bỏnh xe, cầu xe và cỏc thành phần liờn kết). Phần treo và khụng được treo liờn kết với nhau thụng qua cỏc phần tử đàn hồi của treo và giảm chấn, cú độ cứng là k, hệ số cản giảm chấn như hỡnh 6.
Hỡnh 3.6: Mụ hỡnh 1/4.
Để cú thể chuyển mụ hỡnh vật lý thành mụ hỡnh động lực học hệ dao động ụtụ, cần phải cú một số giả thiết nhằm đơn giản cho việc tớnh toỏn nhưng vẫn đảm bảo tớnh đỳng đắn của kết quả : quỏ trỡnh nghiờn cứu trong mụ hỡnh 1/4 chỉ xột dao động của một trong bốn bỏnh xe, dao động của hệ là nhỏ, tuyến tớnh, xung quanh vị trớ cõn bằng tĩnh, bỏnh xe lăn khụng trượt và luụn tiếp xỳc với đường...
Mụ hỡnh 1/4 cú thể dựng để chọn tối ưu cỏc thụng số như độ cứng lốp, khối lượng khụng được treo mA, độ cứng c và hệ số cản giảm chấn k.Việc này cú ý nghĩa trong bài toỏn điều khiển, tối ưu hệ treo.
3.3.2. Mụ hỡnh dao động liờn kết
Hỡnh 3.7: Mụ hỡnh phẳng dao động ụtụ 2 cầu.
Mụ hỡnh động lực học này biểu thị dao động liờn kết ụtụ 2 cầu ở dạng mụ hỡnh phẳng, cú nghĩa là ụtụ được giả thiết đối xứng qua trục dọc của xe và xem độ mấp mụ của biờn dạng đường ở dưới bỏnh xe trỏi và phải là như nhau. Khối lượng treo được quy dẫn về trọng tõm phần treo biểu thị qua giỏ trị khối lượng m3 (đại diện cho khối lượng được treo là thõn xe) và m1, m2 (đại diện cho khối lượng khụng được treo là cầu xe) với 4 bậc tự do là Z3, ϕ, Z1, Z2 .
Mụ hỡnh này hiệu quả với bài toỏn bố trớ chung, và là mụ hỡnh đơn giản khi nghiờn cứu về đường và phõn bổ tải khi phanh.
3.3.3. Mụ hỡnh khụng gian xe con
Mụ hỡnh khụng gian xe hai cầu được đưa ra như trong hỡnh 3.8. Xe con cú khối lượng bộ nhưng lại cú yếu tố phi tuyến hỡnh học và vật lý lớn nờn khụng thể bỏ qua khi lập mụ hỡnh. Đặc điểm kết cấu là vỏ chịu lực, hệ treo độc lập cú yếu tố phi tuyến hỡnh học cao. Trong phạm vi đề tài này do hạn chế về mặt thời gian, kỹ
thuật nờn chỉ đưa ra mụ hỡnh mang tớnh tham khảo chứ chưa khảo sỏt được mụ hỡnh khụng gian này.
Hỡnh 3.8: Mụ hỡnh khụng gian xe con.
3.4 - HÀM KÍCH ĐỘNG
Chuyển động của ụtụ trờn mặt đường khụng bằng phẳng sẽ sinh ra cỏc dao động của khối lượng phần khụng được treo và khối lượng phần được treo của ụtụ. Độ mấp mụ của mặt đường là nguồn kớch thớch chớnh cho ụtụ dao động. Khi nghiờn cứu mụ hỡnh dao động của ụtụ cần thiết phải mụ tả toỏn học biờn dạng của mặt đường, vỡ chiều cao mấp mụ của biờn dạng đường tại vị trớ tiếp xỳc của bỏnh xe với đường sẽ tham gia vào phương trỡnh vi phõn mụ tả chuyển động của hệ. Hàm kớch động là một yếu tố thuộc mụ hỡnh dao động, mụ tả những yếu tố gõy dao động, và thường được mụ tả dưới dạng cỏc hàm biờn dạng sau:
Kớch thớch dạng bậc với biờn độ ho: Hàm sin: h = hosinω t. Hàm xung: ( ) ∑∞ − = 0 j k i t t f h .
Hàm dao động ngẫu nhiờn: h=f( )t ≈(mf,Rf( )τ ) . mf: Giỏ trị trung bỡnh.
Rf: Hàm quan hệ.
τ: Thời gian tương quan.
Việc chọn loại kớch động nào thỡ phụ thuộc cụ thể vào từng mục tiờu nghiờn cứu. Nếu nghiờn cứu về ảnh hưởng của đường thỡ buộc phải dựng hàm kớch động ngẫu nhiờn. Cũn nếu tối ưu hệ treo thỡ dựng hàm sin và hàm xung là đủ.
Ngoài mấp mụ của đường là yếu tố gõy dao động, cũn cú cỏc yếu tố gõy dao động khỏc mà ta cú thể kể ra như sau:
• Hay xảy ra nhất là giú ngang • Giú dọc
• Gúc quay vụ lăng
• Đặc trưng qua gia tốc ngang với ngoại lực là lực quỏn tớnh li tõm khi vào cua
Như vậy cú tất cả 4 yếu tố gõy ảnh hưởng đến dao động ụ tụ mà trong khi nghiờn cứu cũng phải đề cập, hoặc là riờng về từng yếu tố một, hoặc đồng thời một số yếu tố kết hợp.
Trong phạm vi đề tài này chỉ khảo sỏt hệ dao động mụ hỡnh 1/4 do đú chỉ cần dựng hàm
CHƯƠNG 4: