Việc lập và chọn mụ hỡnh phải theo 3 tiờu chớ sau:
Mục tiờu nghiờn cứu
Cấu trỳc riờng của đối tượng nghiờn cứu
Khả năng tớnh toỏn và phương tiện tớnh toỏn
Ngày nay, khả năng tớnh toỏn hầu như khụng bị hạn chế nờn chủ yếu khi lập và chọn mụ hỡnh ta thường căn cứ vào mục tiờu và đặc điểm kết cấu của đối tượng.
Với một hệ phức tạp khi dựng phương phỏp L’agrande II cần nhiều thời gian tớnh toỏn và nhiều quy tắc phức tạp, gõy nhiều khú khăn cho người khụng chuyờn về cơ học.
Phương phỏp Newton Euler thuận lợi cho hệ nhiều vật và người sử dụng hơn. Đú là phương phỏp tỏch cấu trỳc, mỗi vật trong hệ được coi là một hệ con. Việc thành lập phương trỡnh cho một hệ con dựa vào nguyờn lý lực cắt. Nguyờn lý đú là : tại điểm cắt cỏc nội lực của hệ cõn bằng với ngoại lực tỏc dụng, cỏc nội lực và mụmen cựng phương nhưng ngược chiều và cú cựng cường độ. Cần chỳ ý rằng khi sử dụng phương phỏp tỏch vật và nguyờn lý lực cắt, cơ hệ và hệ con cần được thiết lập ở trạng thỏi cõn bằng tĩnh. Khi đú cỏc lực cắt trở thành ngoại lực gõy dao động cho cỏc vật.
Cỏc bước của phương phỏp tỏch vật, nguyờn lý lực cắt và sử dụng phương trỡnh Newton - Euler để lập phương trỡnh dao động:
• Chọn khối tõm Ci của cỏc vật i làm gốc hệ tọa độ cục bộ (hệ tọa độ vật).
• Xỏc lập cỏc lực cắt.
• Sử dụng phương trỡnh Newton - Euler viết phương trỡnh vi phõn chuyển động cho cỏc vật tại cỏc hệ tọa độ khối tõm hoặc cố định.
Ta cú quy định về hệ tọa độ như sau:
Hệ tọa độ cố định: O
Hệ tọa độ cục bộ: Ci
Với cỏc giả thiết vừa nờu, ta cú phương trỡnh vi phõn cho vật rắn phẳng :
c x x i c x x i c x x i mx F J M my F J M mz F J M β ϕ α = = = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ && && && && && &&
Phương phỏp tỏch vật được lựa chọn bởi cỏc lý do sau :
• Phương phỏp này đơn giản, khụng cần cỏc quy tắc biến đổi phức tạp, khụng hạn chế khối lượng và số bậc tự do.
• Phương phỏp này phự hợp với tư duy lập trỡnh theo mụđun, cho phộp thay đổi nhanh cấu trỳc và tham số của mụ hỡnh.
• Phương phỏp này cho phộp xỏc định nội lực làm cơ sở cho bài toỏn thiết kế cụm và tối ưu cỏc cụm.
4.2 - HỆ PHƯƠNG TRèNH Mễ TẢ DAO ĐỘNG
Xe tải cú khung chịu lực, trờn hai dầm dọc là hai khối lượng được treo liờn kết dao động xoắn với nhau, dưới hai dầm dọc là hệ thống treo liờn kết với cỏc bỏnh xe. Xe tải cú dầm dài nờn “mền” ở chiều xoắn bảo đảm xe khụng bị kờnh khi qua mấp mụ. Khối lượng được treo trước chủ yếu là khối lượng ca bin, động cơ,hộp số và lỏi xe; khối lượng được treo sau chủ yếu là hàng húa và khối lượng thựng xe.Tựy thuộc vào hệ thống treo là độc lập, phụ thuộc, cõn bằng mà ta cú cỏc mụ hỡnh khỏc nhau. Mụ hỡnh xe tải ba cầu cú cầu sau treo cõn bằng là mụ hỡnh phức tạp nhất vỡ cỏc bỏnh xe liến kết động lực học theo cả hai phương dọc và ngang. Với loại mụ hỡnh này, khi lập mụ hỡnh, thuận tiện nhất là tỏch cấu trỳc: Tỏch dao động của cầu trước với cầu sau bằng cỏch thay vào mụmen nội lực xoắn khung như là một ngoại lực của hệ thống con. Trong mỗi hệ ta lại tỏch phần treo và khụng được treo khi thay vào cỏc nội lực hệ thống treo như là ngoại lực. Đối với cầu treo cõn bằng ta phải tỏch cả cỏc bỏnh xe cựng phớa. Như vậy ta cú hai mụ hỡnh dao động tương đối độc lập, giữa chỳng liờn kết với nhau bằng một mụmen xoắn khung. Dao động cầu trước thường là liờn kết bằng hệ thống treo phụ thuộc với hai khối lượng và 5 tọa độ suy rộng:z1ϕ1
biến của khối lượng được treo trước;
ξ ϕA1 A1 yA1
là ba biến của dao động cầu. Tương tự với cầu sau:
ϕ 2 2 z và A2 A2 A2 y ϕ ξ .
Hỡnh 4.1: Mụ hỡnh dao động thõn xe tải.
Hỡnh 4.3: Mụ hỡnh dao động ngang cầu sau xe tải.
Mụ hỡnh dao động ngang cầu trước và cầu sau xe tải được biểu diễn trong hỡnh 4.2 và hỡnh4.3. Cỏc nội lực khi cắt tại hệ thống treo là 1 2 1 2 1 2
, , , , ,