Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử tính toán động lực học toa xe chở hàng có 8 trục

Nhiệm vụ xuyên suốt mà em thực hiên trong đè tài này là dựa trên cơ sở cácthông số mà nhà nhà thiết kế đưa cho, tiến hành tính toán, viết phương trình vi phân trình vi phân chuyển động c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI

KHOA: CƠ KHÍ

BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCTÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC TOA XE CHỞ HÀNG CÓ 8 TRỤC

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CÔNG ĐỨC

Lớp: CƠ ĐIỆN TỬ - K51

Mã sinh viên: 1020463Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN BÁ NGHỊ

Hà Nội - 2014

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn

“KỸ THUẬT MÁY”, Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội đã tạo điều kiện vàhướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án Đặc biệt, em xin được gửi lời cảm ơnchân thành tới thầy giáo ThS Nguyễn Bá Nghị, là người trực tiếp hướng dẫn tận tình vàđộng viên em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành đề tài tốt nghiệp này Trong quá trình thực hiện đề tài có thể em còn mắc một số sai, thiếu sót, em rấtmong các thầy cô bỏ qua cho em Em rất mong nhận được sự góp ý quý báu của các thầy,

cô để em có thể hoàn thiện tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Công Đức

TÓM TẮT

Đề tài “Tính toán động lực học cho toa xe chở hàng có 8 trục ” thực hiện nghiên cứu,

tính toán động lực học của toa xe chở hàng nặng có 8 trục, có sự trợ giúp của phần mềmmatlab Nhiệm vụ xuyên suốt mà em thực hiên trong đè tài này là dựa trên cơ sở cácthông số mà nhà nhà thiết kế đưa cho, tiến hành tính toán, viết phương trình vi phân trình

vi phân chuyển động của hệ, và viết chương trình máy tính (cụ thể ở đây) là viết trên phầnmềm matlab để giải hệ phương trình vi phân đó, đánh giá kết quả thu được

Trong đề tài, em xin trình bày những vấn đề của mình theo 4 chương như sau:

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương 2: Tổng quan về toa xe chở hàng có 8 trục

Trong chương này em xin trình bày về:

+ Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án

+ Giới thiệu tổng quan về toa xe chở hàng, giá chuyển hướng 2 trục và mô hình toa xechở hàng có 8 trục

Chương 3: Tính toán động lực học cho toa xe chở hàng có 8 trục

Các nội dung trong chương này bao gồm:

+ Lựa chọn mô hình tính toán dao động

+ Giải thích các thông số của toa xe chở hàng có 8 trục, lựa chọn hàm kích thích từ đườngray

+ Phân tích lực và viết phương trình vi phân chuyển động cho các bộ phận của toa xe.+ Viết phương trình vi phân chuyển động hệ dưới dạng ma trận và phương pháp giải hệphương trình vi phân chuyển động của đoàn xe

+ Khảo sát, ảnh hưởng của lò xo và lực cản giảm chấn đến tính năng động lực học của toaxe

Chương 4: Kết luận

Chương 5: Giới thiệu sơ bộ về phần mềm matlab và hàm “ode 45”

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT III MỤC LỤC V

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TOA XE CHỞ HÀNG NẶNG CÓ 8 TRỤC 2

2.1.G IỚI THIỆU CHUNG VỀ CẤU TẠO TOA XE CHỞ HÀNG : 2

2.1.1 Thùng xe hay thân xe: 2

2.1.2 Đầu đấm móc nối: 2

2.1.3 Bộ phận chạy_ giá chuyển hướng: 3

2.1.4.Bộ phận hãm: 4

2.2.T ỔNG QUAN VỀ TOA XE CHỞ HÀNG NẶNG CÓ 8 TRỤC : 6

2.2.1Toa xe chở hàng siêu trọng: 6

2.2.2.Toa xe chở hàng có 8 trục: 6

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO TOA XE CHỞ HÀNG CÓ 8 TRỤC 8

3.1 X ÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN : 8

3.1.1 Mô hình toa xe 8 trục và các thông số: 8

3.1.2 Xác định kích thích bên ngoài: 9

3.2 P HÂN TÍCH LỰC VÀ VIẾT PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ : 12

3.2.1 Đối với thân toa xe (đang chở hàng) có khối lượng là m  m1  m2: 12

3.2.2 Bệ thứ nhất (bệ trái): 13

3.2.3 Bệ thứ hai (bệ phải): 14

3.2.4 Hệ phương trình vi phân của hệ: 15

3.3 G IẢI BÀI TOÁN TRỊ RIÊNG : 17

3.3.1 Xác định tần số dao động tự do: 17

3.3.2 Xác định các vecto riêng của hệ: 18

3.3.3 Vận tốc cộng hưởng của hệ ( V ch ): 18

3.3.4 Kết quả thu được bằng việc sử dụng matlab: 19

3.5 T ÍNH LỰC ĐỘNG TÁC DỤNG LÊN CÁC BỘ PHẬN CỦA TOA XE : 23

3.5.1 Khảo sát ở vận tốc của toa xe V=60 km/h: 24

3.5.2 Tiến hành khảo sát với một số vận tốc khác: 27

3.6.1 Khảo sát khi không có cộng hưởng: 30

3.6.2 Khảo sát khi xảy ra cộng hưởng: 32

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 36

CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHẦN MỀM MATLAB VÀ HÀM “ODE 45” 37

5.1 T ÓM TẮT CƠ BẢN VỀ MATLAB VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NÓ : 37

5.1.1 Khái niệm: 37

5.1.2.Khả năng và ứng dụng của matlab 37

5.2 Ứ NGNG DỤNG MATLAB TRONG ĐỀ TÀI : 38

5.3 H ÀM “ ODE 45” TRONG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG M ATLAB : 38

PHỤ LỤC 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 59

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀTrong thời đại công nghiệp hóa hiên đại hóa ngày nay, nền kinh tế nước ta ngày một pháttriển và lĩnh vực giao thông vận tải cũng theo đó mà đi lên Lượng hàng hóa phải vậnchuyển cũng ngày càng nhiều, và chúng cơ bản được vận chuyển qua nhiều hình thứckhác nhau Tuy nhiên có một số mặt hàng thiết bị có khối lượng lớn, kích thước cồngkềnh như tua bin thủy điện, máy biến áp của các trạm trung chuyển của lưới điện,… vượtquá khả năng tải của các loại toa xe thông thường Do đó, chúng ta có thể chọn một giảipháp an toàn, đáp ứng được yêu cầu trên là dùng các toa xe siêu trọng như các loại toa xe

8 trục, 12 trục, 16 trục, và nhìu hơn Mặc dù vậy xét đến tiềm lực của nước ta thì toa xe 8trục sẽ là một lựa chọn thỏa đáng trong tương lai gần

Tính năng và hiệu quả sử dụng của toa xe phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng thiết kế,chếtạo và điều kiện sử dụng.Việc đánh giá chất lượng toa xe có thể theo một số phương phápkhác nhau phụ thuộc vào mục đích và phương tiện xác định các chỉ tiêu cần đánhgiá.Trong đó, các chỉ tiêu động lực học dao động, độ êm dịu và an toàn khi chuyển động,tính an toàn điều khiển và tính tiết kiệm nhiên liệu (năng suất) được xét đến phổ biến hơn

Dựa trên cơ sở đó, em lựa chọn đề tài “Tính toán động lực học cho toa xe chở hàng có

8 trục” với mục tiêu là khảo tìm hiểu, khảo sát được tính năng động lực học của toa xe

chở hàng có nhìu trục mà cụ thể trong đề tài là 8 trục Từ đó có thể đánh giá được khảnăng làm việc của loại toa xe này đã đáp ứng được tình trạng giao thông vận tải ở nước tahay chưa

Vận dụng lý thuyết về dao động đã được học và tìm hiểu thêm trong quá trình nghiên cứu

đề tài, em sẽ khảo sát động lực học đối với mô hình toa xe 8 trục trong mặt phẳng thẳngđứng với sự trợ giúp của phần mềm matlab và đưa ra những đánh giá khoa học về chấtlượng dao động của đoàn xe được khảo sát Quá trình cụ thể được trình bày ở các chươngtiếp theo của đề tài này xác định các thông số dao động như chuyển dịch, vận tốc, gia tốccủa thân xe và các trục bánh xe, chỉ tiêu độ êm dịu của xe khi chịu kích thích dao động từ

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TOA XE CHỞ HÀNG NẶNG CÓ 8 TRỤC2.1.Giới thiệu chung về cấu tạo toa xe chở hàng:

Cấu tạo cơ bản của một toa xe chở hàng gồm 4 bộ phận cơ bản sau đây:

2.1.1 Thùng xe hay thân xe:

Thùng xe là phần trên cùng của toa xe, dùng để chứa hàng hóa Thùng xe có thể có cóthành bên, mui hoặc không có cả hai thành phần này

Hình 2.1: Hình ảnh thân toa xe đang chở hàng

2.1.2 Đầu đấm móc nối:

là một cơ cấu có nhiệm vụ nối các toa xe với nhau và nối với đầu máy, giữ chúng cókhoảng cách nhất định, tiếp nhận, truyền và làm mềm lực kéo hoặc lực đấm từ đầu máy

và từ toa xe này đến toa xe khác xuất hiện trong quá trình chuyển động hay khi dồn lậpđoàn tàu.

Hình 2.2: Hình ảnh của một cơ cấu đầu đấm móc nối

2.1.3 Bộ phận chạy_ giá chuyển hướng:

Bộ phận chạy là một cơ cấu được cấu thành từ các bộ phận độc lập trục bánh, bầu dầu, hệthống các lò xo, giảm chấn

Hình 2.3: Giá chuyển hướng tháo rời tại xưởng

Giá chuyển hướng có khung giá chuyển hoặc má giá và trên đó được lắp các chi tiết của

hệ thống treo lò xo, hệ thống giằng hãm và các chi tiết phụ khác để truyền tải trọng từthùng xe xuống giá chuyển hướng, xà nhún trên đó có cối chuyển hướng và các bàn trượt.2.1.4.Bộ phận hãm:

Bộ phận hãm là cơ cấu dùng để tạo lực cản nhân tạo lên cả đoàn tàu chuyển động hoặccho riêng một toa xe nhằm điều chỉnh tốc độ chuyển động, dừng tàu hay giữ đoàn tàu ởmột vị trí nào đó trên đường

Hệ thống hãm sử dụng trên đoàn tầu đường sắt phụ thuộc vào nguồn động lực hãm vàphương pháp hãm và được phân thành 4 nhóm: hãm tay, hãm gió ép, hãm điện gió ép vàhãm điện

Hệ thống hãm sử dụng trong các toa xe đường sắt là hệ thống hãm gió ép tự động, nghĩa

là có thể tự động hãm cả hai nửa đoàn tầu trong trong trường hợp đoàn tầu bị đứt làm đôi

do bất kể lý do nào Hệ thống hãm gió ép tự động có 3 tác dụng chính: cấp gió, hãm vànhả hãm

Hình 2.4: sơ đồ nguyên lý của hệ thống hãm gió ép tự động

Các bộ phận chính: máy nén gió (1); thùng gió chính (2); tay hãm (3); ống hãm (4); ốngmềm (5); khoá gió đầu xe (6); van hãm khẩn (7); thùng gió phụ (8); van ba cửa (van phânphối )(9); xilanh hãm (nồi hãm) (10); cá hãm bệ xe (11); cái hãm giá chuyển (12); guốchãm (13); bánh xe (14); hãm tay (15)

Máy nén gió, thùng gió chính và tay hãm được lặp trên đầu máy, còn van phân phối,thùng gió phụ thì được lặp cả trên đầu máy và toa xe để có thể thực hiện được hãm riêngđầu máy hoặc toa xe

Máy hãm có 4 tác dụng: nạp gió ban đầu, hãm, giữ hãm và nạp gió nhả hãm Nó còn cóthể thực hiện được hãm từng nấc hoặc nhả hãm từng nấc hay gọi là hãm giai đoạn và nhảhãm giai đoạn

Nguyên lý làm việc:

Máy nén gió sản xuất gió ép sau đó được tích trong thùng gió chính Nhờ có tay hãm (3)gió ép được nạp vào thùng gió phụ của các toa xe và điều chỉnh việc nạp hoặc xả gió

trong xilanh hãm (9) thông qua hệ thống giằng hãm (11,12) sẽ điều chỉnh được lực ép củaguốc hãm (13)

2.2.Tổng quan về toa xe chở hàng nặng có 8 trục:

2.2.1Toa xe chở hàng siêu trọng:

Hình 2.5: Hình ảnh toa xe siêu trọng có nhiều trục đang vận chuyển máy biến áp

Là những loại toa xe chở hàng thuộc loại toa xe chuyên dụng Chúng được sử dụng đểchuyên chở các loại hàng hóa cồng kềnh, trọng lượng lớn như tua bin máy thủy điện, máybiến áp của các trạm trung chuyển của lưới điện quốc gia,…

Tùy thuộc vào mục đích chuyên dụng mà người ta thiết kế ra các loại toa xe có rất nhiềutrục, có thể có 8 trục, 12 trục, 16 trục và có thể hơn nữa

Chúng ta có thể thiết kế được các loại toa xe có nhiều trục bằng các kết cấu đã có sẵn trênthị trường như giá chuyển hướng 2 trục, 3 trục của toa xe hàng và chế tạo thêm 1 số bộphận như bệ, thân xe

2.2.2.Toa xe chở hàng có 8 trục:

Kết cấu toa xe chở hàng có 8 trục có thể được tạo nên từ các bộ phận sẵn có trên thịtrường Bằng cách:

+ chế tạo một bệ đỡ có vai trò như 1 thân xe (thùng xe) của toa xe chở hàng 4 trục Nhưvậy 1 bệ đỡ sẽ liên kết với 2 giá chuyển hướng có 2 trục Ta cần 2 bệ đỡ như thế

+ chế tạo 1 thân dạng lõm ở giữa để giảm độ cao thân khi đặt lên 2 bệ vừa tạo ra

+ giữa thân với bệ và bệ với giá chuyển hướng có các cối chuyển để các toa xe co thể đivào đường cong Và có các hệ thống lò xo, giảm chấn để điều hòa giao động, giảm chấn,lực xung cho các bộ phận của toa xe

Hình 2.6: Mô hình một toa xe chở hàng có 8 trục đang chứa hàng hóa

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO TOA XE CHỞ HÀNG CÓ 8

TRỤC3.1 Xây dựng mô hình tính toán:

3.1.1 Mô hình toa xe 8 trục và các thông số:

Toa xe mà ta khảo sát có cấu trúc đối xứng, tức là các giá chuyển hướng đều cùng loại, cócác thông số giống nhau, các bệ có các thông số giống nhau

Giả thiết toa xe đâng chuyển động về phía bên trái với vận tốc V

Ta mô hình hóa toa xe chở hàng 8 trục cần khảo sát như hình vẽ sau:

Hình 3.1: Mô hình tính toán của toa xe chở hàng 8 trục

Trong đó:

m1 là khối lượng của hàng hóa, tính bằng kg

m2 là khối lượng của thân toa xe, tính bằng kg

mb là khối lượng của 1 bệ toa xe, tính bằng kg

J là momen quán tính của thân xe đang chở cả hàng hóa, tính bằng kgm2

c là hệ số cản của giảm chấn lắp giữa thân xe và 1 bệ, tính bằng Ns/m.

k là độ cứng lò xo lắp giữa thân xe và 1 bệ , tính bằng N/m

c1 là hệ số cản nhớt của giảm chấn lắp trên 1 giá chuyển hướng (Ns/m)

k1 là độ cứng lò xo lắp trên 1 giá chuyển hướng (N/m)

L là 1 nửa khoảng cách giữa 2 cối chuyển của thân toa xe, tính bằng m

L1 là 1 nửa khoảng cách giữa 2 cối chuyển nối với giá chuyển hướng của 1 bệ

l là 1 nửa khoảng cách giữa trục bánh trên 1 giá chuyển hướng (m)

Bảng 3.1: Bảng liệt kê các thông số cho trước của mô hình tính toán:

Khối lượng (10 3 kg)

Momen quán tính (kgm 2 )

Độ cứng lò xo (N/m)

Hệ số cản nhớt (Ns/m)

Các kích thước (m)

C=120.00 0

Lr là chiều dài ray, Lr=12,5 (m).

tc i là khoảng thời gian trễ bánh xe thứ i so với bánh xe trước đó (i1):

Với tc1, tc2, tc3, tc4, tc5, tc6, tc7, tc8 là khoảng thời gian trễ hay độ trễ của các bánh xe thứ 1,bánh xe thứ 2 cho đến bánh xe thứ 8 Trong đó các bánh xe được đánh theo thứ tự tăngdần bắt đàu từ 1 đến 8, từ trái qua phải trên mô hình tính toán.

Như vậy, chuyển vị và vận tốc theo phương thẳng đứng do mặt đường gây ra cho cácbánh xe có phương trình như sau:

Bảng 3.2: các chuyển vị và vận tốc theo phương thẳng đứng của các bánh xe

Trong đó:

yi là chuyển vị theo phương thẳng đứng của bánh thứ i

y i là vận tốc theo phương thẳng đứng của bánh thứ i.

yijlà chuyển vị theo phương thẳng đứng của giá chuyển hướng lắp bánh i và j tại đế

dưới lò xo

y ij là vận tốc theo phương thẳng đứng của giá chuyển hướng lắp bánh i và j tại đế dưới

lò xo

3.2 Phân tích lực và viết phương trình vi phân chuyển động của hệ:

Ta giả sử chiều chuyển động của toa xe là chiều từ trái sang phải Tiến hành phân tích lực

và viết phương trình vi phân chuyển động:

3.2.1 Đối với thân toa xe (đang chở hàng) có khối lượng là m  m1  m2:

Coi thân toa xe đang chở hàng có dạng hình chữ nhật như hình vẽ:

Hình 3.2: sơ đồ biểu diễn các lực tác dụng lên thân toa xe

Phương trình vi phân chuyển động của thân toa xe:

x x x1, , 1 1lần lượt là chuyển vị,vận tốc, gia tốc theo phương thẳng đứng của điểm chínhgiữa thân toa xe.

  1, , 1 1 lần lượt là chuyển vị góc, vận tốc góc, gia tốc góc của thân toa xe

3.2.2 Bệ thứ nhất (bệ trái):

Hình 3.3: sơ đồ biểu diễn các lực tác dụng lên bệ trái toa xe

Phương trình vi phân chuyển động của bệ trước toa xe:

Hình 3.4: sơ đồ biểu diễn các lực tác dụng lên bệ phải toa xe

Phương trình vi phân chuyển động của bệ sau toa xe:

3.2.4 Hệ phương trình vi phân của hệ:

Kết hợp tất cả các phương trình trên ta được hệ phương trình vi phân của hệ như sau:

[ ]M là ma trận quán tính có dạng là ma trận đường chéo:

b b b b

3.3.2 Xác định các vecto riêng của hệ:

Thay lần lượt các giá trị 12 2

3.3.4 Kết quả thu được bằng việc sử dụng matlab:

Chương trình giải bài toán trị riêng đã trình bày ở phần phụ lục cuối bản thuyết minh này.Dưới đây là kết quả:

Bảng 3.4:: tần số dao động tự do và vận tốc cộng hưởng TAN SO DAO DONG

RIENG(Hz)

VAN TOC CONG HUONG(km/h) 1.9104

3.2396 10.9890

85.9663 145.7818 494.5054

20.6836 21.1257

930.7605 950.6560

3.4 Xác định các phương trình chuyển động của hệ:

Xác định các chuyển vị của hệ thông qua giải PTVP:

Tương tự ta cũng có thể biểu diễn   x như sau:

Khi đó ta có hệ phương trình sau:

Khi đó ta được phương trình:   z  [A]     z  f (II)

Giải ptvp (II) bằng hàm ode 45 (xem phụ lục ở cuối bản thuyết minh), từ đó xác địnhđược các chuyển vị của hệ

40 CHUYEN VI THANG DUNG CUA THAN TOA XE

Thoi gian-sHình 3.5: Dao động của thân toa xe khi xe chạy với vận tốc 60 km/h

Nhận xét: Dựa vào đồ thị “Hình 3.6” ta có thể nhận thấy rằng khi toa xe chạy với vận tốcV=60km/h, toa xe có lắp đầy đủ lò xo, giảm chấn, thì ta có những nhận xét như sau:+) Trong khoảng từ 0 cho đến 7 biên độ của dao động tăng lên đột ngột sau đó giảm dầnđến một mức ổn định và duy trì biên độ ấy trong suốt thời gian còn lại

+) Từ sau 7s hình dạng của đồ thị là 1 sóng dao động điều hòa hình sin có biên độ nhỏ,như vậy sẽ đảm bảo được độ em dịu cho hàng hóa trên xe

+) Đồ thị của chuyển vị góc đạt được độ ổn định sớm hơn nhiều so với chuyển vị thẳngđứng của thân toa xe

b) Chuyển vị của bệ phụ trước:

-20 -10 0 10

20 CHUYEN VI THANG DUNG CUA BE PHU TRUOC

Thoi gian-s

Hình 3.6: Dao động của bệ phụ trước (bệ trái) toa xe khi xe chạy với vận tốc 60 km/h

Nhận xét: Dựa vào đồ thị “Hình 3.7” ta có thể nhận thấy rằng khi toa xe chạy với vận tốcV=60km/h, toa xe có lắp đầy đủ lò xo, giảm chấn, thì ta có những nhận xét như sau:+) Trong khoảng từ 0 cho đến 6 biên độ của dao động tăng lên đột ngột sau đó giảm dầnđến một mức ổn định và duy trì như vậy

+) Từ sau 6s hình dạng của đồ thị là 1 sóng dao động điều hòa hình sin có biên độ nhỏ,như vậy sẽ đảm bảo được độ êm dịu cho hàng hóa trên xe, tránh gây xóc lắc mất an toàn

+) Đồ thị của chuyển vị góc đạt được độ ổn định sớm hơn nhiều so với chuyển vị thẳngđứng của bệ phụ trước.

c) Chuyển vị của bệ phụ sau:

-20 -10 0 10

20 CHUYEN VI THANG DUNG CUA BE PHU SAU

Hình 3.7: Dao động của bệ phụ sau (bệ phải) toa xe khi xe chạy với vận tốc 60 km/h

Nhận xét: Dựa vào đồ thị “Hình 3.8” ta có thể nhận thấy rằng khi toa xe chạy với vận tốcV=60km/h, toa xe có lắp đầy đủ lò xo, giảm chấn, thì ta có những nhận xét như sau:+) Trong khoảng từ 0 cho đến 7s biên độ của dao động tăng lên đột ngột sau đó giảm dầnđến một mức ổn định

+) Từ sau 7s hình dạng của đồ thị là 1 sóng dao động điều hòa hình sin có biên độ nhỏ,như vậy sẽ đảm bảo được độ êm dịu cho hàng hóa trên xe, tránh gây xóc lắc mất an toànđối với hàng hóa trên xe

+) Đồ thị của chuyển vị góc đạt được độ ổn định sớm hơn nhiều so với chuyển vị thẳngđứng của bệ phụ sau

+) Thử tiến hành khảo sát ở 1 số vận tốc khác và khác các vận tốc cộng hưởng đã tính và

in kết quả trên “Hình 3.5” ta cũng thấy rằng các dao động của toa xe cũng nhanh chóngđạt được độ ổn đinh

3.5 Tính lực động tác dụng lên các bộ phận của toa xe:

Sau khi xác đinh được các chuyển vị và vận tốc theo phương thẳng đứng của từng bộphận ta thay số vào tính toán các lực động tác dụng lên các bộ phận:

3.5.1 Khảo sát ở vận tốc của toa xe V=60 km/h:

3.5.1.1 Lực động tác dụng lên thân xe:

Lực động tác dụng lên cối trước thân xe:

400 LUC DONG TAC DUNG LEN COI TRUOC THAN-kN

-500 0 500

1000 LUC DONG TAC DUNG LEN COI SAU THAN-kN

Hình 3.8: Lực động tác dụng lên cối trước và cối sau của thân xe trong trường hợp có

giảm chấn, xe chạy với vận tóc 60km/h

Nhận xét:

+) Dựa vào đồ thị 3.9 ta thấy lực động tác dụng lên toa xe ở cả đầu trước và đầu sau trongkhoảng 7s đầu tăng lên đọt ngột do mới khởi động lực cản còn lớn Sau đó, các lực nàygiảm dần theo thời gian đến khoảng giây thứ 7 bắt đầu đạt trạng thái ổn đinh Và biên độcũng bé

3.5.1.2 Lực động tác dụng lên bệ trước (trái):

a) Lực động tác dụng lên cối trước bệ trước:

500 LUC DONG TAC DUNG LEN COI TRUOC BE TRAI-kN

-1000 -500 0 500

1000 LUC DONG TAC DUNG LEN COI SAU BE TRAI-kN

Hình 3.9:: Lực động tác dụng lên cối trước và cối sau của bệ trái trong trường hợp có

giảm chấn, xe chạy với vận tóc 60km/h

3.5.1.3 Lực động tác dụng lên bệ sau (phải):

a) Lực động tác dụng lên cối trước bệ sau:

1000 LUC DONG TAC DUNG LEN COI TRUOC BE PHAI-kN

-1000 0 1000

2000 LUC DONG TAC DUNG LEN COI SAU BE PHAI-kN

Hình 3.10: Lực động tác dụng lên cối trước và cối sau của bệ phải trong trường hợp có

giảm chấn, xe chạy với vận tóc 60km/h

Nhận xét:

+) Dựa vào đồ thị 3.11 ta thấy lực động tác dụng lên bệ phải của toa xe ở cả đầu trước vàđầu sau cũng trong khoảng 5-6s đầu tăng lên đột ngột do mới khởi động lực cản còn lớn.Sau đó, các lực này giảm dần theo thời gian đến khoảng giây thứ 6 bắt đầu đạt trạng thái

ổn đinh Và biên độ cũng bé

3.5.2 Tiến hành khảo sát với một số vận tốc khác:

Ta sẽ tiến hành khảo sát lực động tác dụng lên toa xe ở 4 vận tốc 40 km/h, 50 km/h, 60km/h, 70km/h để có đánh giá khách quan hơn về lực động tác dụng lên các bộ phận củatoa xe

Kết quả thu được:

Ma trận các lực cực đại tại mỗi vận tốc khỏa sát trong thời gian ổn định là:

Ta thống kê lực cực đại của từng lực động trong matlab theo các ma trận sau:

+) Lực động cực đại tác dụng lên cối trước thân toa xe: