Khảo sát ảnh hưởng độ dốc và mấp mô mặt đường

Các kết quả nghiên cứu ban đầu đ2 khẳng định tính ưu việt của loại liên hợp máy này khi vận chuyển trên các đường đồi dốc lâm nghiệp và có triển vọng áp dụng vào thực tế sản xuất.. Mục t

Bộ giáo dục và đào tạo

Trường đại học nông nghiệp i

-
-

ĐàO HữU ĐOàN

Khảo sát ảnh hưởng độ dốc và mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên máy kéo SHIBAURAưưưư3000A kéo

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ2

đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ2 đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Đào Hữu Đoàn

Lời cảm ơn

Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đ2 nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trường Nhân dịp này, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và lời cảm ơn sâu sắc đến:

Thầy giáo PGS.TS Nông văn Vìn đ2 trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này

Tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Động Lực - Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điện - Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội

Các thầy cô giáo đ2 trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trường và các thầy cô giáo Khoa Sau Đại Học - Trường Đại học nông nghiệp I- Hà Nội

Và cho tôi chân thành cảm ơn các bạn đồng môn, các bạn đồng nghiệp

đ2 tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này

Tác giả

Đào Hữu Đoàn

Mục lục

Mở đầu 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

Chương: Tổng quan về tình hình cơ giới hoá các khâu vận chuyển và vận xuất gỗ rừng trồng 4

1.1 Tình hình cơ giới hoá lâm nghiệp 4

1.1.1 Tình hình cơ giới hoá vận chuyển vận xuất gỗ trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình cơ giới hoá trong vận xuất gỗ ở Việt Nam 6

1.2 Hoạt động vận chuyển và điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp 8

1.2.1 Các hoạt động vận chuyển trong sản xuất lâm nghiệp 8

1.2.2 Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp 9

1.2.3 Dạng mặt đường xác định 10

1.2.4 Dạng mặt đường biến đổi ngẫu nhiên 12

1.3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 17

1.3.1.Mục tiêu của luận văn 17

1.3.2 Nhiệm vụ của luận văn 17

Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 19

2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Phương pháp giải tích 21

2.2.2 Phương pháp mô hình hoá 21

2.2.3 Phương pháp ma trận chuyển tiếp 23

Chương III: Xây dựng mô động lực học liên hợp máy Kéo liên hợp với rơ mooc một cầu 26

3.1 Đặt vấn đề 26

3.2 Tính ổn định dọc liên hợp máy kéo liên hợp với rơ mooc một cầu 27

3.2.1 Xác định phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên cầu trước của máy kéo 27

3.2.2 Tính toán xác định tọa độ trọng tâm của moóc .32

3.3 ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên máy kéo kéo rơ-mooc một cầu 35

3.3.1 Xây dựng mô hình động lực học của liên hợp máy 35

3.3.1.1 Các giả thiết 35

3.3.1.2 Mô hình động lực học khi liên hợp máy chuyển động trên mặt phẳng ngang 35

3.3.1.3 Lập các hàm động năng, hàm thế năng và hàm hao tán của cơ hệ:39 3.3.1.4 Lập phương trình dao động theo hàm Lagrange loại II: 43

3.3.1.5 Thuật giải ảnh hưởng của mặt đường mấp mô đến động lực học của liên hợp máy kéo 48

3.4 Xây dựng lưu đồ thuật giải trên máy tính 58

3.5 Nhận xét chương 59

Chương IV: Khảo sát ảnh hưởng độ dốc và mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên MK SHIBAURAưưưư3000A kéo rơ moóc một cầu 60

4.1 ảnh hưởng của một số yếu tố đến tải trọng chuyên chở cho phép theo điều kiện duy trì điều kiện lái 60

4.1.1 ảnh hưởng hệ số bám ϕ 60

4.1.2 ảnh hưởng chiều dài gỗ Lg 61

4.2 ảnh hưởng của mấp mô mặt đường đến phản lực phản lực pháp tuyến 62

4.3 Nhận xét chương 68

Kết luận và kiến nghị 69

Kết luận 69

Kiến nghị 70

Danh mục các bảng

Bảng 1.1 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1983) 7

Bảng 1.2 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1995) 7

Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật máy kéo Shibaura-3000A 20

Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật Rơ-mooc RMH-3000 20

Bảng 4.1 ảnh hưởng hệ số bám đến góc dốc giới hạn khi Q=2000 kG 60

Bảng 4.2 ảnh hưởng chiều dài gỗ đến tải trọng cho phép Qcp

khi góc dốc α=100 và hệ số bám ϕ=0.7 62

Hình 4.2 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc trọng lượng gỗ cho phép 62

với hệ số bám ϕ= 0.7, Lg=5m 62

Bảng 4.3 Tổng hợp các kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của mấp mô mặt đường đến các phản lực pháp tuyến của liên hợp máy 66

Mở đầu

1 Đặt vấn đề

Rừng nước ta bị tàn phá nặng nề trong chiến tranh, sau chiến tranh do quản lí nhà nước còn nhiều bất cập, nên nạn lâm tặc hoành hành, cuộc sống du canh du cư của đường bào dân tộc thiểu số và những dòng người di dân tự do

đ2 chặt cây đốt rừng làm nương rẫy Trong những năm đổi mới, rừng và đất rừng cũng bị thu hẹp để trồng cây công nghiệp như : cà phê, cao su.v.v Để khắc phục tình trạng trên, trong nhiều thập niên Việt Nam chúng ta đ2 tích cực trồng rừng, nhất là sau hai mươi năm đổi mới nước ta đ2 từng bước hoàn chỉnh cơ chế rừng và đất rừng có chủ Ngày nay trên cả nước hầu hết diện tích

đất rừng là rừng trồng Vì vậy vấn đề cơ giới hoá trong việc trồng, chăm sóc

và khai thác gỗ rừng trồng nhằm nâng cao năng suất là rất cần thiết

Để phát triển kinh tế từ một nước nông nghiệp lạc hậu trong thời kì đầu chúng ta chủ trương phát triển kinh tế nhiều thành phần trong đó có kinh tế hộ gian đình, kinh tế tập thể Trong lĩnh vực lâm nghiệp các máy móc lâm nghiệp công suất nhỏ và vừa rất thích hợp đối với các thành phần kinh tế này

Máy kéo Shibaura là loại công suất nhỏ rất thích hợp với nguồn vốn đầu tư của hộ gia đình, các trang trại có quy mô nhỏ và vừa, ngoài ra loại đầu kéo này cũng tiện lợi đối với các đơn vị vận tải lớn khi bố trí loại máy này ở khâu thu gom từ nơi khai thác đến vị trí đầu mối có đường xá tốt cho các loại xe vận tải hạng trung và hạng nặng Máy kéo SHIBAURAư3000A do Nhật sản xuất, là loại máy kéo 2 cầu chủ động có công dụng chính để thực hiện cơ giới hóa nông nghiệp ở khu vực đường bằng Đề tài cấp nhà nước KC.07ư26 đ2 lựa chọn loại máy này làm mẫu máy cải tiến để thực hiện cơ giới hóa lâm nghiệp trên vùng đồi dốc, trong đó có khâu vận chuyển gỗ rừng trồng

Để thực hiện khâu vận chuyển gỗ rừng trồng, đề tài KC.07ư26 đ2 thiết

kế, chế tạo một rơ mooc chuyên dùng RMHư3000 liên hợp với máy kéo SHIBAURAư3000A Đây là loại rơ mooc một trục chủ động, được dẫn động

hệ thống truyền động thủy lực từ trục thu công suất của máy kéo Các kết quả nghiên cứu ban đầu đ2 khẳng định tính ưu việt của loại liên hợp máy này khi vận chuyển trên các đường đồi dốc lâm nghiệp và có triển vọng áp dụng vào thực tế sản xuất

Tuy nhiên, để có thể đưa loại liên hợp máy này vào thực tiễn sản xuất trên vùng đồi dốc, cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện kết cấu và công năng cho phù hợp với các điều kiện sử dụng khác nhau Trong khai thác

gỗ rừng trồng đường xá thường là dốc và mấp mô không bằng phẳng, ảnh hưởng đến tính năng cơ động, tính ổn định và an toàn chuyển động của liên hợp máy Trong điều kiện này việc lái thường không thuận lợi nhiều khi nguy hiểm nên cần có nghiên cứu một cách khoa học về hệ thống di chuyển, hệ thống treo để có thể khai thác thiết bị một cách an toàn và năng xuất nhất

Với những lý do trên, tác giả lựa chọn đề tài luận văn:

“Khảo sát ảnh hưởng độ dốc và mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên máy kéo SHIBAURAư3000A kéo rơ moóc một trục”

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên liên hợp máy kéo Shibauraư3000A liên hợp với rơ mooc một cầu RMHư3000 nhằm mục đích:

ư Đưa ra cơ sở xác định khả năng duy trì điều khiển lái và chuyển động

ổn định, êm dịu của liên hiệp máy khi vận chuyển trên đường lâm nghiệp

− Góp phần xây dựng cơ sở khoa học khai thác có hiệu quả loại liên hợp máy máy này khi vận chuyển gỗ rừng trồng ;

− Góp phần xây dựng cơ sở khoa học để tính toán tối −u các thông số kết cấu và chế độ làm việc của liên hợp máy vận chuyển gỗ

Chương i Tổng quan về tình hình cơ giới hoá các khâu vận chuyển và vận xuất gỗ

rừng trồng 1.1 Tình hình cơ giới hoá lâm nghiệp

1.1.1 Tình hình cơ giới hoá vận chuyển vận xuất gỗ trên thế giới

Cơ giới hoá lâm nghiệp trên thế giới phát triển dựa trên thành tựu của cơ giới hoá là sự thay thế sức lao động của con người bằng máy móc để thực hiện nhanh chóng, với năng suất và hiệu quả cao những công việc nặng nhọc Hiệu quả lao động của nó thể hiện ở chỗ, một người với tầm vóc và sức lực có hạn của mình có thể vận hành được những cỗ máy có năng suất và hiệu quả bằng nhiều người cộng lại, thời gian lao động và tăng năng suất lớn, tốc độ cao của máy móc để giảm được thời gian lao động và tăng năng suất

Đối với máy kéo nói chung, máy kéo lớn nói riêng đ2 được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và được công bố Các công trình nghiên cứu này thường

là xây dựng cơ sở lý thuyết về động lực học hoặc dạng mô hình toán Các công trình này mang đến những thành tựu to lớn cho lĩnh vực ôtô - máy kéo làm cơ sở cho các cán bộ chuyên môn triển khai áp dụng Tuy nhiên đối với các loại máy kéo nhỏ thì lại ít được quan tâm, đặc biệt là các công trình nghiên cứu mang đặc thù lâm nghiệp thì càng hạn chế

Để thu gom gỗ từ nơi chặt hạ ra các b2i tập chung, tuỳ theo điều kiện của mỗi nước và mỗi vùng sản xuất khác nhau mà có thể áp dụng các hình thức vận xuất gỗ khác nhau sau đây [1]:

- Vận xuất bằng thủ công

- Vận xuất gỗ bằng máng lao

- Vận suất gỗ bằng tời

- Vận xuất gỗ bằng đường cáp trên không

- Vận xuất gỗ bằng máy kéo

- Vận xuất gỗ bằng khinh khí cầu hoặc máy bay trực thăng

Các nước công nghiệp phát triển thường áp dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến để cơ giới hoá khâu vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển gỗ ở những vùng khai thác gỗ tập trung và có sản lượng cao Các nước đang phát triển thường

áp dụng công nghệ cổ điển hoặc công nghệ trung bình để khai thác gỗ và vận xuất gỗ Tùy theo điều kiện của mỗi nước, mỗi vùng khai thác mà có thể áp dụng kết hợp những hình thức thủ công với hình thức cơ giới, giữa công nghệ khai thác trung bình với công nghệ khai thác tiên tiến

Hiện nay, cơ giới hoá trong sản xuất lâm nghiệp chiếm tỷ lệ rất cao, phần lớn những công việc nặng nhọc mà con người phải đảm nhiệm trước đây thì bây giờ đ2 được thay thế bằng máy móc Nhiều nước trên thế giới, các hoạt

động sản xuất lâm nghiệp chủ yếu là sử dụng một lượng nhỏ lao động để điều khiển các hệ thống máy móc và các thiết bị cơ giới hiện đại Tỷ lệ lao động cơ giới hóa cao trong sản suất lâm nghiệp ở các nước tiên tiến chiếm hơn 50% Thí dụ ở Pháp là 90%, Mỹ là 35%, Tây Đức 75%, Liên Xô 60%

Trong sản xuất lâm nghiệp, máy kéo đóng vai trò hết sức quan trọng bởi vì chúng có những đặc điểm phù hợp với điều kiện sản xuất trong lâm nghiệp như:

+ Khả năng di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình, đường sá nhờ kích thước nhỏ gọn

+ Khả năng kéo bám tốt nhờ kết cấu đặc biệt của các bánh chủ động

+ Việc điều chỉnh tốc độ dễ dàng trong phạm vi lớn nhờ có hệ thống truyền lực được thiết kế với nhiều cấp truyền khác nhau, dải tốc độ nằm trong khoảng từ 4 - 33 km/h

+ Các loại máy kéo có nhiều loại với công suất khác nhau, thường nằm trong khoảng từ 7 - 80 m2 lực [6]

+ Việc điều khiển máy kéo và các bộ phận khác cũng khá dễ dàng + Chăm sóc, bảo dưỡng thuận tiện, đơn giản

Để đáp ứng các yêu cầu vận chuyển gỗ, ở các nước công nghiệp phát triển đ2 chế tạo và đưa vào sử dụng các loại máy kéo chuyên dùng đặc trưng cho vận xuất, vận chuyển lâm sản như: LKT 80 do Tiệp Khắc sản xuất, VOLVO - Thuỵ Điển, KOMATSU - Nhật Bản.v.v Các loại máy kéo này có khả năng bám rất tốt nhờ hệ thống di chuyển kiểu d2i xích Ngoài việc vận chuyển chúng còn có các chức năng gom gỗ, xếp gỗ và bốc dỡ gỗ Tuy nhiên, chúng có cấu tạo phức tạp, phụ tùng thay thế khó khăn, vốn đầu tư lớn và giá thành khá cao Chúng chỉ phù hợp với những cơ sở lâm nghiệp quy mô lớn và thích ứng với các khu khai thác gỗ và lâm sản tập trung có khối lượng lớn, cự

ly vận chuyển không dài

1.1.2 Tình hình cơ giới hoá trong vận xuất gỗ ở Việt Nam

Máy móc cơ khí hoá nông lâm nghiệp được du nhập vào nước ta khá muộn, khoảng cuối những năm 50 đầu những năm 60 của thế kỷ 20, và chủ yếu được tập trung ở miền Bắc vì miền Nam còn bị chia cắt Sau năm 1975 khi

đất nước hoàn toàn thống nhất, cơ khí hoá nông lâm nghiệp được đẩy mạnh trên toàn quốc nhưng đến giữa và cuối những năm 80, cơ khí hoá nông nghiệp

có phần bị giảm sút do điều kiện sản xuất và trình độ khoa học kỹ thuật của ta còn hạn chế [6] Tính từ năm 1955 đến 1975 đ2 trang bị được số lượng máy kéo là: 7000 máy kéo lớn, 2500 máy kéo cỡ trung và khoảng 15000 máy kéo nhỏ

Từ năm 1976 đến 1985, đây là giai đoạn sau khi đất nước hoàn toàn thống nhất, cơ giới hoá nông nghiệp được Đảng và nhà nước chú trọng phát triển trên phạm vi toàn quốc Trong giai đoạn này, máy móc cơ giới hoá vẫn chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực trong sản xuất nông nghiệp và đ2 sử dụng máy móc để phục vụ khâu vận chuyển Các loại máy móc trong giai đoạn này

là máy kéo, ôtô, động cơ nổ, động cơ điện cụ thể số lượng máy móc cơ giới hoá được trang bị trên toàn quốc [6] là:

Trong giai đoạn này (1983) các đơn vị khai thác gỗ quốc doanh thường

sử dụng một số loại máy kéo, ô tô nhập ngoại để vận chuyển gỗ nhưng mức

độ còn rất hạn chế

Bảng 1.1 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1983)

TT Loại máy Đơn vị Cả nước Miền Bắc Miền Nam

Bảng (1.2) thống kê số lượng thiết bị vận tải trang bị chung cho ngành nông, lâm nghiệp (năm 1995)

Bảng 1.2 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1995)

TT Loại máy Đơn vị Số lượng Tổng công suất (m2 lực)

Sang giai đoạn này (1995), vận chuyển lâm nghiệp được phát triển mạnh mẽ

Đất lâm nghiệp nước ta với tổng diện tích khoảng 11,575 triệu ha, trong

đó rừng tự nhiên chiếm 90,8% và rừng trồng là 9,2% Ngoài diện tích của các lâm trường quốc doanh, một lượng không nhỏ đất rừng do các hộ gia đình quản lý Các hộ gia đình sản xuất lâm nghiệp thường ít sử dụng máy móc do

điều kiện kinh tế còn thấp mà giá cả của các thiết bị máy móc lại cao, việc cơ giới hóa chỉ tập trung ở một số lâm trường quốc doanh [6]

Đến năm 1998 các lâm trường đ2 trang bị máy khai thác vận chuyển gỗ

số lượng ôtô-máy kéo là khoảng 4.700 chiếc

Đến nay (năm 2007) tình hình cơ giới hoá ngành nông nghiệp nói chung và lâm nghiệp nói riêng của ta đ2 phát triển vượt bậc, các loại thiết bị vận tải sản suất trong nước cũng như nhập ngoại rất phong phú và giá cả không cao, vì vậy hầu như toàn bộ khâu vận xuất gỗ đ2 được cơ giới hoá 1.2 Hoạt động vận chuyển và điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp

1.2.1 Các hoạt động vận chuyển trong sản xuất lâm nghiệp

Việc vận chuyển lâm sản ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng hai hình thức vận chuyển là vận chuyển bằng đường bộ và đường thủy Vận chuyển gỗ nói riêng và vận chuyển lâm sản bằng đường thủy nói chung ở nước ta có nhiều thuận lợi, hệ thống sông ngòi phân bố rộng khắp với mật độ dày đặc tạo thành một mạng lưới đường vận chuyển trong phạm vi toàn quốc Ngoài ra còn có trên 2000 km đường bờ biển và rất nhiều bến cảng để xuất nhập khẩu hàng hoá bằng đường thủy

Các loại sản phẩm như gỗ và tre nứa có thể được vận chuyển bằng cách

đóng bè và cho di chuyển dọc theo các con sông và kênh mương Vận chuyển theo kiểu lợi dụng năng lượng của dòng chảy có giá thành rất rẻ nhưng thời gian

vận chuyển lại kéo dài Hiện nay vận chuyển bằng đường thủy đang sử dụng các loại tàu thuyền có tải trọng lớn để di chuyển trên các con sông và biển Với số lượng phương tiện rất lớn thì lượng hàng hoá được vận chuyển bằng đường thuỷ

là đáng kể, chiếm một phần lớn khối lượng hàng hoá cần vận chuyển

Nhờ tính chất cơ động các phương tiện vận chuyển của đường bộ nên

nó rất thích hợp cho việc vận chuyển gỗ và lâm sản Các phương tiện vận chuyển đường bộ ngày càng đi sâu vào các vùng rừng núi hiểm trở nhờ có các loại đường cấp 2, cấp 3 được xây dựng với chi phí thấp hơn rất nhiều so với các tuyến đường quốc gia Vì vậy, vận chuyển bằng đường bộ ngày một chiếm

ưu thế hơn

Vào những năm cuối thế kỷ trước sản xuất lâm nghiệp, các hoạt động vận chuyển đ2 rất phong phú Các loại ôtô với công suất lớn nhỏ được sử dụng rất nhiều Các loại phương tiện này thường được thiết kế để vận chuyển trên

đường tương đối bằng phẳng, kích thước của chúng cũng tương đối lớn, giá thành khá cao nên giá thành vận chuyển rất cao Khi đưa vào hoạt động trong

điều kiện địa hình rất phức tạp, các con đường nhỏ nên chúng không phát huy

được hiệu quả và có nhiều trường hợp không làm việc được

Vận chuyển gỗ lâm nghiệp đ2 ngày càng hiện đại Ngày nay đ2 có nhiều loại phương tiện vận tải được sản xuất chế tạo lắp ráp trong nước kết hợp nhập khẩu với số lượng tăng gấp nhiều lần so với những năm cuối của thế kỷ trước Liên hợp máy kéo Shibaura-3000A, rơ moóc RMH-3000 cũng thuộc loại này

1.2.2 Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp

Tuỳ theo quy mô sản xuất, địa hình đường xá, đối tượng vận chuyển là các loại gỗ có kích thước như thế nào mà trang bị các loại thiết bị vận tải cho phù hợp, nơi có đường xá cần khai thác khối lượng lớn có thể dùng ôtô, địa hình khó khăn có thể dùng máy kéo bánh xích kết hợp với tời kéo

Rừng tự nhiên và rừng trồng nước ta chủ yếu ở đồi núi có địa hình địa chất rất phức tạp chủ yếu là dốc cao, sông, suối và sỏi đá vì vậy phương tiện vận xuất gỗ cũng phải đa đạng và hầu hết phải là các liên hợp máy có nhiều tính năng vận tải

để đáp ứng các điều kiện tự nhiên rất khắc nghiệt của nước ta

Liên hợp máy kéo Shibaura-3000A, rơ moóc RMH-3000 cũng như các loại máy liên hợp tương tự có nhiều khả năng vận tải phù hợp với các vùng đồi núi có độ dốc vừa phải, bề mặt có độ mấp mô nhỏ, nền tương đối ổn định cần

được nghiên cứu toàn diện để chủ động khai thác các loại liên hợp này có hiệu quả nhất

1.2.3 Dạng mặt đường xác định

1/Dạng mặt đường có chướng ngại vật đơn chiếc

Trong khi di chuyển, liên hợp máy nhiều khi phải vượt qua chướng ngại vật Khi đó các quá trình chuyển tiếp động lực học biến đổi khá lớn, có khả năng bật bánh xe khỏi mặt đường làm mất ổn định của liên hợp máy gây rung

động cho người lái máy

Trên hình 1.1 trình bầy một số trướng ngại vật đơn chiếc thường gặp, các thông số cần xác định là chiều cao vật cản q0, chiều dài của vật cản S0 và quy luật biến đổi chiều cao của vật cản Có thể biểu diễn các sơ đồ này bằng các hàm số xác định

Vật trướng ngại là mô đất (hình 1.2.a):

0

0

0 )

2 cos 1 ( 2

S KhiS

S S Khi s s

q q

2cos1(

0

0 0

KhiS q

KhiS S

S

q q

π

(1.2) Vật trướng ngại là đường lên bờ của máy kéo (hình 1.4.c):

0 0

2

S KhiS q

S S Khi S S

q q

0khiS q

H0 biên đô mấp mô mặt đường

2/ Dạng mặt đường biến đổi tuần hoàn

Theo yêu cầu kỹ thuật nông học thì trong quá trình khai thác đường phải được san phẳng, các hố đất phải được lấp đầy Mặc dù có những biến đổi

bề mặt do tác động của mưa gió… Song tính chất chu kỳ vẫn rõ rệt, có thể diễn tả bằng các hàm tuần hoàn thường gặp:

Mặt đường là các r2nh ( hình1.2.a)

S

S q

q

0 0

2 sin π

q

Khi S ≥0 ( 1.6) Khi liên hợp máy làm việc trên đường có bề rộng lớn (hình 1.2.c), trắc diện mặt đường trong trường hợp này có dạng điều hoà:

1 0

i

S S i qc S S i qs

q

(1.7) Trong đó:

q là hàm số mấp mô của mặt đường;

S – qu2ng đường;

q0 độ cao của mấp mô; theo [13] q0 = 0,2 ữ 0,35 m

S0 – bước của mấp mô, có thể lấy S0 = 0,85 ữ 1,5 m;

qs1, qc1 là các hằng số tuỳ thuộc vào trắc diện mặt đường

1.2.4 Dạng mặt đường biến đổi ngẫu nhiên

Do tác động của khí hậu thời tiết, cấu trúc của vật liệu làm đường, tác dụng lực tương hỗ giữa các bánh xe và bộ phận làm việc của liên hợp máy và

Hình 1.2: Một số trắc diện mặt đường, mặt đường có biến đổi tuần hoàn

a,b:luống cây trồng cạn; c: luống có bề rộng lớn

đất, tác dụng của con người nên trắc diện mặt đường có tính chất biến đổi ngẫu nhiên và được coi là đại lượng ngẫu nhiên Để bài toán không quá phức tạp, với mức độ chính xác đủ và cũng không mất đi tính tổng quát, các kích

động tổng hợp của mấp mô mặt đường, được xem là đồng nhất về mặt thống

kê, nghĩa là coi chúng là những hàm ngẫu nhiên

Các đặc trưng thống kê của mặt đường, cần xác định của trắc diện mặt

đường, có dạng là hàm ngẫu nhiên là kỳ vọng toán mq, phương sai Dq, hàm tương quan Kq(s*) Với các hàm ngẫu nhiên, kỳ vọng toán mq, phương sai Dq

là các hằng số, còn hàm tương quan chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai

điểm quan sát

Việc xác định đặc trưng thống kê của một số trắc diện mặt đường nơi máy kéo thường qua lại thuộc vùng đồi núi đ2 được một số tac giả nghiên cứu

và đ2 thu được một số kết quả nhất định

Các đặc trưng thống kê của mặt đường, mặt đường được diễn tả bởi biểu thức sau:

; ) (

1 lim s

; ) (

1 lim s

0 0 0

;

*) (

) (

1 lim

Trong đó:

S0 – qu2ng đường khảo sát;

q(s) – hàm ngẫu nhiên mấp mô mặt đường;

q0(s)–hàm ngẫu nhiên mấp mô mặt đường, mặt đường đ2 trung tâm hoá;

q0(s)=q(s) –mq;

s là chiều dài qu2ng đường của điểm quan sát;

s* - qu2ng đường giữa hai lần quan sát

Nếu trong qu2ng đường giới nội đủ lớn, các tích phân trên được thay thế bằng các tổng hữu hạn có dạng:

j v

0

0

j v

0

1 )

N

v – số khoảng chia độ cao trướng ngại qj;

qj – giá trị biên độ mấp mô mặt đường;

P(qj)- tần suất xuất hiện độ cao qj trong phép đo;

P(q0

j)- tần suất xuất hiện độ cao qj0 trong phép đo;

à = 1,2,…., à0; với à0 = S*/∆;

n = 1,2,…., à0; với n0 = S0/∆;

N khoảng chia; với N = S0/∆;

∆ - chiều dài khoảng đo (bước tính)

Trong tính toán thí nghiệm chiều dài qu2ng đường khảo sát được quy

định tối thiểu S0 = 10.Smax;

Smax - là bước sóng lớn nhất của các mấp mô nghĩa là khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm có cùng tung độ không liên tiếp;

Smin – bước sóng nhỏ nhất của các mấp mô;

Chiều dài khoảng đo được xác định trực tiếp trong quá trình đo đạc sao cho trên mỗi bước tính hàm số biến đổi ít nhất;

+ Với mặt ruộng lúa sau thu hoạch: S0 = 100m;

+ Bước tính ∆ = 10 cm

Với hàm tương quan theo (1.12) và (1.13) khi S*= 0 có giá trị lớn nhất

và đó chính là phương sai Dq=Kq(0) của hàm mấp mô mặt đường Từ đó ta xác

định hàm tương quan chuẩn hoá:

; ) ( )

0 (

) ( )

q

D

S K K

S K

Để giải quyết các bài toán dao động ngẫu nhiên, các hàm tương quan thu được từ thực nghiệm cần được diễn tả gần đúng bằng các hàm giải tích thích hợp Các hàm tương quan chuẩn hoá được biểu diễn dưới dạng:

; )

1

* 1

S Sin e

A S

Cos e

A

m

n i i i

S n

i i

(

*

* i S

e S

α

;)

(

*

*

s Cos e

S

S i

β

ở đây α,β là các hệ số tương quan và được xác định theo phương pháp bình phương bé nhất Gọi S1* là chu kỳ trung bình của hàm tương quan chuẩn hoá khi đi qua mức không theo biến *

S , ta có:

);

0 (

; ) ( ) ( * 1* 1 0

ln

1 ρ

ρ α

Trong các tính toán dao động của máy kéo, giả thiết liên hợp máy làmviệc với vận tốc không đổi (v=const), người ta thường biểu diễn hàm tương quan theo biến thời gian (t=S/v):

; )

( τ = D eưατ

; )

( τ α τ βτ

Cos e

D

Trong đó: τ là khoảng thới gian giữa hai lần quan sát

ảnh hưởng của vận tốc tiến máy kéo đến các hệ số tương quan được xem là tuyến tính, có dạng:

α=α1.v; β=β1.v;

Với α1 , β1 là các hệ số tương quan khi v =1m/s

Hiện nay các tiêu chuẩn phân loại đường xá nhất là đường nông thôn và

đồi núi không phù hợp cho việc nghiên cứu dao động của liên hợp máy Do

đặc điểm của sản xuất nông nghiệp việt Nam, mức độ đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng còn thấp nên đường xá nông thôn và đồi núi, mặt đường chất lượng còn xấu, nhỏ hẹp…gây bất lợi cho sự làm việc ổn định của liên hợp máy Hơn nữa các thông số của đường xá, mặt đường cần thiết cho quá trình tính toán

động lực học chưa được đầu tư nghiên cứu, khảo sát cụ thể Vì vậy cần thiết phải có những khảo sát, nghiên cứu và phân loại các dạng mặt đường, mặt

đường nơi mà máy kéo thường xuyên qua lại theo hướng các bài toán động lực học đặt ra

kết quả đáng kể, tuy nhiên các mô hình nghiên cứu chưa mô tả đầy đủ các tính chất hoạt động của LHM

ư Liên hợp máy làm việc trong điều kiện mặt đường có trắc diện lớn thay đổi theo cả phương chuyển động ngang và dọc Để phù hợp với điều kiện kết cấu làm việc của LHM phụ thuộc điều kiện kích động mặt đường tới các chỉ tiêu làm việc rất lớn, cần phải nghiên cứu bằng mô hình động lực học, khảo sát mức độ ảnh hưởng của các thông số khối lượng, trọng tâm của máy rơ mooc , các kích thước của rơ mooc, các tính chất mặt đường tới các tính chất của liên hợp máy vận chuyển

1.3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

1.3.1.Mục tiêu của luận văn

Qua kết quả phân tích tổng quan đ2 trình bày ở trên mục đích của luận văn là khảo sát một số tính chất động lực học của máy kéo Shibauraư3000A khi liên hợp với rơ mooc một trục nhằm mục đích:

ư Đưa ra cơ sở xác định khả năng duy trì điều khiển lái và chuyển động

ổn định, êm dịu của liên hiệp máy khi vận chuyển trên đường lâm nghiệp

ư Góp phần xây dựng cơ sở khoa học khai thác có hiệu quả loại liên hợp máy máy này khi vận chuyển gỗ rừng trồng ;

ư Góp phần xây dựng cơ sở khoa học để tính toán tối ưu các thông số kết cấu và chế độ làm việc của liên hợp máy vận chuyển gỗ

1.3.2 Nhiệm vụ của luận văn

Thực hiện mục tiêu trên, luận văn đ☺2 giải quyết các vấn đề sau:

ư Xây dựng mô hình nghiên cứu một số tính chất động lực học của liên hợp máy máy kéo Shibauraư3000A liên hợp với rơ mooc một cầu RMHư3000 khi thực hiện vận chuyển gỗ rừng trồng

ư Xây dựng thuật giải chương trình tính toán một số thông số động lực học theo mô hình đ2 xây dựng

ư Khảo sát ảnh hưởng của độ mấp mô mặt đường, tốc độ chuyển động của máy kéo, khối lượng vận chuyển, độ dốc mặt đường đến tính chất động lực học của liên hợp máy

H×nh 2.1 H×nh ¶nh m¸y kÐo Shibaura−−−−3000A vµ r¬ mooc RMH−−−−3000

Toạ độ dọc của trọng tâm so với cầu sau b 0,799 m

Chiều dài từ tâm cầu sau đến điểm nối moóc a1 0,400 m

Chiều dài từ điểm nối moóc đến trục bánh

xe

Chiều dài từ trục bánh xe đến cuối thùng Lc 0,893 m

2.2 phương pháp nghiên cứu

Khi nghiên cứu các bài toán động lực học của các máy kéo vận chuyển thường phải giải các phương trình vi phân chuyển động Để giải được các phương trình vi phân cần sử dụng phương pháp phù hợp tuỳ thuộc vào đặc

điểm của mô hình nghiên cứu các thông số đầu vào và mục đích nghiên cứu Dưới đây xin trình bày một số phương pháp sử dụng trong luận văn để nghiên cứu dao động của liên hiệp máy vận chuyển gỗ

2.2.1 Phương pháp giải tích

Theo phương pháp giải tích sau khi lựa chọn mô hình và tính toán các thông số của hệ thống, dựa vào các định luật cơ học người ta mô tả các chuyển

động của các hệ cơ học bằng các phương trình vi phân dao động của hệ thống

Có thể giải các phương trình vi phân này bằng phương pháp giải tích

Phương pháp này có ý nghĩa rất lớn trong việc giải các bài toán dao

động tuyến tính Ví dụ trường hợp liên hợp máy chuyển động với vận tốc thấp, các kích động mấp mô của mặt đường thay đổi không lớn, không có hiện tượng mất liên kết giữa bánh xe và mặt đường, đồng thời phương pháp này cũng có ưu điểm lớn trong việc phân tích tổng hợp các kết quả nghiên cứu, tối

ưu hoá các thông số của hệ thống tuyến tính

2.2.2 Phương pháp mô hình hoá

Phương pháp này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải các bài toán dao

động tuyến tính đơn giản giúp người nghiên cứu có thể phân tích tổng hợp nghiên cứu và tối ưu hoá các thông số của hệ thống tuyến tính

Để mô tả dao động của máy kéo Shibaura 3000A liên hợp với rơ mooc một trục, trong mô hình tính toán dao động chúng tôi đưa ra một số giả thiết

và điều kiện nghiên cứu: giả thiết độ mấp mô của mặt đường là hàm sin đều trong mặt phẳng, hệ số giảm chấn và độ cứng tương đương là đồng đều trong quá trình máy kéo chuyển động Máy kéo chuyển động với vận tốc không đổi

để lập phương trình vi phân mô tả dao động của hệ thống thường dựa vào phương trình lagrange loại II , có dạng tổng quát sau đây:

j j j

j j

Q q

R q

U q

T q

T dt

∂

∂ +

∂

∂ +

Mq & + Kq & + Cq = Dh & + Bh (2.5)

B, D ư ma trận độ cứng và ma trận ma sat quy đổi của vành bánh xe và

bộ phận giảm xóc

Trong đó M là khối l−ợng (quán tính) vuông góc cấp n K là ma trận

độ cứng vuông góc cấp n; Q, Q là các véc tơ cột biểu thị chuyển dịch và gia tốc ngang của hệ trong quá trình dao động Ma trận M, K, Q, Q& & đ−ợc

tính nh− sau:

;

2 22

21

1 12

11

nn n

n

n n

m m

m

m m

m

m m

2 22

21

1 12

11

nn n

n

n n

k k

k

k m

k

k m

k

;

2 1

j i ij

x x

U K

x x

T M

t A

Q & = ư ω ω hoặc Q & = ư λ A sin t ω ;

Với λ = ω2 , do đó Q & = ư λ Q ; thay Q& &vào phương trình (2.6) ta được:

hệ thống cơ học trước hết cần xác định tần số riêng của hệ đó

Tóm lại để nghiên cứu tính chất động học của máy kéo Shibauraư3000A liên hợp với rơ mooc một trục RMHư3000 khi vận chuyển

gôc rừng trồng trên các đường xấu , đường dốc và đồng thời cần đáp ứng nộ dung và mục đích của đề tài này cần sử dụng một số phương pháp sau:

ư Sử dụng phương pháp giải tích để nghiên cứu tính chất động lực học xác định của LHM

ư Sử dụng phương pháp mô hình hóa để xây dựng mô hình tính toán và lập hệ phương trình dao động của LHM

ư Dùng phương pháp ma trận chuyển tiếp để giải bài toán dao động ư Dùng phương pháp mô phỏng số để khảo sát tính chất biên độ tần số Trên cơ sở đó khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố kết cấu và điều kiện sử dụng đến tính chất dao động của LHM

Các bài toán trên được giải trên cơ sở các thuật toán ma trận kết hợp sử dụng phần mềm MATLAB 6.5 Đây là một phần mềm mạnh và sử dụng thuận tiên khi cho các bài toán ma trận và vẽ đồ họa

Chương IiI Xây dựng mô động lực học liên hợp máy Kéo liên hợp với rơ mooc một cầu

3.1 Đặt vấn đề

Liên hợp máy kéo bánh kéo rơ mooc một cầu để vận chuyển có những

điểm khác biệt so với khi kéo rơ mooc 2 cầu Về mặt động lực học, điểm khác biệt là ở chỗ tải trọng pháp tuyến của rơ mooc luôn luôn truyền một phần sang máy kéo dẫn đến sự thay đổi tải trọng phân bố trên các cầu của máy kéo

Hệ quả của nó là làm thay đổi khả năng bám và lực cản lăn của máy kéo Sự thay đổi khả năng bám của bánh chủ động (cầu sau) của máy kéo sẽ ảnh hưởng đến độ trượt và khả năng kéo Đối với cầu trước, sự thay đổi phản lực pháp tuyến sẽ ảnh hưởng đến khả năng duy trì tính năng lái Sự thay đổi tải trọng pháp tuyến còn ảnh hưởng đến quá trình phanh liên hợp máy

Tính chất động lực học của liên hợp máy vận chuyển bằng rơ mooc một cầu, ngoài các yếu tố kết cấu, còn phụ thuộc vào điều kiện sử dụng như tính chất mặt đường, tải trong chuyên chở, tốc độ chuyển động …

Phản lực pháp tuyến ảnh hưởng đến khả năng kéo bám và khả năng duy trì tính năng lái Do vậy, nội dung nghiên cứu xác định phản lực pháp tuyến cũng nhằm mục đích góp phần làm cơ sở khoa học để tính toán thiết kế và lựa chọn chế độ sử dụng hợp lý để nâng cao hiệu quả sử dụng và tính an toàn chuyển động

Trong chương này trình bày 3 nội dung chính:

ư Xây dựng bài toán xác định tải trọng giới hạn và góc dốc giới hạn theo điều kiện lái và điều kiện bám

- Nghiên cứu ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên máy kéo kéo rơ-mooc một cầu

- Xây dựng thuật giải trên máy tính

3.2 Tính ổn định dọc liên hợp máy kéo liên hợp với rơ mooc một cầu

Trong mục này ta xây dựng cơ sở lý thuyết để xác định khả năng lái của liên hợp máy theo điều kiện lái và điều kiện bám, tức là ta phải tìm tải trọng giới hạn ứng với lực pháp tuyến tác dụng lên bánh dẫn hướng giới hạn và điều kiện bám giới hạn của bánh dẫn hướng

3.2.1 Xác định phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên cầu trước của máy kéo

Trên hình 3.1 là sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên máy kéo và moóc khi tách điểm nối moóc Các lực tác dụng lên liên hợp máy bao gồm:

+ Trọng lượng máy kéo G;

+ Trọng lượng của toàn bộ moóc khi chứa gỗ Q;

+ Lực kéo tiếp tuyến của máy kéo PK;

+ Lực cản lăn của tất cả các bánh xe Pf;

+ Mô men cản lăn của bánh trước Mfn và bánh sau Mfk;

+ Mô men cản lăn của bánh moóc MfM;

+ Phản lực pháp tuyến cầu trước Zn, phản lực pháp tuyến cầu moóc ZM.Khả năng lái của máy kéo bánh có thể bị phá huỷ khi phản lực pháp tuyến trên các bánh trước nhỏ hơn giá trị cho phép Zcp Việc xác định giá trị nhỏ nhất cho phép của phản lực pháp tuyến trên các bánh lái chỉ có thể được tiến hành bằng thực nghiệm, Các số liệu thực nghiệm cho thấy rằng Zcp = 0,1 – 0,15G khi chuyển động trên nền đất cứng và Zcp = 0,15 – 0,2G khi chuyển

động trên nền đất yếu

Như vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng duy trì

ltinhs năng lái theo điều kiện bám ngang có thể thông qua việc đánh giá gián tiếp các quy luật thay đổi phản lực pháp tuyến cầu trước Zn

Để xác định các phản lực Zn , Zk, ZM ta tách liên kết giữa máy kéo và rơ mooc tại điểm móc nối Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy như hình 3.2

Hình 3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy khi lên dốc

Hình 3.2 Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy khi lên dốc

khi tác liên kết tại khớp nối Xét cân bằng lực và cân bằng mô men trên rơ mooc ta nhận được hệ

P K

Z A

Qsinα Q c sα

P fM

P A P B

Z B

Gsinα G c sα

).(

sin).(

cos

m m m

m q m

M

r h f L

h h a

L Q

Z

ư+

ư+

Trong đó : f ư hệ số cản lăn của bánh xe rơ-mooc ;

a ư khoảng cách từ trọng tâm rơ-mooc đến trục bánh xe rơ-mooc

hq là chiều cao trọng tâm rơ-mooc ;

Từ điều kiện cân bằng mô men của các ngoại lực đối với điểm O2 ta nhận được phương trình :

Gcosαb=ZnL + Ghsinα+PB a1 + Mf (3.4)

Zk= Gcosα+ZB - Zn Trong đó: Zn: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên cầu trước;

Mfn= rn.Zn.f f: hệ số cản lăn;

G : trọng lượng máy kéo;

sin)

(

n k

k B

m B k

r r f L

fr a h

P h G

fr b G

ư

ư

+Ζ

Điều kiện duy trì tính năng lái :

Để duy trì được tính năng lái cần đảm bảo được điều kiện : Zn ≥ Zcp a) Xác định trọng tải Ggcp theo điều kiện lái:

Dựa vào điều kiện đảm bảo khả năng lái Zn ≥ Zcp = 0.2G

Công thức tính khối lượng theo thể tích gỗ: Ggv= V.γ, các công thức xác định toạ độ trọng tâm của khối gỗ của toàn moóc ta vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc trọng lượng gỗ cho phép theo góc dốc có dạng dưới đây

Trong trường hợp biết trước trọng lượng Gg mà ta cần phải xác định góc

Hình 3.3 Đồ thị xác định các góc dốc và lực kéo cho phép theo

điều kiện lái của máy kéo khi lên dốc

Theo các điều kiện trên ta có thể xây dựng được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của trọng lượng gỗ cho phép Ggcp vào góc dốcα (hình 3.3)

Sau khi xây dựng được đường cong Ggcp= f(α)ta có thể xác định được góc dốc giới hạn động αd tương ứng với Gg đ2 cho

Điểm cắt nhau giữa đường cong Pmcp= f(α) với trục hoành sẽ tương ứng với góc dốc giới hạn cực đại αdmax khi máy kéo chạy không Còn điểm cắt nhau giữa đường cong Ggcp với trục tung sẽ tương ứng với trọng lượng kéo chuyên trở cho phép lớn nhất Ggmax khi máy kéo làm việc trên mặt đồng nằm ngang (α = 0)

c) Kiểm tra theo điều kiện bám của bánh chủ động

Các giá trị lực kéo cho phép được xác định ở trên mới chỉ xét theo điều kiện duy trì khả năng lái Các giá trị này cần được kiểm tra theo điều kiện bám của các bánh xe chủ động

Dựa trên sơ đồ lực (hình 3.2) ta có thể xác định được phương trình cân bằng lực theo phương chuyển động

Pk= f(Gcosα +ΖB)+Gsinα +P B

Dựa vào điều kiện chuyển động được theo khả năng bám:

)cos

(sin

sin

Pϕ =ϕΖ ≥ α + + = α + + α +Ζ (3.6) Cũng tương tự như trên dựa vào công thức tính trọng lượng gỗ theo thể tích và các công thức tính toạ độ trọng tâm ở trên ta cũng xây dựng được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc trọng lượng gỗ cho phép theo điều kiện bám

Từ đường cong Ggϕcp = f(α) ta có thể giải hai bài toán

Biết giá trị góc α, cần xác định giá trị trọng lượng lớn nhất cho phép theo điều kiện bám Ggϕ;

Biết trước giá trị trọng lượng Gg, cần xác định góc dốc giới hạn cho phép theo điều kiện bám αdϕ

Qua hình 3.3 ta thấy dế dàng nhận rằng điểm cắt nhau giữa đường cong

Ggϕcp = f(α) và trục hoành sẽ ứng với góc dốc giới hạn lớn nhất theo điều kiện bám αdϕ khi máy kéo chạy không và điểm cắt nhau giữa đường cong đó với trục tung sẽ ứng với trọng lượng kéo lớn nhất theo điều kiện bám Ggϕmax cho trường hợp máy kéo làm việc trên mặt đồng nằm ngang (α=0)

3.2.2 Tính toán xác định tọa độ trọng tâm của moóc

Moóc được liên hợp với máy kéo SHIBAURA- 3000A để vận xuất gỗ Trước hết, ta đi xác định tọa độ trọng tâm của gỗ khi chứa trong thùng

a) Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc

Nếu coi trọng lượng của gỗ là phân bố đều trên toàn bộ chiều dài của

gỗ, thì trọng tâm theo chiều dọc thùng moóc là:

Sau đó ta phải xác định tọa độ trọng tâm theo chiều cao

b) Xác định tọa độ trọng tâm của khối gỗ theo chiều cao

Xét mặt phẳng cắt ngang của toàn khối gỗ tại trung điểm của nó

Gọi G1 là trọng tâm của gỗ trên phần diện tích S01 có tọa độ cao là z01; Gọi G2 là trọng tâm của gỗ trên phần diện tích S02 có tọa độ cao là z02; Gọi G3 là trọng tâm của gỗ trên phần diện tích S3 có tọa độ cao là z3

Trọng lượng riêng của gỗ: γ = 0.8 tấn/m3= 8000N/ m3

Như vậy chiều cao trọng tâm khối gỗ so với mặt đường hg(hình 3.4a) Nếu gọi chiều cao khối gỗ là z, phụ thuộc vào kích thước z của khối gỗ

mà ta có cách sắp xếp và từ đó tính được diện tích chiếm chỗ của các khối gỗ trong rơ-mooc theo các trường hợp như sau:

* Nếu kích thước khối gỗ z≤h1:

Diện tích S1 = B1z

Trọng lượng khối gỗ: Gg= S1Lgγ [N]

Toạ độ trọng tâm khối gỗ so với mặt đường: hg= z/2 + hs

Hình 3.5 Sơ đồ biểu diễn toạ độ trọng tâm theo chiều cao

của khối gỗ so với mặt sàn

* Nếu kích thước khối gỗ h1< z ≤h2:

Diện tích S2 = B2(z – h1) Trọng lượng khối gỗ: Gg= (S01 + S2) Lgγ [N]

Toạ độ khối gỗ ứng với S2, so với đáy thùng: Ζ 2=

2 1

h

ư Ζ

+h1 =

2 1

h

+ Ζ

Toạ độ trọng tâm của toàn bộ khối gỗ trên thùng so với mặt đường:

S S

S S

+ +

Ζ + Ζ 2 01

2 2 01 01

h

+ Ζ

Toạ độ trọng tâm của toàn bộ khối gỗ trên thùng so với mặt đường:

S S S

S S

S

+ +

+

Ζ + Ζ + Ζ

3 02 01

3 3 02 02 01 01

Suy ra trọng lượng rơ moóc đ2 chất gỗ: Q= G0+ Gg

Toạ độ trọng tâm dọc : a=

Q

G x

Chiều cao trọng tâm : hg =

Q

h G h

Trong đó G0 trọng lượng bản thân của moóc : G0= 1200N

x0 ; y0 toạ độ trọng tâm của moóc khi chưa có gỗ

Từ các quan hệ toán học như đ2 phân tích ở trên, chúng tôi đ2 xây dựng chương trình tính toán bằng ngôn ngữ Matlab 6.5 và tiên hành khảo sát sự ảnh hưởng của một số yếu tố như độ dốc α , tải trọng Q và chiều dài gỗ Lg đến phản lực pháp tuyến cuay liên hợp máy Các kết quả khảo sát được trình bày ở chương 3