TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ
1.1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ trên thế giới
Khai thác gỗ là quá trình biến cây đứng thành sản phẩm gỗ tròn, kết nối nguồn tài nguyên rừng với các ngành công nghiệp sử dụng gỗ như chế biến gỗ, công nghiệp giấy và xây dựng Việc khai thác phải tuân thủ các công nghệ nhất định, bao gồm cả công nghệ thủ công và tiên tiến, phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội và môi trường địa phương Công nghệ khai thác hiệu quả cần giảm tối đa chi phí sản xuất và tác động xấu đến môi trường Một nghiên cứu gần đây cho thấy chi phí vận chuyển gỗ có thể chiếm tới 45% tổng chi phí khai thác.
Việc vận chuyển gỗ từ các bãi gỗ đến nơi tiêu thụ ở Brazil chủ yếu được thực hiện bằng xe tải chuyên dụng, bao gồm xe tải không rơ moóc, xe tải kéo theo sơ mi rơ moóc, và xe tải kéo theo một hoặc hai rơ moóc Quá trình bốc dỡ gỗ tại các kho gỗ thường được cơ giới hóa bằng cầu trục thủy lực cố định, trong khi ở những khu vực có sản lượng khai thác nhỏ, lao động thủ công vẫn được sử dụng phổ biến Tại Phần Lan và các nước Bắc Âu, trước những năm 80, việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nơi tiêu thụ chủ yếu diễn ra qua đường bộ.
Việc vận chuyển gỗ hiện nay chủ yếu được thực hiện bằng ôtô, với sự cơ giới hóa tối đa trong khâu bốc dỡ Mặc dù trước đây, ở Malaysia, người ta sử dụng máy kéo xích và máy kéo bánh hơi lâm nghiệp để vận chuyển gỗ, nhưng phương pháp này đã dẫn đến việc phá hoại nghiêm trọng bề mặt đất rừng, ảnh hưởng xấu đến quá trình tái sinh rừng và làm gia tăng xói mòn đất Xu hướng vận chuyển gỗ bằng đường thủy và đường sắt đang giảm, trong khi các xe vận tải cỡ lớn có khả năng kéo một hoặc hai rơ moóc vẫn được sử dụng.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ ở Việt Nam Ở nước ta, phần lớn gỗ được khai thác, sản xuất và tiêu thụ trong nội địa chiếm 98% gỗ tròn, 92% gỗ xẻ và 80% sản phẩm giấy Một phần gỗ và các lâm sản đặc sản như quế, dầu hồi, hạt điều, cánh kiến được được xuất khẩu sang các nước như: Nhật Bản, Hồng Kông, Singapore, Thái Lan
Vận chuyển đường dài gỗ từ các bãi trung chuyển về nhà máy giấy được thực hiện qua đường sông và đường bộ, sử dụng các phương tiện chuyên dụng như xe ôtô, tàu thuỷ và thuyền.
Hình 1.1 Vận chuyển gỗ bằng ô tô lâm nghiệp chuyên dùng
Vận chuyển đường ngắn gỗ từ nơi khai thác đến bãi gỗ, nhà máy và xưởng chế biến đã chuyển mình từ việc sử dụng các phương tiện như xe Reo 7, xe Volvo, Jil 157K, xe IFA và xe công nông sang các loại xe tải cỡ trung bình và lớn, phù hợp với nhu cầu của các hộ kinh doanh rừng và doanh nghiệp chế biến gỗ hiện nay.
Hình 1.2 Vận chuyển gỗ bằng ôtô tải cỡ trung bình
Vận chuyển bằng đường ôtô có lợi thế vượt trội nhờ khả năng thích ứng với nhiều loại địa hình và phương thức khai thác đa dạng.
Tuy nhiên, loại hình vận chuyển gỗ bằng đường ôtô có một số hạn chế nhất định:
- Chi phí cho xây dựng hệ thống đường ôtô lâm nghiệp từ đường trục đến đường nhánh tương đối lớn
Việc thiết kế và thi công đường ôtô không đúng cách có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm rừng, đất rừng, và hệ sinh thái động thực vật trong khu vực Hơn nữa, điều này cũng ảnh hưởng đến các dòng chảy và sinh kế của cộng đồng dân cư xung quanh.
- Chi phí vận chuyển gỗ có thể lên tới trên 45% trong toàn bộ chi phí khai thác gỗ
Xe vận chuyển có tải trọng lớn gây áp lực lớn giữa bánh xe và mặt đường, dẫn đến biến dạng nhanh chóng của nền đường và áo đường, làm giảm khả năng vận chuyển Do đó, việc chăm sóc và bảo quản đường cần được thực hiện thường xuyên để duy trì chất lượng và hiệu quả sử dụng.
Các tuyến đường chất lượng thấp như đường trục phụ và nhánh thường không được xây dựng áo đường, dẫn đến tình trạng lầy lội vào mùa mưa, gây khó khăn trong công tác vận chuyển.
Trong quá trình vận chuyển, khí thải và nhiên liệu từ các thiết bị bốc dỡ và vận chuyển có thể gây ô nhiễm không khí Nếu không được quản lý hiệu quả, những chất thải này còn có nguy cơ làm ô nhiễm nguồn nước và các dòng chảy.
Yêu cầu kỹ thuật trong vận chuyển gỗ bằng đường ôtô
Các xe vận chuyển gỗ phải tuân thủ đúng tải trọng quy định cho từng loại xe, nhằm đảm bảo an toàn cho phương tiện và bảo vệ mặt đường khỏi hư hại do áp lực từ bánh xe.
Chỉ nên sử dụng xe có khả năng bám đường và vượt địa hình tốt trong những tình huống cần thiết, như khi đường xá quá xấu hoặc lầy lội, nhằm hạn chế sự hư hại mặt đường do bánh xe gây ra.
Các xe vận chuyển gỗ cần sử dụng loại xe chuyên dụng với trang thiết bị đầy đủ và đạt yêu cầu kỹ thuật Cọc ke phải được đặt thẳng đứng, trong khi cáp buộc và xích cần chắc chắn để đảm bảo an toàn cho cả xe và người trong quá trình di chuyển trên đường lâm nghiệp và đường công cộng.
- Trong trường hợp đường quá trơn và lầy lội, xe chở gỗ cần có các trang thiết bị trợ giúp như tời chống trượt, xích chống trượt
Gỗ trên ôtô cần được phân bổ hợp lý để đảm bảo tải trọng, đồng thời phải được giằng buộc cẩn thận nhằm ngăn chặn hiện tượng xô ngang và trượt về phía sau trong quá trình di chuyển.
- Các loại xe vận chuyển bốc, dỡ gỗ phải được kiểm tra thường xuyên trước khi sử dụng; được bảo dưỡng, sửa chữa theo định kỳ
Tổng quan về nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo
1.2.1 Tổng quan nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo trên thế giới
Trong nghiên cứu của Muller, mô hình không gian được đề xuất nhằm mô tả tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi, tuy nhiên, tác giả đã không xem xét các tác động của tải trọng kéo và các yếu tố khác Ông chỉ ra rằng máy kéo có thể có 7 bậc tự do, bao gồm dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc và dao động liên kết xoay quanh trục cân bằng.
Tác giả Volgel [49] đã nghiên cứu tính chất động lực học của liên hợp máy cày, xem xét sự dao động của lực kéo và tải trọng thẳng đứng với yếu tố đàn hồi của hệ truyền lực và bánh xe Nghiên cứu này giúp đánh giá tổng quan tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến dao động của máy khi cày đất, tuy nhiên vẫn thiếu thực nghiệm để chứng minh các giả thuyết được đưa ra.
Trong nghiên cứu của Wendebon, tác giả đã phát triển mô hình lý thuyết và thực nghiệm để phân tích tính chất động lực học của dao động thẳng đứng của máy kéo, mà không xem xét đến chuyển động quay và các yếu tố khác.
Công trình này chưa đánh giá đầy đủ các tính chất động lực học của máy và các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động của máy kéo cũng như liên hợp máy nói chung.
Vào năm 1973, Barski I.B đã tiến hành nghiên cứu về động lực học của máy kéo, bao gồm cả máy kéo bánh hơi và máy kéo bánh xích Tác giả đã phân tích một cách toàn diện động lực học của các loại máy kéo này, đồng thời đánh giá độ êm dịu trong chuyển động của chúng.
Năm 1983 Đobrưnhin Iu.A [46], nghiên cứu động lực học thẳng đứng của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ
Năm 1987, Zucov A.B đã nghiên cứu các vấn đề liên quan đến dao động của máy kéo lâm nghiệp, đồng thời cũng có nhiều công trình nghiên cứu về dao động thẳng đứng của máy kéo, tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng như tải trọng, vận tốc và độ mấp mô của mặt đường.
Ngày nay, nghiên cứu về dao động của ôtô đã đạt nhiều thành tựu quan trọng trên toàn cầu Các nghiên cứu này tập trung vào mối quan hệ giữa hệ thống “Đường-Xe-Người” Để khám phá mối quan hệ này, các nhà sản xuất ôtô và các cơ quan chuyên môn hàng đầu đã thiết lập phòng thí nghiệm và bãi thử, nhằm phân tích dao động ôtô, bao gồm cả biến dạng thực tế của mặt đường và khả năng chịu đựng của con người trước tác động của dao động.
1.2.2 Tổng quan nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo ở Việt Nam
Trong sản xuất lâm nghiệp, hoạt động khai thác gỗ chủ yếu diễn ra trong rừng, với các phương tiện vận chuyển như máy kéo chuyên dụng và máy kéo nông nghiệp được trang bị thiết bị chuyên dùng Tại Việt Nam, thường sử dụng máy kéo nhập khẩu để khai thác gỗ, trong khi việc vận chuyển gỗ chủ yếu bằng xe tải cỡ trung bình và lớn, cùng với các xe chuyên dụng Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc xây dựng hệ thống định mức kinh tế kỹ thuật cho ngành lâm nghiệp.
Có rất ít nghiên cứu về đặc tính động lực học của ôtô tải cỡ trung bình được sản xuất tại Việt Nam Các vấn đề như độ ổn định, khả năng kéo bám khi thay đổi tải trọng và đặc trưng động lực học của các bộ phận làm việc của ôtô và máy kéo trong các điều kiện địa hình và làm việc khác nhau vẫn chưa được khai thác nhiều.
Có thể kể ra một số công trình nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo ở nước ta như sau:
Vào năm 1990, Bùi Hải Triều đã phát triển một số mô hình phản ánh rõ nét hoạt động và cấu trúc của máy kéo bánh hơi Các mô hình này mô tả sự tương tác giữa quá trình làm việc của động cơ và máy điều chỉnh, đồng thời xem xét các yếu tố như tính đàn hồi, giảm chấn của các phần tử trong hệ thống, cũng như tính chất bám và trượt của bộ ly hợp và bánh xe trên mặt đường Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ tập trung vào các tác động của các yếu tố tới hệ thống truyền lực mà chưa đề cập đầy đủ đến các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động của liên hợp máy nói chung.
Công trình nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn và các cộng sự
Tính êm dịu trong chuyển động của ôtô máy kéo được đánh giá qua các chỉ tiêu như tần số dao động, gia tốc dao động và thời gian tác động của dao động Trong quá trình di chuyển, ôtô máy kéo dao động theo ba phương: thẳng đứng (OZ), ngang (OX) và dọc máy (OY) Trong đó, các dao động theo phương thẳng đứng có ảnh hưởng chính đến con người, trong khi dao động theo phương ngang và dọc có tác động không đáng kể và có thể bỏ qua.
Th.S Nguyễn Hồng Quang [29], đã nghiên cứu dao động của máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp khi vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết
Th.S Lưu Văn Hưng đã tiến hành nghiên cứu về dao động của rơ moóc một trục chở gỗ khi được trang bị bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe.
Nghiên cứu về dao động của máy kéo tại Việt Nam còn hạn chế và chỉ mới bắt đầu xuất hiện trong những năm gần đây Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc xác định ảnh hưởng của rung xóc đến sức khỏe của người lái, đồng thời đề xuất một số biện pháp chống rung như cải tiến ghế ngồi Tuy nhiên, các tác giả chỉ xem xét dao động trong những điều kiện cụ thể, với giả định hệ thống là tuyến tính và một bậc tự do chịu tác động từ mặt đường theo hàm xác định.
Năm 2010, Tô Quốc Huy đã tiến hành nghiên cứu về giải pháp giảm sóc cho người lái xe tải xích cao xu MST – 600 trong quá trình vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp.
Nghiên cứu thiết kế giảm rung đã dựa trên số liệu về dao động con người, lựa chọn các thông số chính như khối lượng người và ghế, độ cứng lò xo, hệ số cản, và tính toán theo điều kiện cho phép về biên độ dịch chuyển.
Th.S Huỳnh Quốc Hội [22] đã nghiên cứu về quá trình lắc ngang, lắc dọc của ô tô ở vận tốc cao
Th.S Hoàng Gia Thắng [31] đã nghiên cứu dao động trong mặt phẳng thẳng đứng của toa xe khách bốn trục hai hệ lò xo khi qua mối nối ray
Tổng quan về hệ thống treo của ôt ô, máy kéo
1.3.1 Các bộ phận của hệ thống treo trên ôtô, máy kéo
Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng so với khung xe, giúp giảm thiểu các chuyển động không mong muốn như lắc ngang, lắc dọc và truyền lực giữa bánh xe và khung xe Để đảm bảo xe di chuyển êm dịu, cần thiết phải có độ cứng phù hợp, giúp dập tắt nhanh chóng các dao động, đặc biệt là những dao động mạnh.
Hệ thống treo của mỗi loại xe luôn là sự dung hòa giữa độ an toàn và độ êm dịu, với biên độ lớn lên đến 14 Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm lái xe của ôtô và máy kéo.
Cấu tạo chung của hệ thống treo thường dùng trên ôtô, máy kéo có các bô phận sau:
* Bộ phận đàn hồi: Trong hệ thống treo, bộ phận đàn hồi thường dùng lò xo xoắn, bó nhíp, túi khí nén, đệm cao su
Lò xo có nhiều đặc điểm nổi bật, bao gồm kết cấu gọn gàng, đặc biệt khi được lắp đặt cùng với giảm chấn So với nhíp, lò xo trụ có cùng độ cứng và độ bền nhưng khối lượng nhẹ hơn và tuổi thọ dài hơn Kết cấu nhỏ gọn giúp tiết kiệm không gian và hạ thấp trọng tâm xe, từ đó nâng cao tốc độ di chuyển.
Khi làm việc giữa các vòng lò xo không có nội ma sát như nhíp, nhược điểm chính là cần phải bố trí thêm giảm chấn để nhanh chóng dập tắt dao động.
Lò xo dùng cho các loại xe ôtô du lịch, xe tải nhỏ, xe khách có các loại lò xo như lò xo trụ, lò xo côn, (hình 1.3)
Hình 1.3: Lò xo trụ dùng trong hệ thống treo
Nhíp treo có ưu điểm là không cần thanh ổn định, giúp giảm chi phí và dễ dàng bảo trì Tuy nhiên, nhược điểm của loại nhíp này là khối lượng lớn và vị trí thùng xe cao, dẫn đến chiều cao trọng tâm lớn, ảnh hưởng đến tốc độ và sự ổn định khi xe di chuyển Hơn nữa, vết bánh xe cũng sẽ thay đổi khi xe hoạt động.
Bánh xe nâng lên có thể gây ra lực ngang và giảm khả năng bám đường, làm tăng nguy cơ trượt Các loại bó nhíp và đệm cao su thường được sử dụng trên ôtô và máy kéo để cải thiện hiệu suất và độ ổn định.
Hình 1.4: Bó nhíp Hình 1.5: Đệm cao su
Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí hoạt động dựa trên nguyên tắc tính đàn hồi của không khí khi bị nén Hệ thống treo loại khí, như hình 1.6, mang lại hiệu suất tốt cho các ô tô.
Bộ phận đàn hồi loại khí trên xe ôtô hiện đại, như ôtô trở khách và ô tô vận tải, có khả năng thay đổi độ cứng của hệ thống treo thông qua việc điều chỉnh áp suất không khí bên trong Việc giảm độ cứng này giúp cải thiện độ êm dịu của chuyển động, mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái hơn.
* Bộ phận giảm chấn : Trên xe ôtô giảm chấn được sử dụng với các mục đích sau:
Giảm va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng giúp bảo vệ bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức thấp nhất để tối ưu hóa tiếp xúc của bánh xe với mặt đường, từ đó nâng cao tính năng lái, tăng tốc và đảm bảo an toàn trong chuyển động.
Nâng cao khả năng chuyển động của xe, bao gồm tăng tốc và an toàn khi di chuyển, là rất quan trọng Để giảm thiểu dao động trong quá trình di chuyển, hệ thống giảm chấn sẽ chuyển đổi cơ năng thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu.
Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp, (hình 1.7)
Hình 1.7: Cấu tạo bộ phận giảm chấn thường dùng trên ôtô, máy kéo
Ống nhún giảm chấn thủy - khí được sử dụng trên một số xe ôtô hiện đại có giá thành cao và hệ thống vận hành phức tạp Do chi phí cho hệ thống nén khí cao áp rất đắt đỏ, loại ống này không phổ biến Nó bao gồm lò xo đàn hồi có giảm chấn kết hợp với lò xo khí thủy lực, trong đó piston của phần đàn hồi cũng là trục của bộ giảm chấn Lò xo khí được bao bọc trong một khối cầu với màng cao su đặc biệt, và không gian tích trữ khí được kết nối với mặt trên của piston qua một đường ống thủy lực.
Hình 1.8: Cấu tạo bộ phận giảm chấn thuỷ - khí dùng trên ôtô hiện đại
* Bộ phận ổn định và dẫn hướng
Hình 1.9: Thanh ổn định và các đòn dẫn hướng trong cơ cấu treo
Thanh ổn định có chức năng điều chỉnh sự chênh lệch phản lực thẳng đứng trên bánh xe, giúp phân bổ tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn Cấu trúc của thanh ổn định hình chữ U, với một đầu nối vào phần không được treo và đầu còn lại gắn với thân vỏ xe, sử dụng ổ đỡ bằng cao su cho các điểm nối.
Bộ phận dẫn hướng: có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các mômen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe, (hình 1.9)
* Một số kiểu bố trí hệ thống treo trong ôtô, máy kéo
Trong cấu tạo ôtô và xe máy, có nhiều kiểu bố trí hệ thống treo khác nhau Hiện nay, các phương pháp bố trí phổ biến được sử dụng bao gồm những cách hiện đại và hiệu quả nhất.
Hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.10) có thiết kế đặc trưng với các bánh xe gắn trên một dầm cầu liền, trong khi bộ phận giảm chấn và đàn hồi được lắp đặt giữa thùng xe và dầm cầu Sự dịch chuyển theo phương thẳng đứng của một bánh xe sẽ ảnh hưởng đến chuyển vị của bánh xe đối diện.
Hình 1.10: Hệ thống treo phụ thuộc dùng lá nhíp
Hệ treo độc lập hai đòn dọc là cấu trúc treo mà mỗi bên có một đòn dọc, được bố trí song song gần bánh xe Một đầu của đòn dọc gắn cố định với moayơ bánh xe, trong khi đầu còn lại liên kết với bản lề.
Tổng quan về độ êm dịu chuyển động của ôtô, máy kéo
1.4.1 Tần số dao động riêng
Tần số dao động riêng của một hệ dao động, chẳng hạn như một khối lượng đặt trên một lò xo, được định nghĩa là số lần dao động mà hệ thực hiện trong một phút (dao động/phút) hoặc trong một giây (1/s, tương đương với 1Hz).
Trong đó: C - Độ cứng của hệ dao động;
M - Khối lượng được đặt trên hệ
Tần số dao động riêng của một hệ thống dao động chỉ phụ thuộc vào các thông số cấu trúc như khối lượng, độ cứng và lực cản, mà không bị ảnh hưởng bởi kích thích dao động.
Gia tốc dao động riêng là chỉ tiêu quan trọng, phản ánh ảnh hưởng của biên độ và tần số dao động Dao động tự do tắt dần chỉ diễn ra trong một chu kỳ, vì vậy việc xác định gia tốc dao động có ý nghĩa lớn trong nghiên cứu dao động cưỡng bức do kích thích từ mặt đường.
1.4.3 Chỉ tiêu về độ êm dịu
Hệ số êm dịu K, do tập thể kỹ sư Đức (VDI) đề xuất, cho thấy cảm giác con người về dao động phụ thuộc vào giá trị của K Nếu K là hằng số, cảm giác khi chịu dao động sẽ không thay đổi Hệ số K còn phụ thuộc vào tần số dao động và gia tốc dao động khi .
Tần số dao động có thể là 5Hz hoặc theo vận tốc dao động khi đạt từ 15Hz trở lên Sự tác động này còn phụ thuộc vào hướng dao động so với trục thân người, bao gồm cả phương thẳng đứng và phương ngang, cũng như thời gian mà chúng tác động lên cơ thể.
Hệ số K xác định theo trị số của biên độ gia tốc z hoặc theo gia tốc bình phương trung bình z c theo công thức sau đây [4]:
Trong đó: nv - Tần số dao động (Hz)
- Gia tốc bình phương trung bình (m/s 2 )
Ky - Hệ số hấp thụ Để xác định K cần xác định được z hoặc z c
Khi con người nằm và chịu dao động ngang, hệ số Ky giảm một nửa, cho thấy rằng hệ số K càng nhỏ thì khả năng chịu đựng dao động càng cao, mang lại cảm giác êm ái hơn cho người ngồi trong ô tô hoặc máy kéo Giá trị K = 0,1 đánh dấu ngưỡng kích thích, trong khi khi di chuyển lâu trên xe, hệ số K có thể chấp nhận từ 10 đến 25, và đối với những chuyến đi ngắn hoặc khi sử dụng xe tự hành, K dao động từ 25 đến 63.
Các phương pháp cơ học trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo
Phương pháp nghiên cứu dao động ôtô và máy kéo chủ yếu là việc xây dựng và xử lý mô hình toán học để mô tả dao động của các khối lượng trong hệ thống cơ học.
Thông thường, mô hình toán học mô tả sự dịch chuyển của cơ hệ được thiết lập dưới dạng các phương trình vi phân Có nhiều phương pháp để lập các phương trình vi phân cho cơ hệ, bao gồm phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp Dalambe và phương pháp áp dụng phương trình Lagranger loại II.
1.5.1 Phương pháp phần tử hữu hạn
Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) là một kỹ thuật gần đúng được sử dụng để giải quyết các bài toán biên trong cơ học Theo FEM, vật thể được phân chia thành các phần tử nhỏ với kích thước hữu hạn, liên kết tại một số điểm nút trên biên Các đại lượng cần tìm tại các nút này sẽ được xem là ẩn số trong quá trình tính toán.
Trong bài toán biên trong miền W, có 26 ẩn số nút, và tải trọng trên các phần tử được chuyển về các nút Để giải quyết vấn đề này, phương pháp tam giác phân được sử dụng để chia miền W thành một số hữu hạn các miền con Wj (j = 1, , n) Các miền con này không giao nhau, chỉ có thể chung nhau đỉnh hoặc các cạnh, và mỗi miền con Wj được gọi là một phần tử hữu hạn.
Trong bài toán biên ban đầu, người ta tìm nghiệm xấp xỉ cho các hàm số trong không gian hữu hạn chiều, đảm bảo rằng chúng thỏa mãn các điều kiện khả vi trên toàn miền W Ngoài ra, các hàm số này cũng cần phải tuân thủ các hạn chế dưới dạng đa thức trên từng phần tử hữu hạn Wj.
Có thể chọn cơ sở cho không gian này gồm các hàm số ψ1(x), , ψn(x) với giá trị trong một số hữu hạn phần tử hữu hạn Wj gần nhau Nghiệm xấp xỉ của bài toán ban đầu được biểu diễn dưới dạng c1ψ1(x) + + cnψn(x), trong đó các ck là các số cần tìm Việc tìm các ck thường được chuyển thành giải một phương trình đại số với ma trận thưa, giúp đơn giản hóa quá trình giải Các cạnh của phần tử hữu hạn có thể là đường thẳng hoặc đường cong, cho phép xấp xỉ các miền có hình dạng phức tạp Phương pháp phần tử hữu hạn có thể được áp dụng để giải gần đúng các bài toán biên tuyến tính, phi tuyến và các bất phương trình.
1.5.2 Phương pháp sử dụng nguyên lý Dalambe:
Theo nguyên lý Dalambe, bài toán động lực học hệ dao động có thể chuyển đổi thành bài toán tĩnh học bằng cách đưa lực quán tính vào cơ hệ Phương trình chuyển động được thiết lập dựa trên tổng đại số các ngoại lực, phản lực và lực quán tính tác động lên hệ Các phần tử của hệ dao động được tách độc lập, và ngoại lực cân bằng được đặt ở trạng thái tĩnh Từ đó, ta có thể xây dựng các phương trình cho từng phần tử để giải quyết hệ các phương trình đơn giản.
Phương pháp này rất phổ biến trong việc giải quyết các bài toán động lực học và giúp trực quan hóa mối quan hệ ảnh hưởng giữa các phần tử trong hệ dao động Nó thường được áp dụng cho các hệ dao động đơn giản.
1.5.3 Phương pháp sử dụng phương trình Lagranger loại II
Phương trình Lagranger hạng II có dạng tổng quát như sau: i i i i i q Q q q
Trong đó: T - hàm động năng của hệ; П - hàm thế năng của hệ; Ф - hàm hao tán của hệ; q i - các toạ độ suy rộng (i = 1, 2,.…, n);
Q i - lực suy rộng tương ứng với toạ độ suy rộng thứ i
Sau khi xác định các hàm động năng, thế năng, năng lượng hao tán và các lực suy rộng theo tọa độ, chúng ta có thể áp dụng phương trình Lagrange hạng II để nhận được một hệ phương trình vi phân Số lượng phương trình vi phân trong hệ tỷ lệ thuận với số lượng khối lượng quy đổi trong mô hình Phương pháp giải tích cho phép biến đổi hệ phương trình vi phân thành một phương trình vi phân bậc cao, với bậc phụ thuộc vào số lượng phương trình trong hệ.
Việc lựa chọn phương pháp trong cơ học phụ thuộc vào mô hình của cơ hệ Đối với các cơ hệ hôlônôm, phương pháp thường được sử dụng là áp dụng phương trình Lagranger loại II, do các điều kiện ràng buộc được mô tả bằng các phương trình liên kết mà không chứa yếu tố vận tốc và thời gian.
Các phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo
Việc xử lý mô hình toán liên quan đến việc giải và mô phỏng các phương trình vi phân đã được thiết lập Trong trường hợp các phương trình vi phân không quá phức tạp, phương pháp giải tích thường được ưu tiên để tìm ra nghiệm.
Lập mô hình cơ học với nhiều khối lượng quy đổi dẫn đến phương trình vi phân có bậc cao, làm cho việc giải và mô phỏng trở nên khó khăn Tuy nhiên, sự phát triển của máy tính điện tử đã giúp khắc phục vấn đề này Hiện nay, có nhiều chương trình hỗ trợ giải và mô phỏng phương trình vi phân, trong đó bốn chương trình phổ biến nhất là Mathematica, Maple, Mathcad và Matlab & Simulink.
Mathematica là phần mềm tích hợp tính toán ký hiệu, số, vẽ đồ thị và lập trình, phục vụ chủ yếu cho các lĩnh vực vật lý, công nghệ và toán học Qua thời gian, Mathematica đã trở thành công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau Hiện nay, phần mềm này được ứng dụng rộng rãi trong thiết kế công nghệ.
Maple cho phép người dùng nhập biểu thức toán học bằng các ký hiệu truyền thống, đồng thời dễ dàng tạo giao diện người dùng tùy chỉnh Phần mềm hỗ trợ cả tính toán số và hình thức, cùng với khả năng hiển thị linh hoạt Nhiều phép tính số học được thực hiện thông qua thư viện NAG, với các chương trình con NAG trong Maple được mở rộng để đạt độ chính xác ngẫu nhiên cao Ngoài ra, Maple còn cung cấp một ngôn ngữ lập trình cấp cao đầy đủ.
29 Ưu điểm của Maple là giải phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng, vẽ đồ thị trong không gian 2 chiều, 3 chiều [13]
MATHCAD là phần mềm xử lý toán học phổ biến toàn cầu, hỗ trợ thiết kế và xuất bản tài liệu với các bản tính và công thức rõ ràng Nó còn cho phép lập trình như một ngôn ngữ lập trình bậc cao, mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng.
MATHCAD là một công cụ mạnh mẽ có thể thay thế bảng tính EXCEL trong việc thể hiện các bảng tính thiết kế cho cơ khí và xây dựng Phần đồ họa của MATHCAD không chỉ rõ ràng mà còn đa dạng hơn, giúp người dùng dễ dàng hình dung các dữ liệu Đặc biệt, MATHCAD hỗ trợ các tính toán phức tạp như giải phương trình vi phân, thực hiện các phép toán ma trận, giải bài toán số phức và tối ưu hóa một cách trực quan và hiệu quả.
1.6.4 Phần mềm Matlab & Simulink Đối với việc giải và mô phỏng phương trình vi phân thì Matlab & Simulink là công cụ trợ giúp đắc lực và được sử dụng phổ biến hiện nay Matlab & Simulink là một chương trình lớn trong lĩnh vực toán số với thế mạnh là tính toán và mô phỏng hệ thống
Simulink là một phần mở rộng của Matlab, được thiết kế để mô hình hóa, mô phỏng và khảo sát các hệ thống động học Giao diện đồ họa của Simulink giúp người dùng thể hiện hệ thống thông qua sơ đồ tín hiệu và các khối chức năng quen thuộc.
Phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu dao động
Sau khi hoàn thành mô hình toán trong nghiên cứu lý thuyết, việc kiểm tra tính chính xác và độ tin cậy của mô hình thường yêu cầu thực hiện các thí nghiệm Trong quá trình thực nghiệm, các phép đo sẽ được thực hiện nhằm xác định các thông số thực tế và quy luật biến đổi của chúng.
Sau khi so sánh với kết quả tính toán lý thuyết, nếu sai lệch nằm trong phạm vi cho phép và có thể giải thích được nguyên nhân của sự sai lệch, thì lý thuyết sẽ được chấp nhận.
Ngày nay, trong nghiên cứu dao động ôtô, thực nghiệm thường áp dụng phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện Phương pháp này chuyển đổi các đại lượng không điện thành tín hiệu điện trung gian, sau đó tín hiệu này được gửi đến bộ phận khuếch đại Qua việc đo các đại lượng điện, ta có thể xác định các đại lượng cần đo Phương pháp này mang lại nhiều ưu điểm.
Có thể điều chỉnh độ nhạy của dụng cụ một cách dễ dàng trong phạm vi rộng, cho phép đo các đại lượng rất nhỏ và khuếch đại lên hàng nghìn lần, điều này giúp phát hiện những đại lượng mà các phương pháp khác không thể đo được Các thiết bị điện có quán tính nhỏ và dải tần số rộng, cho phép đo các đại lượng biến đổi nhanh Hơn nữa, chúng có khả năng đo từ xa, đồng thời nhiều đại lượng, truyền kết quả đo trên khoảng cách lớn, và tính toán các kết quả để điều khiển một quá trình Cuối cùng, khả năng liên hợp các thiết bị đo và tự động điều khiển các thiết bị cùng loại cũng là một ưu điểm nổi bật.
Phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện sử dụng sơ đồ nguyên lý kết hợp với thiết bị kỹ thuật số và sự hỗ trợ của máy tính.
Trong đó: - CB - cảm biến;
- A/D - bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog) sang tín hiệu số (Digital)
- PC - máy tính đã được cài đặt các phần mềm đo lường và xử lý số liệu, có chức năng ghi lại và hiển thị các kết quả đo
Cảm biến CB là thiết bị chuyển đổi đo lường, được lắp đặt trực tiếp trên đối tượng cần đo Chúng hoạt động bằng cách biến đổi các đại lượng không điện thành đại lượng điện, giúp thu thập và truyền tải thông tin một cách chính xác.
Bộ khuếch đại K, thường được chế tạo thành bộ phận độc lập, có chức năng khuếch đại tín hiệu đo lên nhiều lần
Hiện nay, bộ khuếch đại K và bộ chuyển đổi A/D được tích hợp vào một thiết bị và điều khiển bằng phần mềm riêng Một số thiết bị và phần mềm phổ biến bao gồm DMC Plus với phần mềm điều khiển DMC Laplus, cùng với thiết bị Spider8 và phần mềm Spider8 Control Ngoài ra, phần mềm Catman cũng được sử dụng để điều khiển cả hai loại thiết bị này.
Cảm biến CB được lắp đặt trên vật cần đo, sau đó tín hiệu từ cảm biến được chuyển đến bộ khuếch đại K để được khuếch đại lên hàng nghìn lần Tín hiệu sau khi khuếch đại sẽ được chuyển đổi sang dạng số bởi bộ chuyển đổi A/D và lưu trữ trong máy tính dưới định dạng ASCII Thực nghiệm đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu dao động ô tô máy kéo, và sự chính xác giữa kết quả tính toán lý thuyết và thực nghiệm là tiêu chí quan trọng để đánh giá độ tin cậy và chất lượng của nghiên cứu.
Hiện nay, cả trên thế giới và tại Việt Nam, công nghệ và thiết bị khai thác, vận chuyển gỗ rừng trồng đã trở nên hiện đại hơn Các doanh nghiệp, nhà máy và hộ sản xuất kinh doanh sử dụng nhiều loại xe tải nhỏ và trung bình, như Hyundai, Forlan, Vinaxuki và Dongfeng, trong đó có xe Hyundai 3,5 tấn Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể nào về hiệu quả của xe Hyundai 3,5 tấn trong việc vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp.
Để nâng cao độ êm dịu khi vận chuyển gỗ, cần nghiên cứu dao động của xe và đề xuất giải pháp hợp lý Đánh giá độ êm dịu của ôtô và máy kéo thường dựa vào các chỉ tiêu như tần số dao động riêng, gia tốc dao động và thời gian tác động của dao động Có nhiều phương pháp để lập phương trình vi phân dao động, bao gồm phương pháp lực, phương pháp phần tử hữu hạn, nguyên lý Dalambe và ứng dụng phương trình Laganger loại II Việc giải và mô phỏng các phương trình này có thể sử dụng phần mềm hỗ trợ như Mathematica, Mathcad, Maple và Matlab-Simulink, tùy thuộc vào mô hình cơ học của hệ thống.
Chúng tôi thực hiện nghiên cứu về dao động của xe ôtô Hyundai có tải trọng 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên các tuyến đường lâm nghiệp nhằm giải quyết những vấn đề đã nêu.
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu sự dao động của xe ô tô HYUNDAI 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp là cơ sở quan trọng để cải thiện hệ thống treo và lựa chọn chế độ sử dụng hợp lý.
Đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu tập trung vào xe ô tô Hyundai trọng tải 3,5 tấn, được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, chuyên sử dụng để vận chuyển gỗ trên các tuyến đường lâm nghiệp.
2.2.1 Xe ô tô Hyundai trọng tải 3,5 tấn Ôtô Hyundai 3,5 tấn (hình 2-1) là loại xe tự đổ hai cầu, cầu trước bị động, cầu sau chủ động, được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trên thị trường đặc biệt là các hàng hóa như đá, cát, gỗ, xi măng……Xe có tính cơ động cao, vận chuyển trên nhiều loại đường
Xe ôtô Hyundai (Model HD72) 3,5 tấn có đặc tính kỹ thuật và thông số cơ bản như sau (Bảng 2.1)
Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật cơ bản của xe ô tô Hyundai 3,5 tấn
TT Thông số kỹ thuật chính
1 Loại động cơ Model: D4AE
2 Momen xoắn cực đại Kgm/rpm) 30/2000
4 Áp suất không khí trong lốp xe 3,5- 4,0 KG/ cm 2
5 Tốc độ tối đa (Km/h): 85
6 Hệ thống truyền động Cầu sau chủ động
7 Kích thước chiều dài tổng thể (mm) 6483
8 Kích thước chiều rộng tổng thể (mm) 2180
9 Kích thước chiều cao tổng thể (mm) 2245
10 Kích thước chiều dài lòng thùng (mm) 3100
11 Kích thước chiều rộng lòng thùng (mm) 1900
12 Kích thước chiều cao lòng thùng (mm) 600
2.2.2 Biên dạng đường lâm nghiệp
Theo nghiên cứu của tiến sỹ Nguyễn Tiến Đạt, đường vận chuyển lâm nghiệp chủ yếu là đường đất tự nhiên hoặc đường dải đá, được thiết kế để phục vụ cho các loại máy kéo bánh hơi và xe ôtô cỡ nhỏ đến trung bình Những con đường này đã được san ủi và loại bỏ chướng ngại vật, đồng thời đảm bảo độ dốc phù hợp cho việc vận chuyển.
Trong nghiên cứu, người ta chia mặt đường ra hai dạng chính sau:
- Dạng mặt đường xác định Bao hàm những chướng ngại vật đơn chiếc phân bố xa nhau và dạng mặt đường biến đổi tuần hoàn
Mặt đường biến đổi ngẫu nhiên ảnh hưởng lớn đến giao động của xe, đặc biệt là xe chữa cháy rừng đa năng, do sự tác động của mấp mô lên bánh xe Vì vậy, mấp mô mặt đường là yếu tố quan trọng trong nghiên cứu dao động của xe Việc khảo sát dạng mặt đường nơi xe hoạt động là cần thiết để thu thập dữ liệu chính xác Chúng tôi sẽ sử dụng kết quả nghiên cứu trước đó về mặt đường xác định làm cơ sở cho việc phân tích mấp mô mặt đường trong quá trình nghiên cứu.
Khi thiết kế và xây dựng đường lâm nghiệp, yêu cầu chính là san ủi phẳng mặt đường và nền đường trục chính, phụ Mặt đường sẽ chỉ còn lại những gợn sóng dọc theo bề mặt đất, và trắc diện dọc của mấp mô mặt đường được xác định thông qua các hàm tuần hoàn.
Khi t 0 (2-1) Dạng gợn sóng biến đổi tuần hoàn:
2 1 S h h Khi t 0 (2-2) Dạng gợn sóng biến đổi chuỗi hàm điều hòa:
+ S là chiều dài mặt đường, S0 là bước sóng mặt đường
+ h là hàm số mấp mô mặt đường, h0 là độ cao mấp mô
+ hci là hằng số tùy thuộc vào trắc diện mấp mô
Khảo sát các mặt đường xác định cho thấy chúng có dạng hàm điều hòa và có thể được phân loại Một số mặt đường lâm nghiệp có những đặc trưng riêng biệt cần được chú ý.
+ Dạng có biên độ h0 = 10 cm, bước sóng S0 = 1,6 m
+ Dạng có biên độ h0 = 8 cm, bước sóng S0 = 1,4 m
+ Dạng có biên độ h0 = 6 cm, bước sóng S0 = 1,2 m
+ Dạng có biên độ h0 = 4 cm, bước sóng S0 = 1,0 m
Các kết quả trên sẽ làm cơ sở cho việc nghiên cứu dao động của xe ôtô
Hyundai 3,5 tấn vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp
2.3 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là: Nghiên cứu dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô HuynDai tải trọng 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp với đặc trưng mấp mô mặt đường đã xác định
Nghiên cứu đã đề xuất một số giải pháp nhằm thay đổi cấu trúc hệ thống treo để cải thiện độ êm dịu trong chuyển động của ôtô Hyundai 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên các tuyến đường lâm nghiệp.
Xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô
Hyundai HD72 có trọng tải 3,5 tấn, thường được sử dụng để vận chuyển gỗ trên các tuyến đường lâm nghiệp Để xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô, chúng tôi sẽ áp dụng phương pháp cơ học ứng dụng và tham khảo một số mô hình đã có, đồng thời thừa nhận một số giả thiết cho mô hình toán.
Dựa trên cấu trúc hệ thống treo của xe ô tô Hyundai 3,5 tấn, cần xác định các thành phần đàn hồi và lựa chọn hệ trục tọa độ phù hợp Mục tiêu là xây dựng mô hình dao động tương đương cho xe ô tô Hyundai 3,5 tấn.
Xây dựng hệ phương trình vi phân dao động của ô tô Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp
Bài viết phân tích và mô phỏng dao động của ô tô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Nghiên cứu được thực hiện trong hai trường hợp: không có và có giảm xóc ở cầu sau, nhằm đánh giá ảnh hưởng của hệ thống giảm xóc đến sự ổn định và hiệu suất vận chuyển.
Để cải thiện hệ thống treo cho xe ô tô tải Huyndai 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, cần chọn chế độ sử dụng phù hợp và lắp thêm giảm sóc thủy lực cho cầu sau của xe Giải pháp này sẽ giúp tăng cường khả năng chịu tải và ổn định khi di chuyển trên địa hình khó khăn.
Nghiên cứu thực nghiệm này nhằm minh họa cho lý thuyết về dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô khi vận chuyển gỗ rừng trồng trên đường lâm nghiệp Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng xác định một số thông số đầu vào cần thiết cho việc giải mô hình lý thuyết cụ thể.
- Đo gia tốc dao động thẳng đứng
- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết
2.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Bài viết trình bày cách thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động trong mặt phẳng thẳng đứng của ô tô bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Đặc biệt, nghiên cứu tập trung vào ô tô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Sau khi xây dựng mô hình dao động tương đương và các mối quan hệ hình học, tác giả lựa chọn các bậc tự do của hệ thống Tiếp theo, các hàm động năng T, thế năng và hàm hao tán được xác định, cùng với lực suy rộng của hệ Cuối cùng, các đạo hàm riêng của các hàm T, và được tính toán theo tọa độ suy rộng đã lựa chọn và thay vào phương trình Lagranger loại II.
1.1); sẽ thu đươ ̣c mô ̣t hê ̣ phương trình vi phân bâ ̣c 2 có số phương trình bằng số bậc tự do của hê ̣
Sử dụng phần mềm Matlab 7.0 và Simulink để giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của xe, bài viết trình bày cách ứng dụng các khối chức năng trong Simulink để xây dựng sơ đồ khối mô phỏng Kết quả thu được là các đồ thị mô tả quá trình chuyển dịch, bao gồm chuyển dịch thẳng đứng, chuyển dịch góc và gia tốc, tương ứng với các tọa độ suy rộng của hệ.
2.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Nội dung nghiên cứu
Xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô
Xe tải Hyundai HD72 có trọng tải 3,5 tấn được sử dụng để vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Để xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô, chúng tôi áp dụng phương pháp cơ học ứng dụng, tham khảo một số mô hình đã có và đưa ra một số giả thiết cho mô hình toán học.
Dựa trên cấu trúc hệ thống treo của xe ô tô Hyundai 3,5 tấn, chúng tôi xác định các bộ phận đàn hồi và lựa chọn hệ trục tọa độ phù hợp Mục tiêu là xây dựng mô hình dao động tương đương cho xe ô tô Hyundai 3,5 tấn.
Xây dựng hệ phương trình vi phân dao động của ô tô Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp
Bài viết này phân tích và mô phỏng dao động của xe ô tô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Nghiên cứu được thực hiện trong hai trường hợp: một là không có giảm xóc ở cầu sau và hai là có giảm xóc Kết quả sẽ giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của hệ thống giảm xóc đến độ ổn định và an toàn khi di chuyển trên địa hình khó khăn.
Để tối ưu hóa hệ thống treo của xe ô tô tải Huyndai 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, cần lựa chọn chế độ sử dụng phù hợp và lắp thêm giảm sóc thủy lực cho cầu sau của xe Giải pháp này sẽ cải thiện khả năng chịu tải và ổn định cho xe, đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển.
Nghiên cứu thực nghiệm này nhằm minh họa cho lý thuyết về dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô khi vận chuyển gỗ rừng trồng trên đường lâm nghiệp Đồng thời, nghiên cứu cũng xác định một số thông số đầu vào cần thiết để giải mô hình lý thuyết một cách cụ thể.
- Đo gia tốc dao động thẳng đứng
- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết
Phương pháp nghiên cứu
2.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Bài viết trình bày việc thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Cụ thể, nghiên cứu tập trung vào ô tô Hyundai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Sau khi xây dựng mô hình dao động tương đương và các mối quan hệ hình học liên quan, tác giả lựa chọn các bậc tự do của hệ Tiếp theo, các hàm động năng T, thế năng Π và hàm hao tán Φ được xác định, cùng với lực suy rộng của hệ Cuối cùng, các đạo hàm riêng của các hàm T, Π và Φ được tính toán theo tọa độ suy rộng đã lựa chọn và thay vào phương trình Lagranger loại II.
1.1); sẽ thu đươ ̣c mô ̣t hê ̣ phương trình vi phân bâ ̣c 2 có số phương trình bằng số bậc tự do của hê ̣
Bài viết này trình bày việc giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của xe bằng phần mềm Matlab – Simulink Để giải hệ phương trình vi phân dao động của cơ hệ, đề tài ứng dụng phần mềm Matlab 7.0 và các khối chức năng trong Simulink để xây dựng sơ đồ khối mô phỏng Kết quả thu được là các đồ thị mô tả các quá trình chuyển dịch, bao gồm chuyển dịch thẳng đứng, dịch chuyển góc và gia tốc, tương ứng với các tọa độ suy rộng của hệ.
2.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Xác định gia tốc dao động thẳng đứng của ôtô có thể thực hiện bằng cách sử dụng cảm biến đo gia tốc tiêu chuẩn kết hợp với thiết bị đo Spider8 và phần mềm Catman 3.1 Để thực hiện thí nghiệm, cảm biến đo gia tốc sẽ thu thập tín hiệu khi ôtô chuyển động, sau đó tín hiệu này được khuếch đại và ghi lại thông qua phần mềm Catman được cài đặt trên máy tính Việc xử lý dữ liệu bằng phần mềm Catman 3.1 giúp phân tích chính xác gia tốc dao động thẳng đứng của ôtô.
- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm của ô tô máy kéo