Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu xác định tải trọng động thẳng đứng của đoàn xe lên mặt đường....

Tài liệu Nghiên cứu xác định tải trọng động thẳng đứng của đoàn xe lên mặt đường.

.PDF
167
860
94

Mô tả:

BỘ GIÁO ĐÀO TẠO LỜIDỤC CAMVÀ ĐOAN TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI T i xin m o n ------------------------------yl ng tr nh nghi n ứu kho họ ph p, số liệu, kết quả n u trong luận n n y l trung thự v trong h ủ t i từng ph ợ ng ng bố ng tr nh n o kh ! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 PHAN TUẤN KIỆT Tác giả NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA ĐOÀN XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Ngu n Ngọc Tú LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤ VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN TUẤN KIỆT NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA ĐOÀN XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Chu ên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực Mã số: 62520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1 PGS TS VÕ VĂN HƯỜNG 2. PGS.TS NGUYỄN PHÚ HÙNG Hà Nội – 2018 ii i LỜI CAM ĐOAN T i xin cam o n y l ng tr nh nghi n cứu khoa học của ri ng t i d ới sự h ớng dẫn củ PGS TS Võ Văn H ờng v PGS TS Nguyễn Phú Hùng kết quả nghi n ứu ợ tr nh b y trong luận n l trung thự , kh h qu n v h từng ợc t giả kh ng bố. T i xin m o n rằng mọi sự giúp ỡ cho việc thực hiện luận n ã th ng tin trí h dẫn trong luận n ều ợc chỉ rõ nguồn gốc. ợc cảm n, T i xin hịu tr h nhiệm về nghi n ứu củ m nh Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2 Tác giả PGS.TS. Võ Văn Hường PGS.TS. Nguyễn Phú Hùng Phan Tuấn Kiệt ii LỜI CẢM ƠN T i xin h n th nh ảm n Tr ờng Đại họ B h kho H Nội, Viện Đ o tạo Sau ại học, Viện khí Động lự ã ho phép t i thực hiện luận n tại Tr ờng Đại họ B h kho H Nội. Xin cảm n Viện Đ o tạo S u ại họ v Viện khí Động lực về sự hỗ trợ v giúp ỡ trong suốt qu tr nh t i l m luận n T i xin h n th nh ảm n PGS TS Võ Văn H ờng v PGS TS Nguyễn Phú Hùng ã h ớng dẫn t i hết sức tận t nh v hu o về mặt huy n m n ể t i ó thể thực hiện v ho n th nh luận n T i xin ảm n Thầy, Bộ m n Ô t v Xe huy n dụng - Tr ờng Đại họ B h kho H Nội ã giúp ỡ v d nh ho t i những iều kiện hết sức thuận lợi ể ho n th nh luận n n y T i xin ảm n B n Gi m hiệu v Kho Khí Động lự Tr ờng Đại Họ S Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long ã tạo iều kiện ể luận n Nghi n ứu sinh xin b y tỏ lòng biết n ến góp ý kiến quý b u ể luận n ợ ho n th nh huy n gi ng nh Động lự ã óng ợ ho n thiện. Cuối ùng t i xin gửi lời cảm n h n th nh tới gi nh v bạn bè, những ng ời ã ộng vi n khuyến khí h t i trong suốt thời gi n t i th m gi nghi n ứu v thực hiện tr nh n y Nghiên cứu sinh Phan Tuấn Kiệt ng iii MỤC LỤC Lời cam oan ............................................................................................................................ i Lời cảm n ............................................................................................................................... ii Mục lục ................................................................................................................................... iii Danh mụ ký hiệu v hữ viết tắt ..................................................................................... vi Danh mụ h nh vẽ v ồ thị ............................................................................................. x Danh mục bảng biểu .............................................................................................................. xiv Tính ấp thiết củ Mụ ề t i........................................................................................................... 1 í h ủa luận n ............................................................................................................... 1 Đối t ợng nghi n ứu .............................................................................................................. 1 Ph ng ph p nghi n ứu ......................................................................................................... 2 Phạm vi nghi n ứu ................................................................................................................. 2 kết quả ã ạt ợc của Luận n ...................................................................................... 2 Ý nghĩ kho họ v thực tiễn ................................................................................................. 3 Điểm mới của luận n .............................................................................................................. 3 Cấu trú h ủa luận n ................................................................................................................ 4 ng 1 ................................................................................................................................. 5 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN ỨU TẢI TRỌNG Ô TÔ ........................................................ 5 1.1 Tổng quan về tải trọng o n xe s -mi r moó ............................................................. 5 1.2 T nh h nh nghi n ứu tải trọng ộng.............................................................................. 9 1 2 1 T nh h nh nghi n ứu tải trọng ĐXSMRM tr n thế giới ......................................... 9 1.2.2 T nh h nh nghi n ứu tải trọng ộng ở Việt Nam .................................................. 14 1 2 3 Ti u huẩn nh gi ............................................................................................... 19 1.3 Mụ ti u, ối t ợng, ph ng ph p, nội dung v phạm vi nghi n ứu .......................... 20 1.3.1 Mụ ti u.................................................................................................................. 20 1 3 2 Đối t ợng nghi n ứu ............................................................................................. 21 1 3 3 Ph ng ph p nghi n ứu ........................................................................................ 21 1 3 4 Nội dung v phạm vi nghi n ứu ........................................................................... 21 h ng 2. MÔ H NH ĐOÀN X S -MI R MO 2 2 Ph XÁ ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG.... 23 ng ph p lập m h nh to n ..................................................................................... 25 2 3 Định nghĩ hệ tọ ộ ho o n xe SMRM.................................................................... 25 2.4 Lự v m men t dụng l n o n xe SMRM ............................................................... 30 iv 2.5 Ph ng tr nh ộng lực họ o n xe SMRM ................................................................. 33 2 5 1 Ph ng tr nh d o ộng khối l ợng ợ treo xe ầu kéo ...................................... 33 2 5 2 Ph ng tr nh d o ộng khối l ợng ợc treo SMRM ........................................... 36 2 5 5 Ph ng tr nh chuyển ộng qu y 26X ịnh b nh xe......................................................... 39 lự v m men li n kết ............................................................................. 42 2.6.1 Lự li n kết của hệ thống treo ................................................................................ 43 2 6 2 Tính lự li n kết lốp- ờng tại t m vết tiếp xú b nh xe ...................................... 47 2.7 Cấu trú m h nh ĐXSMRM ........................................................................................ 52 2.8 Kết luận h h ng 2 ......................................................................................................... 53 ng 3 ỨNG DỤNG MÔ H NH ĐỘNG LỰC HỌ ĐXSMRM XÁ ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG XUỐNG ĐƯỜNG ....................................................................................... 54 3.1. Định nghĩ th ng số ầu v o ................................................................................... 55 3 1 1 Th ng số từ mặt 3.1.2 X ịnh vận tố t 3 1 3 Điều kiện ầu củ ờng .......................................................................................... 55 ng tọ ng ............................................................................... 57 ộ suy rộng ................................................................... 58 3 1 4 Th ng số cấu trú ................................................................................................... 58 3 1 5 Th ng số nh gi .................................................................................................. 63 3.2 Nội dung khảo s t ......................................................................................................... 64 3 3 Kết quả khảo s t ............................................................................................................ 65 3 3 1 Ph ng ph p x ịnh gi trị cự 3.3.2 Kết quả khảo s t với 04 loại 3.3 Kết luận h Ch ại củ th m số khảo s t ............................ 65 ờng theo ti u huẩn ISO 8608 .............................. 66 ng 3 ......................................................................................................... 82 ng 4. NGHIÊN ỨU THỰC NGHIỆM ........................................................................ 84 4.1 Mụ ti u thí nghiệm ...................................................................................................... 84 4 2 Đối t ợng thí nghiệm .................................................................................................... 84 43S ồ thí nghiệm ........................................................................................................... 85 4.4 Thiết bị thí nghiệm ........................................................................................................ 88 4.4.1 Cảm biến ................................................................................................................ 88 4.4.1.1 Cảm biến o gi tố theo ph 4.4.1.2 Cảm biến o khoảng ng x, y, z - MMA7361L ................................. 88 h si u m Ultr soni US-015 ................................... 88 4.4.1.3 Cảm biến o vận tố d i ủa xe ....................................................................... 89 4.4.1.4 Card chuyển ổi tín hiệu Arduino UNO R3 .................................................... 90 4.4.1.5 Bộ xử lý NI USB – 6210 ................................................................................. 91 4 5 Quy tr nh thí nghiệm ..................................................................................................... 94 v 4 6 So s nh kết quả ............................................................................................................ 95 4 7 Tính s i số theo Pearson ............................................................................................. 100 48 X ịnh tải trọng gi n tiếp......................................................................................... 101 4.9 Kết luận h ng 4 ........................................................................................................ 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 108 D NH MỤ Á ÔNG TR NH Đ ÔNG BỐ Ủ LUẬN ÁN ................................. 114 Phụ lục 1 .................................................................................................................................. 1 Phụ lục 2 ................................................................................................................................. 13 Phụ lục 3 ................................................................................................................................. 30 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU V Ký hiệu CHỮ VIẾT TẮT Đơn vị Giải nghĩa MBS Hệ nhiều vật MBS (Multi Body System) XĐK Xe ầu kéo S mi r moó SMRM ĐXSMRM Đo n xe s mi r moó G(OXYZ) Hệ tọ ộ ố ịnh B(Cxyz) Hệ tọ ộ vật, hệ tọ ộ on Chỉ số b nh xe thứ i (cầu) v tr i (j=1) / phải (j=2) ij i=1(1)5 ầu Chỉ số j=1 Chỉ số b nh xe b n tr i j=2 Chỉ số b nh xe b n phải l1 m Khoảng h từ trọng t m xe kéo ến cầu 1 l2 m Khoảng h từ trọng t m xe kéo ến cầu 2 l3 m Khoảng h từ trọng t m xe kéo ến t m ầu 3 l23 m Khoảng h từ trọng t m xe kéo ến t m ầu 2 v 3 l4 m Khoảng h từ trọng t m r moó ến cầu 4 l5 m Khoảng h từ trọng t m r moó ến cầu 5 hC1 m Chiều cao từ mặt ờng ến trọng t m xe kéo hC2 m Chiều cao từ mặt ờng ến trọng t m r moó hk1 m Chiều cao từ mặt ờng ến t m khớp y n ngựa hwx1, 2 m Chiều 2bi m Chiều rộng o t m khí ộng theo ph ng x sở của cầu thứ i, i=1(1)5 vii h h i hệ thống treo cầu thứ i 2wi m Khoảng c m Chiều d i th nh lk1 m Khoảng h trọng t m xe kéo ến khớp y n ngựa lk2 m Khoảng h trọng t m r moó rdij m n bằng dọc của hệ thống treo ến khớp y n ngựa B n kính ộng của lốp thứ ij; rdij  r0ij  (hij  ij ) (i=1(1)5, j=1(1)2) B n kính tĩnh ủa lốp thứ ij; r0ij  rij  f ij (i=1(1)5, t r0ij m j=1(1)2) rij m x, y max B n kính thiết kế của lốp thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) Hệ số b m dọc, ngang lớn nhất củ b nh xe mC1 kg Khối l ợng ợ treo xe kéo mC2 kg Khối l ợng ợ treo b n moó mAi kg Khối l ợng kh ng β Ai Deg/rad C1, C1, C1 deg, deg/s, C2 , C2 , C2 deg, deg/s, C1,C1,C1 deg, deg/s, C2 ,C2 ,C 2 deg, deg/s, ij ,ij ,ij deg, deg/s, deg/s2 j=1(1)2) ξ Ai ,ξ Ai ,ξ Ai m, m/s, Chuyển vị, vận tốc, gia tốc trọng t m khối l ợng kh ng ξ Aij ,ξ Aij ,ξ Aij m, m/s, deg/s2 deg/s2 deg/s2 deg/s2 m/s2 m/s2 ợc treo cầu i (i= 1(1)5) Gó lắc ngang của cầu thứ i (i= 1(1)5) Gó , vận tố gó v gi tố gó lắc ngang củ xe kéo Gó , vận tố gó v gi tố gó lắc ngang củ xe r moó Gó , vận tố gó v gi tố gó lắc dọc củ xe kéo Gó , vận tố gó v gi tố gó lắc dọc củ xe r moó Gó , vận tố gó v gi tố gó b nh xe thứ ij (i=1(1)5, ợc treo cầu i (i = 1(1)5) Chuyển vị, vận tốc, gia tốc trọng t m khối l ợng b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) viii zij , zij m, m/s ij , ij m, m/s x C1,x C1 ,x C1 x C2 ,x C2 ,x C2 zC1,z C1 ,zC1 zC2 ,z C2 ,zC2 m, m/s, m/s2 m, m/s, m/s2 m, m/s, m/s2 m, m/s, m/s2 Chuyển vị, vận tố iểm tr n hệ thống treo thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) Chuyển vị, vận tố iểm d ới hệ thống treo thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) Chuyển vị, vận tốc, gia tố ph ng dọc của khối l ợng ợ treo xe kéo Chuyển vị, vận tốc, gia tốc dọc của khối l ợng ợ treo r moó Chuyển vị, vận tốc, gia tố ph l ợng ợ treo xe kéo Chuyển vị, vận tốc, gia tố ph l ợng ng thẳng ứng của khối ng thẳng ứng của khối ợ treo r moó Độ võng ộng (h nh tr nh trả) của hệ thống treo (i=1(1)5, f dijt m f dijn m Cij N/m Kij N/(m/s) CLij N/m Độ cứng h ớng kính lốp thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) KLij N/(m/s) Hệ số cản h ớng kính lốp thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) JxC1 kgm2 M men qu n tính trục x của phần ợ treo xe kéo JxC2 kgm2 M men qu n tính trục x của phần ợ treo b n moó JAxi kgm2 JAyij kgm2 MAij Nm M men hủ ộng b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) MBij Nm M men ph nh b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) Mij Nm j=1(1)2) Độ võng ộng (h nh tr nh nén) ủa hệ thống treo (i=1(1)5, j=1(1)2) Độ cứng hệ thống treo (i=1(1)5, j=1(1)2) Hệ số cản giảm chấn hệ thống treo ij (i=1(1)5, j=1(1)2) M men qu n tính trục x của khối l ợng kh ng ợc treo cầu i (i=1(1)5) M men qu n tính trục y b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) M men qu y b nh xe thứ ij qu nh trụ y (i=1(1)5, j=1(1)2) ix M men th nh ổn ịnh ngang cầu i (i=1(1)5) MTi Nm Fwx N Lực cản kh ng khí ph Fxij N Lực dọ b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) Fzij N Phản lự b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) FGij N Tải trọng tĩnh ứng với b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) FCij N Lự FKij N Lực cản giảm chấn hệ thống treo thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) FCLij N Lự FKLij N Lực cản giảm chấn lốp b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) ng x n hồi hệ thống treo thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) n hồi lốp b nh xe thứ ij (i=1(1)5, j=1(1)2) kdij Hệ số tải trọng ộng b nh ij IM Hệ số xung kí h w Hệ số p lự R Hệ số t ờng ng qu n x DANH MỤC HÌNH VẼ V ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tác động tương hỗ lốp-đường ................................................................................ 5 Hình 1.2 Tương tác lốp-đường .............................................................................................. 6 Hình 1.3 Các dạng đoàn xe trên thế giới .............................................................................. 9 Hình 1.4 Đo phản lực lực tiếp ............................................................................................. 12 Hình 1.5 Đo chuyển vị hướng kính của lốp ......................................................................... 13 Hình 1.6 Đo phản lực lốp-đường ........................................................................................ 14 Hình 2.1 Hệ tọa độ của ĐXSMRM ...................................................................................... 27 Hình 2.2 Hệ tọa độ của đoàn xe trong mặt phẳng dọc OXZ ............................................... 28 Hình 2.3 Hệ tọa độ mặt ngang cầu trước ............................................................................ 29 Hình 2.4 Hệ tọa độ mặt ngang cầu sau xe kéo .................................................................... 29 Hình 2.5 Hệ tọa độ mặt ngang cầu SMRM.......................................................................... 30 Hình 2.6 Sơ đồ lực và mômen ngoại lực và liên kết của ĐXSMRM .................................... 31 Hình 2.7 Sơ đồ lực và mômen của đoàn xe trong mặt phẳng dọc ....................................... 32 Hình 2.8 Sơ đồ lực và mômen của xe đầu kéo trong mặt phẳng dọc .................................. 34 Hình 2.9 Động lực học ngang cầu 1 .................................................................................... 35 Hình 2.10 Động lực học ngang cầu giữa ............................................................................ 35 Hình 2.11 Sơ đồ lực và mômen của SMRM trong mặt phẳng dọc ...................................... 36 Hình 2.12 Động lực học ngang cầu sau SMRM .................................................................. 37 Hình 2.13 Bánh xe chủ động MAij>0 ................................................................................... 39 Hình 2.14 Bánh xe chủ động MBij<0 ................................................................................... 39 Hình 2.15 Bánh xe bị động bị phanh Mij=0 ........................................................................ 40 Hình 2.16 Bánh xe bị động bị đẩy Mij=0 ............................................................................. 40 Hình 2.17 Động lực học chuyển động góc các bánh xe ...................................................... 41 Hình 2.18 Hệ thống treo phụ thuộc ..................................................................................... 43 Hình 2.19 Hệ thống treo thanh cân bằng và hệ thống treo cân bằng ................................. 44 Hình 2.20 Hệ thống treo cân bằng ...................................................................................... 44 Hình 2.21 Sơ đồ hệ thống treo cân bằng của xe đầu kéo .................................................... 44 Hình 2.22 Hệ thống treo cân bằng với thanh cân bằng ...................................................... 45 Hình 2.23 Sơ đồ hệ thống treo cân bằng liên tiếp của xe sơ-mi rơmoóc ............................ 45 Hình 2.24 Mô hình hệ thống treo ........................................................................................ 46 Hình 2.25 Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo nhíp ............................................................ 46 Hình 2.26 Sơ đồ đặc tính hướng kính lốp ............................................................................ 48 xi Hình 2.27 Cấu trúc chương trình ........................................................................................ 52 Hình 3.1 Biên dạng đường ngẫu nhiên................................................................................ 56 Hình 3.2 Hệ số tải trọng động bánh 11 (kd11) với vận tốc 120km/h, đường A-B................. 65 Hình 3.3 Hệ số tải trọng động bánh 21 (kd21) với vận tốc 120km/h, đường A-B................. 65 Hình 3.4 Hệ số tải trọng động bánh 31 (kd31) với vận tốc 120km/h, đường A-B................. 66 Hình 3.5 Hệ số tải trọng động bánh 41 (kd41) với vận tốc 120km/h, đường A-B................. 66 Hình 3.6 Hệ số tải trọng động bánh 51 (kd51) với vận tốc 120km/h, đường A-B................. 66 Hình 3.7 Hệ số áp lực đường của xe (w) với vận tốc 120km/h, đường A-B ........................ 66 Hình 3.8 Giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc với loại đường AB .......................................................................................................... 67 Hình 3.9 Giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc với loại đường BC.......................................................................................................... 67 Hình 3.10 Giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc với loại đường CD ......................................................................................................... 67 Hình 3.11 Giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc với loại đường DE ......................................................................................................... 67 Hình 3.12 Giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường .......................................................................................................... 68 Hình 3.13 Giá trị bình phương trung bình của hệ số tải trọng động (RMS(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và loại đường AB............................................................................. 69 Hình 3.14 Giá trị bình phương trung bình của hệ số tải trọng động (RMS(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và loại đường BC ............................................................................ 69 Hình 3.15 Giá trị bình phương trung bình của hệ số tải trọng động (RMS(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và loại đường CD ............................................................................ 69 Hình 3.16 Giá trị bình phương trung bình của hệ số tải trọng động (RMS(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và loại đường DE ............................................................................ 69 Hình 3.17 Giá trị bình phương trung bình của hệ số tải trọng động (RMS(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường ............................................................................ 69 Hình 3.18 Giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường AB ................................................................................................................ 70 Hình 3.19 Giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường BC ............................................................................................................... 70 Hình 3.20 Giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường CD ............................................................................................................... 70 xii Hình 3.21 Giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường DE ............................................................................................................... 70 Hình 3.22 Giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21(N))) phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường ................................................................................................................ 71 Hình 3.23 Giá trị bình phương trung bình của tải trọng động bánh 21 (RMS(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường AB .................................................................................. 72 Hình 3.24 Giá trị bình phương trung bình của tải trọng động bánh 21 (RMS(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường BC .................................................................................. 72 Hình 3.25 Giá trị bình phương trung bình của tải trọng động bánh 21 (RMS(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường CD .................................................................................. 72 Hình 3.26 Giá trị bình phương trung bình của tải trọng động bánh 21 (RMS(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường DE .................................................................................. 72 Hình 3.27 Giá trị bình phương trung bình của tải trọng động bánh 21 (RMS(Fz21)) phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường ................................................................................... 72 Hình 3.28 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường AB ............................................................................................................................. 73 Hình 3.29 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường BC ............................................................................................................................. 73 Hình 3.30 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường CD ............................................................................................................................ 73 Hình 3.31 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường DE............................................................................................................................. 73 Hình 3.32 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường............................................................................................................................ 74 Hình 3.33 Giá trị bình phương trung bình của hệ số áp lực đường (RMS(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường AB ................................................................................................... 75 Hình 3.34 Giá trị bình phương trung bình của hệ số áp lực đường (RMS(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường BC ................................................................................................... 75 Hình 3.35 Giá trị bình phương trung bình của hệ số áp lực đường (RMS(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường CD .................................................................................................. 75 Hình 3.36 Giá trị bình phương trung bình của hệ số áp lực đường (RMS(w)) phụ thuộc vào vận tốc với loại đường DE................................................................................................... 75 Hình 3.37 Giá trị bình phương trung bình của hệ số áp lực đường (RMS(w)) phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường .................................................................................................... 76 xiii Hình 4.1 Đoàn xe sơ-mi rơmoóc thực nghiệm .................................................................... 85 Hình 4.2 Vị trí lắp đặt cảm biến đo ..................................................................................... 86 Hình 4.3a Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo và các cảm biến tương ứng ................................... 87 Hình 4.3b Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo và các cảm biến tương ứng ................................... 87 Hình 4.4 Hình dạng và sơ đồ chân của cảm biến MMA7361L ........................................... 88 Hình 4.5 Cảm biến siêu âm US-015 .................................................................................... 89 Hình 4.6 Cảm biến đo vận tốc góc encoder ........................................................................ 89 Hình 4.7 Mạch chuyển đổi tín hiệu Arduino UNO R3 ........................................................ 90 Hình 4.8 Bộ xử lý tín hiệu & kết nối máy tính NI USB-6210 .............................................. 92 Hình 4.9 Gá cảm biến đo góc quay bánh xe........................................................................ 93 Hình 4.10 Mấp mô khảo sát ................................................................................................ 97 Hình 4.11 Chuyển vị tương đối hệ thống treo khi v= 6 km/h .............................................. 98 Hình 4.12 Chuyển vị điểm dưới hệ thống treo khi v= 6 km/h ............................................ 98 Hình 4.13 Gia tốc khối lượng được treo khi v=6km/h ....................................................... 98 Hình 4.14 Gia tốc khối lượng không được treo khi v=6km/h............................................. 98 Hình 4.15 Chuyển vị tương đối hệ thống treo khi v=12 km/h, mấp mô h=0.05 m .............. 99 Hình 4.16 Chuyển vị điểm dưới hệ thống treo khi v=12 km/h, mấp mô h=0.05 m ............. 99 Hình 4.17 Gia tốc khối lượng không được treo cầu trước khi v=12km/h, mấp mô h=0.05m............................................................................................................................... 99 Hình 4.18 Gia tốc khối lượng được treo khi v=12km/h, mấp mô h=0.05 m ....................... 99 Hình 4.19 Chuyển vị tương đối hệ thống treo khi v=16 km/h, mấp mô h=0.05 m ............ 100 Hình 4.20 Chuyển vị điểm dưới hệ thống treo khi v=16 km/h, mấp mô h=0.05 m ........... 100 Hình 4.21 Gia tốc khối lượng được treo trước khi v=16 km/h, mấp mô h=0.05 m ......... 100 Hình 4.22 Gia tốc khối lượng không được treo cầu trước khi v=16 km/h, mấp mô h=0.05m............................................................................................................................. 100 Hình 4.23 Tải trọng bánh xe 12 giữa mô phỏng và tính theo công thức 4.2 ..................... 103 Hình 4.24 Sơ đồ cấu trúc mô phỏng trong thí nghiệm ...................................................... 104 xiv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông số cấu trúc của ĐXSMRM ........................................................................... 59 Bảng 3.2 Các phương án khảo sát đối với kích động mặt đường là loại đường ngẫu nhiên. 65 Bảng 3.3 Tổng hợp giá trị cực đại của hệ số tải trọng động (max(kd21)) bánh 21 phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường ................................................................................................ 68 Bảng 3.4 Tổng hợp giá trị cực đại của tải trọng động bánh 21 (max(Fz21(N))) phụ thuộc các loại đường biểu diễn theo vận tốc .................................................................................... 71 Bảng 3.5 Giá trị cực đại của hệ số áp lực đường (max(w)) phụ thuộc vào vận tốc và các loại đường............................................................................................................................... 74 Bảng 3.6 Tổng hợp quan hệ giữa các tham số khảo sát với loại đường A-B ......................... 77 Bảng 3.7 Tổng hợp quan hệ giữa các tham số khảo sát với loại đường B-C ......................... 78 Bảng 3.8 Tổng hợp quan hệ giữa các tham số khảo sát với loại đường C-D ........................ 79 Bảng 3.9 Tổng hợp quan hệ giữa các tham số khảo sát với loại đường D-E......................... 81 Bảng 3.10 Giá trị các tham số tải trọng đề xuất tham khảo thiết kế đường bộ...................... 82 Bảng 4.1. Các thông số thí nghiệm......................................................................................... 96 Bảng 4.2 Bảng hệ số Pearson............................................................................................... 101 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Thời gi n vừ qu ở n ớ t , một số tuyến ờng t khi vừ mới v o kh i th , sử dụng ã xuất hiện những h hỏng, lún vệt b nh xe, nứt, vỡ, bong tró bề mặt mặt ờng sớm h n so với dự b o ủ thiết kế; ã ó nhiều nghi n ứu, tr o ổi họ thuật xung qu nh vấn ề vật liệu, hất l ợng thi t nh trạng xe qu tải nhằm t m r ầu ã thu Khi t ng, ph ng ph p thiết kế, iều tr tải trọng, l u l ợng xe, nguy n nh n v ềr giải ph p khắ phụ , b ớ ợ những kết quả nhất ịnh hạy tr n ầu/ v dọ l m ầu ờng, g y ho nó lực thẳng ứng ũng nh ờng xuống cấp Ng ợc lại, cầu ờng ũng t ộng trở lại l m ho tải trọng tăng theo: lốp mòn, giảm khả năng truyền lực Theo t i liệu thiết kế số xung kí h n y, vự ờng ợc sử dụng khi thiết kế ợ ph n th nh ờng cao tố , Ngo i r , tải trọng lớn nh ng nhiều V vậy, x ờng hỉ ph n biệt ờng quốc lộ, lực ngang ờng 6, 11 , hệ ờng o ứng v mềm Ng y ờng tỉnh lộ v ờng khu o n xe s -mi r moó (ĐXSMRM) ũng l u h nh ng y ịnh tải trọng ộng củ ĐXSMRM một nhu cầu cần thiết hiện nay ở Việt Nam. Mục đích của luận án Mụ r moó kh í h ủa luận n l nghi n ứu thiết lập m h nh ộng lực họ hạy tr n loại ờng với vận tố kh nh u theo ti u huẩn ISO 8608:1995 ể x khảo thiết kế nh u kh o n xe s -mi nh u v mấp m mặt ờng ịnh tải trọng ộng l m t i liệu tham ờng bộ. Đối tƣợng nghiên cứu Đối t ợng dùng ể lập m h nh l o n xe SMRM 5 ầu, gồm xe ầu kéo HYUNDAI HD 700 ba cầu v SMRM T n Th nh 742-S-01 CERTIFICATE, ó 02 ầu. 2 Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp giữ nghi n ứu lý thuyết v thực nghiệm. - Nghiên cứu lý thuyết: (i) Sử dụng nguy n lý tách cấu trúc hệ nhiều vật (MBS) ể thiết lập m h nh ộng lự họ vật (body) lự ho ầu xe kéo s -mi r moó Khi t h ấu trú , ợ m tả to n họ bởi hệ ph khối l ợng ng tr nh Newton-Euler, ó thể x ợ gọi l ịnh nội b i to n tối u (ii) lự li n kết (nội lự ) nh li n kết giữ ầu xe với khung xe qu hệ thống treo, li n kết giữ xe kéo v s -mi r moó qu khớp y n ngự , li n kết giữ b nh xe với ờng l lự /m men li n kết phi tuyến, ho phép n ng o ộ hính x v dễ th y ổi th m số m h nh khi khảo s t - Nghiên cứu thực nghiệm: Thí nghiệm tr n hiện tr ờng ể kiểm hứng m h nh lý thuyết v x ịnh tải trọng ộng Phạm vi nghiên cứu T ng t lốp- ờng “Ro d-Vehicle-Inter tion” ó tính phức tạp: cấu trú ờng nhiều lớp tr n nền biến dạng v tử hữu hạn v m tả bằng hệ ph cứu sinh giới hạn nghi n ứu t chuyển ộng tr n cầu ủa ó kí h th ớ v hạn; phải m h nh hó dạng phần ng tr nh vi ph n ạo h m ri ng Trong luận n nghi n ộng của tải trọng theo ph ờng. Từ ó, ề xuất r ờng ó thể tham khảo khi thiết kế ng thẳng ứng khi t th ng số li n qu n ến tải trọng ể ng nh ờng. Các kết quả đã đạt đƣợc của Luận án (i) Đã x y dựng m h nh ộng lực họ ph chuyển ộng nhằm x M h nh n y ó thể on ho ng thẳng ứng o n xe SMRM trong ịnh tải trọng (Model of Semitrailer-tractor in moving). ợc sử dụng khảo s t d o ộng o n xe v l m m h nh nghi n ứu cầu/ ờng, nghi n ứu hệ thống treo tr n xe thực; 3 (ii) Đã khảo s t x ịnh tải trọng ộng củ o n xe khi huyển ộng tr n 4 loại ờng ngẫu nhi n theo ISO 8608:1995, từ ó ề xuất liệu tham khảo ho thiết kế ờng. 4 loại ờng quốc lộ (B-C, C-D) v tốc (A-B), hệ số tải trọng l m t i ờng ó ặ tr ng ho ờng cao ờng khu vực (D-E); (iii) Đã x y dựng hệ thống thí nghiệm d o ộng o n xe ể kiểm hứng m h nh lý thuyết v x ịnh tải trọng ộng bằng thự nghiệm ủ ĐXSMRM Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ở Việt N m ít ó về tải trọng cầu/ ng tr nh ri ng biệt nghi n ứu tải trọng động; h ộng ĐXSMRM l ờng. Hệ thống nghi n ứu thiết kế Luận n ũng kế r ờng ó dãy vận ịnh tải trọng ộng l m ờng ó ý nghĩ kho họ v thực tiễn. ợ một số khuyến ờng trong gi i oạn hiện n y khi dãy vận tố kh ợ ph n ịnh theo cấp ộ v nh u Việc thiết lập một m h nh x t i liệu tham khảo cho ng bố ối t ợng ó tải trọng lớn, ó ảnh h ởng lớn l n ờng bộ hiện n y ũng tốc sử dụng ho phép kh ó o ho ng nh ầu ờng trong việ thiết ợ ph n ấp theo ISO 8608:1995 [28] với nh u Đã thiết kế từ ó ũng ó thể x ợ một hệ thống thí nghiệm ể o d o ộng kiểm hứng m h nh v ịnh ợ tải trọng ộng th ng qu thự nghiệm Điểm mới của luận án (i) Đã x y dựng ợ m h nh ộng lực họ d o ộng di ộng phù hợp ho nghi n cứu tải trọng ộng: m h nh m tả ở trạng th i kiện ầu; ã m tả ợc hệ thống treo ó th nh học ĐXSMRM ho thí nghiệm tr n (ii) Luận n ã x ịnh ờng khi h ợ n bằng tĩnh n n dễ d ng x ịnh iều n bằng dọc. Đã ề xuất m h nh ộng lực biết mấp m mặt ờng. gi trị hệ số tải trọng ho từng loại nhi n theo ti u huẩn ISO 8608:1995 ể góp phần th m khảo khi thiết kế ờng ờng ngẫu 4 (iii) Đã thiết kế thể x ịnh ợ hệ thống o dùng ể kiểm hứng m h nh v từ ó ũng ó ợ tải trọng ộng khi xe huyển ộng thự tr n ờng Cấu trúc của luận án Trong khu n khổ ủ luận n t giả thự hiện nội dung sau: h ng 1: Tổng qu n vấn ề nghi n ứu tải trọng t h ng 2: X y dựng m h nh x h ng 3: Ứng dụng m h nh ộng lực họ ĐXSMRM x ịnh tải trọng o n xe s -mi r moó ờng h ng 4: Nghi n ứu thực nghiệm ịnh tải trọng xuống
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan