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 -