Luận văn Nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR – 60PB bằng Matlab – Simulink (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR – 60PB bằng Matlab – Simulink (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊM XUÂN THÀNH NGHIÊN CỨU ÐÁNH GIÁ ÐỘ ÊM DỊU CỦA XE THIẾT GIÁP BTR – 60PB BẰNG MATLAB – SIMULINK NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ÐỘNG LỰC - 60520116 S K C0 0 4 9 7 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊM XUÂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE THIẾT GIÁP BTR – 60PB BẰNG MATLAB – SIMULINK NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/ năm 2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊM XUÂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE THIẾT GIÁP BTR – 60PB BẰNG MATLAB – SIMULINK NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 Hướng dẫn khoa học: GVC. TS NGUYỄN CHÍ THANH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/ năm 2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ và tên: Nghiêm Xuân Thành Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/01/1971 Nơi sinh: Vĩnh Phúc Quê quán: Quang Sơn, Lập Thạch, Vĩnh Phúc Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 116/29 đường Nguyễn Văn Lượng, Phường 17, quận Gò Vấp, thành phố Hồ Chí Minh. Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0983414279 Fax: E-mail: nghiemxuanthanhsqktqs@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 3/1990 đến 12/1990 Nơi học (trường, thành phố): Trường Hạ sĩ quan Xe tăng II (Vĩnh Phúc) Ngành học: Kỹ thuật Tăng thiết giáp. 2. Đại học: * Hệ đào tạo: Cao đẳng chính quy. Thời gian đào tạo từ 8/1992 đến 8/1996 Nơi học (trường, thành phố): Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự, Tp. HCM Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án: Khảo sát hệ thống trợ lực lái xe tăng T55 Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 6/1996 Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự Người hướng dẫn: TS. Phạm Văn Trợ * Hệ đào tạo: Đại học chuyên tu. Thời gian đào tạo từ 8/1997 đến 5/2000 Nơi học (trường, thành phố): Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội. Ngành học: Cơ khí động lực Tên môn thi tốt nghiệp: Triết học, Kỹ thuật CN tổng hợp Ngày & nơi thi tốt nghiệp: 3/2000, Học viện Kỹ thuật Quân sự. i
5. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 9/1996 đến Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự/ Cán bộ quản lý giáo dục (có 11/2011 Đại học Trần Đại nghĩa tham gia thỉnh giảng) 11/2011 đến Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự/ Cán bộ giảng viên nay Đại học Trần Đại nghĩa ii
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện với sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Nguyễn Chí Thanh, các số liệu và kết quả nghiên cứu được nêu trong luận văn tốt nghiệp này là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nội dung của luận văn hoàn toàn phù hợp với tên đề tài đã được đăng ký và phê duyệt của Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Nghiêm Xuân Thành iii
7. LỜI CẢM TẠ Trong suốt quá trình học tập và thực hiện hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp. Với sự kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng cảm tạ chân thành nhất tới: Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Bộ phận sau đại học, Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Giảng viên chính, Tiến sĩ Nguyễn Chí Thanh, Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân Sự đã tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình công tác, học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn các quý thầy trong Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp (khóa học 2015 - 2017) đã cho tôi những đóng góp quý báu để hoàn chỉnh luận văn này đúng tiến độ kế hoạch, bảo đảm được chất lượng hiệu quả trong quá trình nghiên cứu thực hiện. Xin cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, gia đình đã nhiệt tình cổ vũ, giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Xin kính chúc Ban Giám hiệu, các quý thầy cô luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp trồng người, luôn là ánh sáng trên con đường khoa học đầy gian chuân và thử thách, dẫn đường cho các thế hệ hôm nay và mai sau vững bước vươn xa, “như những làn sóng dịu êm vỗ bờ, hàng ngày hàng giờ, xô đến bến bờ những nhân cách mới”. Xin chân thành cảm ơn! iv
8. TÓM TẮT Đề tài: "Nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR - 60PB bằng Matlab - Simulink", nội dung gồm: Thứ nhất, nghiên cứu tổng quan mô tả phương pháp khảo sát dao động của hệ thống treo của xe bốn cầu bằng phần mềm Matlab - Simulink. Thứ hai, xây dựng mô hình dao động và thiết lập hệ phương trình vi phân dao động. Thứ ba, xác định giá trị các thông số của hệ thống dao động. Khảo sát đánh giá chất lượng của hệ thống treo với những ưu điểm và nhược điểm. Thứ bốn, tối ưu hóa thiết kế hệ thống treo ghế lái theo phương pháp thuật toán di truyền, nhằm nâng cao độ êm dịu cho vị trí ghế lái. Phần cuối, kết luận và khuyến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo. Ưu điểm của luận văn này là vừa có tính lý thuyết và tính thực tiễn. Đề tài đã quan tâm đến các vấn đề trong dao động ghế lái xe trong hệ thống tổng thể thân xe, đã đưa ra một kết quả hoàn toàn mới và độ tin cậy. Chúng ta có thể phát triển đề tài này để cải thiện nâng cấp ghế lái và hệ thống treo xe bọc thép BTR - 60PB. SUMMARY Thesis: "Study assessing the mellow of armored vehicles BTR - 60PB by Matlab - Simulink", the contents are: Firstly, the research described the overview of survey methodology on oscillations of the suspension in four different boxes vehicle by Matlab - Simulink software. Secondly, building vehicle model and establishing oscillation equations. Next, determining the value of the parameters of the oscillating system. Surveying and assessing the quality of the suspension with the advantages and disadvantages. After that, optimal seat suspension design of vehicle using genetic algorithms, to enhance the mellow to the driver's seat position. Finally, conclusions and recommendations for further studies. The advantage of this topic was both theoretical and practical. This thesis was concerned about the problems in the driving seat oscillations in overall body system, has launched a completely new results and reliability. We can develop this theme to improve the driver's seat and upgrad suspensional system of the armored vehicles BTR - 60PB. v
9. MỤC LỤC Tựa trang TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iii Lời cảm tạ iv Tóm tắt v Mục lục vi Danh sách các ký hiệu x Danh sách các hình vẽ xii Danh sách các bảng xiv Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1 1.1. Tổng quan về hướng nghiên cứu 1 1.1.1. Tình hình nghiên cứu đề tài 1 1.1.1.1. Ngoài nước 1 1.1.1.2. Trong nước 2 1.1.2. Các hướng nghiên cứu dao động ô tô 4 1.1.3. Dao động của ô tô và ảnh hưởng của dao động 8 1.1.3.1. Dao động của ô tô 8 1.1.3.2. Ảnh hưởng của dao động ô tô 9 1.1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới dao động ô tô 11 1.1.4. Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu của ô tô 12 1.1.4.1. Tần số dao động 13 1.1.4.2. Gia tốc dao động 13 1.1.4.3. Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động 13 1.1.4.4. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động 15 1.1.4.5. Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động 16 1.1.4.6. Đánh giá dựa theo trị số hiệu quả của gia tốc dao động (bình phương trung bình của gia tốc dao động) 18 vi
10. 1.1.4.7. Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường 19 1.1.4.8. Tiêu chuẩn về độ êm dịu của Việt Nam 21 1.1.5. Khái quát về mô phỏng 22 1.1.5.1. Khái niệm về mô phỏng 22 1.1.5.2. Khái quát về mô phỏng dao động ô tô 23 1. 2. Tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài 24 1. 2.1. Tính cấp thiết của đề tài 24 1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 25 1.3. Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu 26 1.3.1. Mục đích nghiên cứu 26 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu 26 1.4. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 26 1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài 26 1.4.2. Giới hạn của đề tài 26 1.5. Phương pháp nghiên cứu 27 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DAO ĐỘNG CỦA XE 28 2.1. Các thành phần của hệ dao động 28 2.1.1. Khối lượng được treo M 28 2.1.2. Khối lượng không được treo m 29 2.2. Mô hình dao động tương đương của xe 4 cầu 29 2.2.1. Mô hình phẳng dao động liên kết tổng quát “đường – xe – người” 30 2.2.2. Mô hình dao động một phần tư xe 31 2.2.3. Mô hình phẳng dao động ngang thân xe 31 2.2.4. Mô hình dao động không gian của xe 32 2.2.5. Mô hình phẳng dao động dọc thân xe 33 2.3. Hàm kích thích dao động từ mặt đường 34 2.4. Các giả thiết xây dựng mô hình khảo sát 36 2.5. Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả mô hình dao động 38 vii
11. 2.5.1. Xây dựng mô hình phẳng dao động dọc của ô tô bốn cầu 38 2.5.2. Xây dựng hệ phương trình vi phân cho hệ dao động ô tô 39 2.5.2.1. Xây dựng phương trình Lagrange loại 2 cho hệ dao động ô tô bốn cầu 39 2.5.2.2. Phương trình vi phân cho khối lượng được treo (thân xe) 41 2.5.2.3. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 1 42 2.5.2.4. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 2 42 2.5.2.5. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 3 43 2.5.2.6. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 4 43 2.5.2.7. Phương trình vi phân cho ghế lái xe 44 2.5.2.8. Các lực động bánh xe xuống nền đường 45 Chương 3: KHẢO SÁT ĐỘ ÊM DỊU XE BTR - 60PB BẰNG MATLAB - SIMULINK 46 3.1. Giới thiệu hệ thống treo xe BTR - 60PB 46 3.2. Thông số kỹ thuật về dao động của xe BTR - 60PB 47 3.2.1. Các thông số kỹ thuật về dao động của xe 47 3.2.2. Các thông số cần tính toán bổ sung 49 3.2.3. Tần số dao động riêng thân xe 50 3.3. Mô hình hóa và mô phỏng dao động của ô tô bằng Matlab – Simulink 51 3.3.1. Giới thiệu về Simulink 51 3.3.2. Sơ đồ tổng thể mô phỏng dao động của ô tô bằng Matlab – Simulink 54 3.3.3. Sơ đồ các khối chức năng theo các phương trình vi phân đã thiết lập 55 3.3.3.1. Khối mô phỏng thân xe 55 3.3.3.2. Khối mô phỏng cầu số 1 56 3.3.3.3. Khối mô phỏng cầu số 2 56 3.3.3.4. Khối mô phỏng cầu số 3 56 3.3.3.5. Khối mô phỏng cầu số 4 56 3.3.3.6. Khối mô phỏng ghế lái xe 57 3.3.3.7. Khối mô phỏng biên dạng mặt đường 57 3.3.3.8. Khối mô phỏng lực động bánh xe xuống nền đường 57 viii
12. 3.4. Thiết kế giao diện Matlab 58 3.4.1. Code Malab (xem phụ lục 2) 58 3.4.2. Xây dựng giao diện Matlab – Guide 58 3.5. Kết quả khảo sát độ êm dịu xe thiết giáp BTR - 60PB 61 3.5.1. Chế độ tính toán. 61 3.5.2. Kết quả khảo sát 61 3.5.2.1. Kết quả khảo sát vị trí trọng tâm xe 62 3.5.2.2. Kết quả khảo sát vị trí ghế lái 64 3.5.2.3. Kết quả khảo sát lực động bánh xe 66 3.6. Đánh giá kết luận về kết quả khảo sát 66 3.6.1.Đánh giá về kết quả khảo sát 66 3.6.2.Kết luận về kết quả khảo sát 68 Chương 4: GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO GHẾ LÁI XE THIẾT GIÁP BTR - 60PB BẰNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN 69 4.1. Lí do chọn giải pháp 69 4.2. Mô tả giải pháp 69 4.2.1. Mục đích và yêu cầu giải pháp 69 4.2.2. Thực trạng của ghế lái xe BTR – 60PB 70 4.2.3. Nội dung giải pháp 70 4.3. Kết quả khảo sát sau khi lắp hệ thống treo cho ghế lái 72 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 76 5.1. Kết luận kết quả đã đạt được của đề tài luận văn 76 5.2. Khuyến nghị về các hướng nghiên cứu tiếp theo 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 80 ix
13. DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU Thông số Ký hiệu Đơn vị STT 1 Khối lượng được treo M kg kg 2 Khối lượng không được treo cầu số 1 m1 kg 3 Khối lượng không được treo cầu số 2 m2 kg 4 Khối lượng không được treo cầu số 3 m3 kg 5 Khối lượng không được treo cầu số 4 m4 2 6 Mô men quán tính của khối lượng được treo Jy kg.m 7 Độ cứng của hệ thống treo cầu số 1 c1 N/m N/m 8 Độ cứng của hệ thống treo cầu số 2 c2 N/m 9 Độ cứng của hệ thống treo cầu số 3 c3 N/m 10 Độ cứng của hệ thống treo cầu số 4 c4 N/m 11 Độ cứng của lốp xe cầu số 1 cw1 N/m 12 Độ cứng của lốp xe cầu số 2 cw2 N/m 13 Độ cứng của lốp xe cầu số 3 cw3 N/m 14 Độ cứng của lốp xe cầu số 4 cw4 N/m 15 Độ cứng của phần tử đàn hồi ghế lái cse 16 Hệ số cản giảm chấn của giảm chấn cầu số 1 k1 Ns/m 17 Hệ số cản giảm chấn của giảm chấn cầu số 2 k2 Ns/m Ns/m 18 Hệ số cản giảm chấn của giảm chấn cầu số 3 k3 Ns/m 19 Hệ số cản giảm chấn của giảm chấn cầu số 4 k4 Ns/m 20 Hệ số cản của lốp xe cầu số 1 kw1 Ns/m 21 Hệ số cản của lốp xe cầu số 2 kw2 x
14. STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Ns/m 22 Hệ số cản của lốp xe cầu số 3 kw3 Ns/m 23 Hệ số cản của lốp xe cầu số 4 kw4 Ns/m 24 Hệ số cản của ghế lái xe kse 25 Góc lắc dọc thân xe rad 26 Dịch chuyển của khối lượng được treo Z m 2 27 Gia tốc dịch chuyển khối lượng được treo Z m/s 28 Dịch chuyển khối lượng không được treo cầu số 1 ξ1 m m 29 Dịch chuyển khối lượng không được treo cầu số 2 ξ2 m 30 Dịch chuyển khối lượng không được treo cầu số 3 ξ3 m 31 Dịch chuyển khối lượng không được treo cầu số 4 ξ4 m 32 Dịch chuyển khối lượng ghế lái xe zse 33 Biên dạng mặt đường q1,q2,q3,q4 34 Lực động bánh xe cầu 1 tác dụng xuống đường Fw1 N N 35 Lực động bánh xe cầu 2 tác dụng xuống đường Fw2 N 36 Lực động bánh xe cầu 3 tác dụng xuống đường Fw3 N 37 Lực động bánh xe cầu 4 tác dụng xuống đường Fw4 38 Chiều dài cơ sở ô tô L m m 39 Khoảng cách từ tâm ghế lái xe đến trọng tâm C lse m 40 Khoảng cách từ tâm cầu số 1 đến trọng tâm C l1 m 41 Khoảng cách từ tâm cầu số 2 đến trọng tâm C l2 m 42 Khoảng cách từ tâm cầu số 3 đến trọng tâm C l3 m 43 Khoảng cách từ tâm cầu số 4 đến trọng tâm C l4 xi
15. DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Chương 1 Hình 1.1: Xe thiết giáp BTR - 60PB 1 Hình 1.2: Sơ đồ mối quan hệ chức năng hệ thống “đường - xe - người” 5 Hình 1.3: Sơ đồ cấu trúc nghiên cứu hệ thống “đường - xe - người” 7 Hình 1.4: Sơ đồ xác định thực nghiệm hệ số độ êm dịu K 14 Hình 1.5: Gia tốc dao động phụ thuộc vào thời gian 19 Hình 1.6: Tải trọng thẳng đứng giữa bánh xe và mặt đường 20 Hình 1.7: Sơ đồ mô hình mô phỏng tổng hợp 23 Chương 2 Hình 2.1: Mô hình dao động liên kết tổng quát “đường - xe - người” 30 Hình 2.2: Mô hình một phần tư xe 31 Hình 2.3: Mô hình phẳng dao động ngang 31 Hình 2.4: Mô hình dao động không gian của ô tô bốn cầu 32 Hình 2.5: Mô hình phẳng dao động dọc 33 Hình 2.6: Mấp mô đơn vị của mặt nền đường 34 Hình 2.7: Dáng điệu hàm điều hòa của mấp mô biên dạng mặt đường 35 Hình 2.8: Mô hình phẳng dao động dọc ô tô bốn cầu 38 Chương 3 Hình 3.1: Cơ cấu treo của bánh xe BTR - 60PB 46 Hình 3.2: Cụm treo cầu số 1 (4) của xe BTR - 60PB 47 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí cầu xe BTR - 60PB kiểu 1 - 1 - 1 - 1 47 Hình 3.4: Mô hình simulink mô phỏng dao động xe 4 cầu. 54 Hình 3.5: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ nhất. 55 Hình 3.6: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ hai. 55 Hình 3.7: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ ba (cầu số 1). 56 Hình 3.8: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ tư (cầu số 2). 56 Hình 3.9: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ năm (cầu số 3) 56 Hình 3.10: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ sáu (cầu số 4) 56 xii
16. Hình 3.11: Mô hình Simulink mô phỏng phương trình vi phân thứ bảy (ghế lái). 57 Hình 3.12: Mô hình Simulink mô phỏng biên dạng mặt đường. 57 Hình 3.13: Mô hình Simulink mô phỏng lực động bánh xe cầu số 1. 57 Hình 3.14: Mô hình Simulink mô phỏng lực động bánh xe cầu số 2. 57 Hình 3.15: Mô hình Simulink mô phỏng lực động bánh xe cầu số 3. 57 Hình 3.16: Mô hình Simulink mô phỏng lực động bánh xe cầu số 4. 57 Hình 3.17: Giao diện khảo sát độ êm dịu thân xe trên miền thời gian 58 Hình 3.18: Giao diện khảo sát độ êm dịu ghế lái không có treo trên miền thời gian . 58 Hình 3.19: Giao diện khảo sát độ êm dịu của ghế lái có treo trên miền thời gian 59 Hình 3.20: Giao diện khảo sát độ êm dịu thân xe trên miền tần số 59 Hình 3.21: Giao diện khảo sát độ êm dịu ghế lái không có treo trên miền tần số 60 Hình 3.22: Giao diện khảo sát độ êm dịu của ghế lái có treo trên miền tần số 60 Hình 3.23: Đồ thị độ dịch chuyển thân xe (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 62 Hình 3.24: Đồ thị vận tốc dịch chuyển thân xe (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 62 Hình 3.25: Đồ thị gia tốc dịch chuyển thân xe (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 63 Hình 3.26: Đồ thị gia tốc bình phương trung bình thân xe (q0 = 0,06 m, S = 4,24 m) 63 Hình 3.27: Đồ thị độ dịch chuyển vị trí ghế lái (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 64 Hình 3.28: Đồ thị vận tốc dịch chuyển vị trí ghế lái (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 64 Hình 3.29: Đồ thị gia tốc dịch chuyển vị trí ghế lái (q0 = 0,06 m và S = 4,24 m) 65 Hình 3.30: Đồ thị gia tốc bình phương trung bình ghế lái (q0 = 0,06 m, S = 4,24 m) 65 Chương 4 Hình 4.1: Đồ thị gia tốc bình phương trung bình ghế lái sau khi lắp hệ thống treo 73 Hình 4.2: Đồ thị độ dịch chuyển tương đối lớn nhất ghế lái có treo 73 Hình 4.3: Đồ thị so sánh gia tốc bình phương trung bình ghế lái trước và sau khi lắp hệ thống treo 74 Hình 4.4: Đồ thị gia tốc bình phương trung bình của ghế lái có treo 74 Hình 4.5: Đồ thị dịch chuyển tương đối của ghế lái sau khi lắp hệ thống treo 75 xiii
17. DANH SÁCH CÁC BẢNG Chương 1 Bảng 1.1: Hệ số quy dẫn ứng với tần số dao động của con người 17 Bảng 1.2: Bình phương trung bình của gia tốc dao động và cảm giác con người 22 Chương 2 Chương 3 Bảng 3.1: Thông số đầu vào khảo sát dao động 48 Bảng 3.2: Các khối chức năng thường sử dụng trong Simulink 52 Bảng 3.3: Giá trị của gia tốc bình phương trung bình đạt cực đại 61 Chương 4 Bảng 4.1: Các thông số thuật toán di truyền 72 xiv
18. Ch ơ ng 1 TNG QUAN NGHIÊN C U 1.1. Tng quan v h ng nghi ên c u Xe thi t giáp BTR - 60PB có xu t s t Nga (Liên Xô c ), hi n nay có t i trên 60 qu c gia vn ang s dng lo i xe này trong biên ch vi nh ng c i ti n không ng ng v h th ng truy n l c, v giáp và h a l c v i nhi u tính n ng c c i thi n ngày càng hoàn thi n xe. Nga m u xe thi t giáp BTR - 60PB ã t ng b c c thay th bng các phi ên b n nh BTR - 70 , BTR - 80 và m u m i nh t là xe BTR - 90. Hình 1.1 di ây là hình dáng bên ngoài t bên ph i theo chi u ti n ca xe thi t giáp BTR - 60PB [22]. Hình 1.1 : Xe thi t giáp BTR - 60PB 1.1.1 . Tình hình nghiên c u t ài 1.1.1.1. Ngoài n c Nm 1970, l n u tiên Mitschke ã a ra tác ph m n i ti ng “Dynamik der Kraftfahrzeuge” , ông ã tp h p t t c các công trình nghiên c u tr c ó, bao g m 200 trích d n. N i dung chính là nghiên c u dao ng xe con v i mô hình 1/4 xe “Model quarter - car” . T ác gi ã cp ch tiêu ánh giá dao ng ô tô, các ti p 1
19. cn này mang tính c in. Werner Schiehlen (1980) trình bày ph ơ ng pháp h nhi u v t. Sau ó, v i ph ơ ng pháp s , máy tính ã góp ph n phát tri n và m rng các thu c tính c a c m nh h treo, bánh xe ngày càng c nghiên c u sâu h ơn, tuy nhiên các nghiên c u ó v n t p trung ch yu vào xe con (xe b n bánh) [2]. Ngày nay các nghiên c u v dao ng c a ô tô ã ngày càng toàn di n, sâu rng h ơn, t p trung vào nghiên c u dao ng ô tô trong t ng th h th ng “ ng - xe - ngi”. Lúcio F.S Patricio (2006) ã nghiên c u mô hình dao ng không gian và Anil Shirahatt (2008) nghiên c u mô hình dao ng không gian có xét nh hng n gh ng i. Galal Ali Hassan (2014) nghiên c u mô hình ng h c m t ph n t xe v i h th ng treo ph thu c, ã xét n nh h ng c a h th ng treo có gi m xóc và t c xe [19]. Wael Abbas và các ng nghi p (2011), nghiên c u v ti u thi t k h th ng treo gh s dng thu t toán di truy n GA [20]. Hin nay trên th gi i vi c nghiên c u ng l c h c ôtô nói chung, nghiên c u v dao ng và ánh giá êm d u c a xe ã có nh ng thành t u to l n, m t s hãng s n xu t ô tô, ã có nh ng ph n m m mô ph ng ng l c h c c a xe mang tính c quy n, nên s ti p c n các ph n m m này g p tr ng i. Các ph n m m mô ph ng ng l c h c c a xe không c công b rng rãi ho c có công b nh ng không y . Cho nên trong quá trình nghiên c u c a các k s và sau i h c v ngành ô tô trong n c có nh ng khó kh n nh t nh. 1.1.1.2. Trong n c Xe thi t giáp BTR - 60PB là trang b chính c a quân i ta hi n nay. ã có nhi u tài và công trình nghiên c u cp n vi c nâng cao kh nng c ơ ng và h a l c c a xe. Do iu ki n c thù ngành ô tô nói chung, ngành xe máy quân s nói riêng Vi t Nam ch a th c s phát tri n, ch yu v n là các xe nh p kh u nguyên chi c ho c nh p các t ng thành, linh ki n v th c hi n lp ráp trong n c. Vì v y, v n nghiên c u dao ng ôtô, xe thi t giáp ch a c quan tâm nghiên c u m t cách có h th ng, tuy v y vi c nghiên c u t ng thành ph n c th cng ã c ti n hành mt s cơ s nghiên c u và m t s tác gi nh : 2
20. Tác gi Phan Qu c B o (2015), nghiên c u gi i pháp k t c u h p lý ci thi n êm thu n cho on ng d n vào c u khu v c ng b ng sông C u Long (Lu n v n ti n s - i h c Giao thông V n t i Hà N i) [9]. tài c a tác gi Tr n ình Quang (2014), Hc vi n K thu t quân s , “Nghiên c u dao ng ô tô t i nhi u c u (b n c u)”, tác gi ã trình bày mô hình dao ng ph ng ô tô t i b n c u (c u 3, 4 là c u cân b ng), i t ng là xe Volvo FM400, mô ph ng b ng ch ơ ng trình Matlab [12]. tài c a tác gi Dơ ng Qu c C ng (2014), i h c S ph m k thu t TP. H Chí Minh "Kh o sát ng l c h c xe Thi t giáp BTR - 60PB chuy n ng trên ng a hình" [3]. tài c a tác gi Bùi Qu c V nh (2011), i h c à N ng “Nghiên c u ánh giá êm d u c a ô tô khách 29 ch ng i s n xu t t i Vi t Nam” [2]. tài c a tác gi Nguy n H u Th o (2012), i h c à N ng, “Mô ph ng kh o sát dao ng ô tô v n t i hành khách b ng Matlab - Simulink” [7]. tài c a tác gi Nguy n Tr ng Sinh (2007), H c vi n K thu t quân s “ng l c h c chuy n ng th ng và quay vòng xe b c thép bánh l p nhi u cu”[8]. Các tài trên ã nghiên c u ng l c h c ô tô khi chuy n ng, ánh giá v các thông s ng l c h c c a xe. Nh là: tc chuy n ng, kh nng t ng t c, kh nng leo d c trong các tr ng h p nh : khi phanh, khi quay vòng, khi leo d c, khi c ơ ng trong nh ng iu ki n nh t nh. Qua phân tích các công trình nghiên c u c a các chuyên gia trong và ngoài nc trên ây chúng ta có th i n k t lu n nh sau: i v i vi c nghiên c u h th ng treo ph thu c các tác gi ã nghiên c u m t cách khá hoàn thi n c v mô t ln toán h c. i v i dao ng xe t i nhi u c u, h th ng treo c l p vn này ang c các chuyên gia trên th gi i quan tâm nhi u hoàn thi n, nâng cao ch t lng chuyên ch . Vi t Nam v n này c ng ang c các chuyên gia, các nhà thi t k và các k s quan tâm r t nhi u không nh ng m b o tính chuyên ch mà còn ph i m b o êm d u và an toàn chuy n ng. Chính vì v y ây là m t 3
21. S K L 0 0 2 1 5 4