Khảo sát dao động của xe có bánh nhiều trục bằng phương pháp hàm truyền

Chất lượng về êm dịu chuyển động của các xe quân sự ( xe có bánh và xe xích), hệ thống treo ( HTT) được nghiên cứu và phát triển liên tục. Bên cạnh việc hoàn thiện các kết cấu truyền thống, việc nghiên cứu HTT có điều khiển được triển khai rộng rãi. Để tiết kiệm kinh phí, thời gian và kế thừa thành quả nghiên cứu trong quá khứ,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát dao động của xe có bánh nhiều trục bằng phương pháp hàm truyền Kh¶o s¸t dao ®éng cña xe cã b¸nh nhiÒu trôc b»ng ph−¬ng ph¸p hµm truyÒn Phan Nguyªn Di HVKTQS Lª Kú Nam HVKTQS 1.§Æt vÊn ®Ò: ChÊt l−îng vÒ ªm dÞu chuyÓn ®éng cña c¸c xe qu©n sù (xe cã b¸nh vµ xe xÝch), hÖ thèng treo (HTT) ®−îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn liªn tôc. Bªn c¹nh viÖc hoµn thiÖn c¸c kÕt cÊu truyÒn thèng, viÖc nghiªn cøu ¸p dông HTT cã ®iÒu khiÓn ®−îc triÓn khai réng r·i. §Ó tiÕt kiÖm kinh phÝ, thêi gian vµ kÕ thõa thµnh qu¶ nghiªn cøu trong qu¸ khø, ngµy nay ng−êi ta sö dông réng r·i c¸c c«ng cô m« pháng vµ ®i liÒn víi chóng lµ ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t xem c¸c hÖ c¬ häc nh− hÖ thèng ®iÒu khiÓn víi c¸c quan hÖ gi÷a ®¹i l−îng vµo (kÝch thÝch), hµm truyÒn vµ ®¹i l−îng ra (®¸p øng cña hÖ thèng). Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p m« t¶ hÖ dao ®éng cña xe nh− hÖ thèng ®iÒu khiÓn vÝ nh− ph−¬ng ph¸p kh«ng gian tr¹ng th¸i vµ ph−¬ng ph¸p hµm truyÒn. Trong khu«n khæ bµi b¸o nµy sÏ kh¶o s¸t dao ®éng cña c¸c xe cã b¸nh nhiÒu trôc (c¸c xe bäc thÐp nhiÒu cÇu vµ xe xÝch qu©n sù) b»ng ph−¬ng ph¸p hµm truyÒn. 2. M« h×nh kh¶o s¸t vµ hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng §Ó kh¶o s¸t dao ®éng cña xe cÇn thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a c¸c ®¸p øng cña hÖ thèng víi c¸c tham sè kÕt cÊu vµ ®iÒu kiÖn mÆt ®−êng ë c¸c tèc ®é chuyÓn ®éng kh¸c nhau. C¸c quan hÖ nµy nhËn ®−îc th«ng qua gi¶i ph−¬ng tr×nh vi ph©n (PTVP) dao ®éng cña hÖ. §Ó thiÕt lËp PTVP dao ®éng cña hÖ, tr−íc hÕt cÇn x©y dùng m« h×nh dao ®éng cña xe. Th©n xe cã thÓ xem nh− khèi r¾n, ®ång nhÊt, trong tr−êng hîp tæng qu¸t cã 6 bËc tù do (3 bËc tù do t−¬ng øng víi c¸c chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo c¸c trôc x, y, z cña hÖ to¹ ®é g¾n víi träng t©m th©n xe ë tr¹ng th¸i tÜnh vµ 3 bËc tù do t−¬ng øng víi chuyÓn ®éng quay quanh c¸c trôc nµy). H×nh 1. M« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng cña xe nhiÒu trôc Tõ ®iÒu kiÖn kÕt cÊu thùc (liªn kÕt gi÷a phÇn treo vµ phÇn kh«ng treo cña xe) , kh«ng cho phÐp chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn t−¬ng ®èi gi÷a phÇn treo (th©n xe) vµ phÇn kh«ng treo theo ph−¬ng x, y vµ chuyÓn ®éng quay t−¬ng ®èi gi÷a phÇn treo vµ phÇn kh«ng treo quanh trôc z. Tõ c¸c ph©n tÝch trªn ta thÊy chØ cßn l¹i 3 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi gi÷a phÇn treo vµ phÇn kh«ng treo lµ dÞch chuyÓn th¼ng ®øng cña th©n xe z (dao ®éng th¼ng ®øng), dÞch chuyÓn gãc quanh trôc y vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng däc xe ϕ (dao ®éng gãc däc) vµ dÞch chuyÓn gãc quanh trôc däc x lµ ψ (dao ®éng gãc ngang). Víi c¸c xe xÝch do ®Æc ®iÓm tiÕp xóc víi mÆt tùa th«ng qua hai d¶i xÝch, khi xuÊt hiÖn chuyÓn ®éng quay t−¬ng ®èi gi÷a phÇn treo vµ kh«ng treo quanh trôc däc xe (dao ®éng gãc ngang ψ) c¸c d¶i xÝch cã t¸c dông nh− c¸c gi¶m chÊn ma s¸t dËp t¾t nhanh chãng c¸c dao ®éng nµy [2], [3]. Víi môc ®Ých chñ yÕu lµ giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p hµm truyÒn, trong khu«n khæ bµi b¸o tr×nh bµy kh¶o s¸t dao ®éng cho c¸c xe xÝch qu©n sù, vµ m« h×nh kh¶o s¸t lµ m« h×nh ph¼ng. Cã thÓ øng dông dÔ dµng ph−¬ng ph¸p nµy víi c¸c m« h×nh kh«ng gian (cã tÝnh ®Õn dao ®éng gãc ngang ψ) th−êng dïng cho c¸c bµi to¸n dao ®éng cña « t« nhiÒu trôc. M« h×nh dao ®éng cña xe ®−îc thÓ hiÖn nh− trªn h×nh 1. §Ó kh¶o s¸t dao ®éng cña hÖ cã thÓ chän c¸c hÖ to¹ ®é nh− sau: hÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi hOX g¾n víi mÆt ®−êng vµ hÖ to¹ ®é t−¬ng ®èi zO1x1 g¾n víi vÞ trÝ träng t©m th©n xe ë tr¹ng th¸i c©n b»ng tÜnh. Trôc z cña hÖ to¹ ®é zO1x1 h−íng lªn trªn, gãc ϕ cã gi¸ trÞ d−¬ng øng víi chiÒu quay cña th©n xe ng−îc chiÒu kim ®ång hå trong mÆt ph¼ng däc xe. H−íng cña trôc OX chØ ph−¬ng chuyÓn ®éng cña xe t¨ng, gi¸ trÞ h(X) cho gi¸ trÞ chiÒu cao mÊp m« mÆt ®−êng t¹i vÞ trÝ cã kho¶ng c¸ch ®Õn gèc to¹ ®é O lµ X. Ta cã c¸c kÝ hiÖu nh− sau: C - träng t©m phÇn treo (th©n xe) cña xe t¨ng n - sè b¸nh t× ë mét bªn XC - to¹ ®é cña träng t©m phÇn treo theo ph−¬ng X trong hÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi hOX Xj - to¹ ®é cña t©m b¸nh t× thø j theo ph−¬ng X trong hÖ to¹ ®é tuyÖt ®èi hOX zt - chuyÓn vÞ tÜnh th¼ng ®øng cña träng t©m phÇn treo z - chuyÓn vÞ th¼ng ®øng cña träng t©m phÇn treo trong hÖ to¹ ®é zO1x1 l1, l2, .. lj .. ln - kho¶ng c¸ch tõ t©m c¸c b¸nh t× 1, 2, ..j ...n ®Õn träng t©m phÇn treo C Cj - ®é cøng qui dÉn cña phÇn tö ®µn håi cña b¸nh t× thø j µj - hÖ sè c¶n qui dÉn cña gi¶m chÊn cña b¸nh t× thø j Gtr - träng l−îng phÇn treo cña xe t¨ng P1, P2, .. Pj... Pn - lùc t¸c dông tõ b¸nh t× thø 1, 2, .. j .. n lªn th©n xe. Víi c¸c kÝ hiÖu nh− trªn ta cã quan hÖ: lj = Xj - XC. Nh− vËy theo ph−¬ng chuyÓn ®éng cña xe t¨ng c¸c b¸nh t× n»m phÝa tr−íc träng t©m phÇn treo C sÏ cã lj > 0, c¸c b¸nh t× n»m phÝa sau C sÏ cã lj < 0. §é cøng qui dÉn cña phÇn tö ®µn håi Cj vµ hÖ sè c¶n qui dÉn cña gi¶m chÊn µj cña côm treo cña b¸nh thø j ® ...