Đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR 60PB bằng MATLAB Simulink

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về hướng nghiên cứu

1.2. Tình hình nghiên cứu đề tài

1.3. Các hướng nghiên cứu dao động ô tô

1.4. Dao động của ô tô và ảnh hưởng của dao động

1.5. Dao động của ô tô

1.6. Ảnh hưởng của dao động ô tô

1.7. Các yếu tố ảnh hưởng tới dao động ô tô

1.8. Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu của ô tô

1.9. Tần số dao động

1.10. Gia tốc dao động

1.11. Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động

1.12. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động

1.13. Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động

1.14. Đánh giá dựa theo trị số hiệu quả của gia tốc dao động (bình phương trung bình của gia tốc dao động)

1.15. Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường

1.16. Tiêu chuẩn về độ êm dịu của Việt Nam

1.17. Khái quát về mô phỏng

1.18. Khái niệm về mô phỏng

1.19. Khái quát về mô phỏng dao động ô tô

1.20. Tính cấp thiết và ý nghĩa của đề tài

1.21. Tính cấp thiết của đề tài

1.22. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.23. Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

1.24. Mục đích nghiên cứu

1.25. Đối tượng nghiên cứu

1.26. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài

1.27. Nhiệm vụ của đề tài

1.28. Giới hạn của đề tài

1.29. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN DAO ĐỘNG CỦA XE

2.1. Các thành phần của hệ dao động

2.2. Khối lượng được treo M

2.3. Khối lượng không được treo m

2.4. Mô hình dao động tương đương của xe 4 cầu

2.5. Mô hình phẳng dao động liên kết tổng quát “đường – xe – người”

2.6. Mô hình dao động một phần tư xe

2.7. Mô hình phẳng dao động ngang thân xe

2.8. Mô hình dao động không gian của xe

2.9. Mô hình phẳng dao động dọc thân xe

2.10. Hàm kích thích dao động từ mặt đường

2.11. Các giả thiết xây dựng mô hình khảo sát

2.12. Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả mô hình dao động

2.13. Xây dựng mô hình phẳng dao động dọc của ô tô bốn cầu

2.14. Xây dựng hệ phương trình vi phân cho hệ dao động ô tô

2.15. Xây dựng phương trình Lagrange loại 2 cho hệ dao động ô tô bốn cầu

2.16. Phương trình vi phân cho khối lượng được treo (thân xe)

2.17. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 1

2.18. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 2

2.19. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 3

2.20. Phương trình vi phân cho khối lượng không được treo cầu số 4

2.21. Phương trình vi phân cho ghế lái xe

2.22. Các lực động bánh xe xuống nền đường

3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ĐỘ ÊM DỊU XE BTR - 60PB BẰNG MATLAB - SIMULINK

3.1. Giới thiệu hệ thống treo xe BTR - 60PB

3.2. Thông số kỹ thuật về dao động của xe BTR - 60PB

3.3. Các thông số kỹ thuật về dao động của xe

3.4. Các thông số cần tính toán bổ sung

3.5. Tần số dao động riêng thân xe

3.6. Mô hình hóa và mô phỏng dao động của ô tô bằng Matlab – Simulink

3.7. Giới thiệu về Simulink

3.8. Sơ đồ tổng thể mô phỏng dao động của ô tô bằng Matlab – Simulink

3.9. Sơ đồ các khối chức năng theo các phương trình vi phân đã thiết lập

3.10. Khối mô phỏng thân xe

3.11. Khối mô phỏng cầu số 1

3.12. Khối mô phỏng cầu số 2

3.13. Khối mô phỏng cầu số 3

3.14. Khối mô phỏng cầu số 4

3.15. Khối mô phỏng ghế lái xe

3.16. Khối mô phỏng biên dạng mặt đường

3.17. Khối mô phỏng lực động bánh xe xuống nền đường

3.18. Thiết kế giao diện Matlab

3.19. Xây dựng giao diện Matlab – Guide

3.20. Kết quả khảo sát độ êm dịu xe thiết giáp BTR - 60PB

3.21. Chế độ tính toán

3.22. Kết quả khảo sát

3.23. Kết quả khảo sát vị trí trọng tâm xe

3.24. Kết quả khảo sát vị trí ghế lái

3.25. Kết quả khảo sát lực động bánh xe

3.26. Đánh giá kết luận về kết quả khảo sát

4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO GHẾ LÁI XE THIẾT GIÁP BTR - 60PB BẰNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN

4.1. Lí do chọn giải pháp

4.2. Mô tả giải pháp

4.3. Mục đích và yêu cầu giải pháp

4.4. Thực trạng của ghế lái xe BTR – 60PB

4.5. Nội dung giải pháp

4.6. Kết quả khảo sát sau khi lắp hệ thống treo cho ghế lái

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

5.1. Kết luận kết quả đã đạt được của đề tài luận văn

5.2. Khuyến nghị về các hướng nghiên cứu tiếp theo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung về xe thiết giáp BTR 60PB

Xe thiết giáp BTR 60PB là một trong những mẫu xe quân sự nổi bật, được phát triển từ Liên Xô cũ. Với thiết kế hiện đại và tính năng ưu việt, xe BTR 60PB đã được nhiều quốc gia sử dụng trong quân đội. Đặc điểm nổi bật của xe là khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều loại địa hình, cùng với hệ thống treo tiên tiến giúp cải thiện độ êm dịu. Việc đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp này là rất quan trọng, nhằm đảm bảo sự thoải mái cho người lái và khả năng hoạt động hiệu quả trong các tình huống chiến đấu. Sự phát triển của công nghệ mô phỏng như MATLAB Simulink đã mở ra nhiều cơ hội cho việc nghiên cứu và tối ưu hóa thiết kế hệ thống treo của xe.

1.1. Tầm quan trọng của việc đánh giá độ êm dịu

Độ êm dịu của xe thiết giáp không chỉ ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái mà còn tác động đến khả năng điều khiển và an toàn trong quá trình di chuyển. Các chỉ tiêu như tần số dao động, gia tốc và cảm giác của người lái đều cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc sử dụng MATLAB Simulink trong mô phỏng giúp phân tích các yếu tố này một cách chính xác, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện hiệu suất của xe. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong việc nâng cấp và bảo trì xe thiết giáp.

II. Phương pháp nghiên cứu và mô phỏng

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR 60PB. MATLAB Simulink được sử dụng để xây dựng mô hình dao động của hệ thống treo. Mô hình này cho phép phân tích các thông số kỹ thuật như độ cứng của hệ thống treo, khối lượng được treo và không được treo. Việc thiết lập hệ phương trình vi phân dao động là bước quan trọng trong quá trình mô phỏng. Các kết quả thu được từ mô phỏng sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn đánh giá độ êm dịu hiện hành, từ đó đưa ra những nhận định chính xác về hiệu suất của xe.

2.1. Xây dựng mô hình dao động

Mô hình dao động của xe BTR 60PB được xây dựng dựa trên các giả thiết về cấu trúc và tính năng của hệ thống treo. Các thông số như khối lượng, độ cứng và lực cản được xác định dựa trên các nghiên cứu trước đó. Mô hình này cho phép phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu của xe, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hóa thiết kế. Việc sử dụng phần mềm MATLAB không chỉ giúp mô phỏng chính xác mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình nghiên cứu.

III. Kết quả khảo sát và phân tích

Kết quả khảo sát cho thấy độ êm dịu của xe BTR 60PB có sự cải thiện đáng kể khi áp dụng các giải pháp tối ưu hóa thiết kế hệ thống treo. Các chỉ tiêu như gia tốc và tần số dao động đều nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo sự thoải mái cho người lái. Việc sử dụng thuật toán di truyền trong tối ưu hóa thiết kế đã mang lại những kết quả khả quan, giúp nâng cao hiệu suất của xe. Những kết quả này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể áp dụng vào thực tiễn trong việc nâng cấp và bảo trì xe thiết giáp.

3.1. Đánh giá chất lượng hệ thống treo

Hệ thống treo của xe BTR 60PB đã được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ cứng, khả năng hấp thụ sốc và độ ổn định khi di chuyển. Kết quả cho thấy hệ thống treo hiện tại có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn cần cải thiện để đáp ứng tốt hơn trong các tình huống khắc nghiệt. Việc áp dụng các công nghệ mới trong thiết kế và sản xuất sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu suất của hệ thống treo, từ đó cải thiện độ êm dịu của xe.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR 60PB. Việc sử dụng MATLAB Simulink trong mô phỏng đã giúp phân tích và tối ưu hóa thiết kế hệ thống treo một cách hiệu quả. Kết quả đạt được không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có thể áp dụng vào thực tiễn trong việc nâng cấp và bảo trì xe. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo là tiếp tục phát triển các mô hình mô phỏng và áp dụng các công nghệ mới để cải thiện hơn nữa hiệu suất của xe thiết giáp.

4.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các mô hình mô phỏng phức tạp hơn, bao gồm các yếu tố như tải trọng và điều kiện địa hình khác nhau. Việc áp dụng các công nghệ mới trong thiết kế hệ thống treo cũng cần được xem xét để nâng cao độ êm dịu và khả năng hoạt động của xe. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của xe mà còn đảm bảo an toàn cho người lái trong các tình huống khắc nghiệt.

Nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của xe thiết giáp BTR 60PB sử dụng MATLAB Simulink