I. Tổng quan về khai thác vận chuyển gỗ rừng trồng
Nghiên cứu tập trung vào dao động ô tô tải trong quá trình vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp. Rừng trồng tại Việt Nam chủ yếu gồm các loài cây như keo, bạch đàn, và thông, với tuổi khai thác từ 5-7 năm. Gỗ rừng trồng thường có đường kính từ 10-25 cm và chiều dài không quá lớn, phù hợp với việc sử dụng ô tô tải cỡ nhỏ và trung bình. Công nghệ khai thác chủ yếu là vận xuất gỗ ngắn, với các khúc gỗ được cắt ngay tại gốc cây và vận chuyển bằng xe tải. Đường lâm nghiệp thường có chất lượng thấp, nhiều mấp mô, gây ra dao động mạnh cho xe, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và an toàn giao thông.
1.1. Rừng trồng và quy cách gỗ rừng trồng
Rừng trồng tại Việt Nam chiếm khoảng 2 triệu ha, chủ yếu là các loài cây sinh trưởng nhanh như keo, bạch đàn, và thông. Gỗ rừng trồng thường có đường kính từ 10-25 cm và chiều dài ngắn, phù hợp với việc sử dụng ô tô tải cỡ nhỏ. Địa hình rừng trồng không quá phức tạp, với độ dốc trung bình từ 10-20 độ. Nhu cầu khai thác gỗ rừng trồng hàng năm lên đến hơn 10 triệu m3, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến gỗ và sản xuất giấy.
1.2. Công nghệ và thiết bị vận xuất vận chuyển gỗ rừng trồng
Công nghệ khai thác gỗ rừng trồng chủ yếu là vận xuất gỗ ngắn, với các khúc gỗ được cắt ngay tại gốc cây và vận chuyển bằng ô tô tải. Phương pháp này phù hợp với đặc điểm gỗ rừng trồng có kích thước nhỏ và phân tán. Đường lâm nghiệp thường có chất lượng thấp, nhiều mấp mô, gây ra dao động mạnh cho xe, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và an toàn giao thông.
II. Xây dựng mô hình dao động ô tô tải
Nghiên cứu xây dựng mô hình dao động ô tô tải khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, có kể đến xoắn khung xe và cản dao động của các bánh lốp. Mô hình được thiết lập dựa trên các phương trình vi phân dao động, bao gồm cả dao động thẳng đứng và dao động góc. Kết quả nghiên cứu cho thấy, đường lâm nghiệp với bề mặt mấp mô gây ra dao động mạnh, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và tải trọng động tác dụng lên mặt đường.
2.1. Mô hình dao động khi coi khung xe cứng tuyệt đối
Mô hình này giả định khung xe là cứng tuyệt đối, dao động ở hai cầu phụ thuộc lẫn nhau. Hệ phương trình vi phân dao động được thiết lập để mô tả chuyển động của xe trên đường lâm nghiệp. Kết quả cho thấy, dao động của xe chịu ảnh hưởng lớn từ độ mấp mô của mặt đường, gây ra tải trọng động đáng kể lên khung xe và các bộ phận treo.
2.2. Mô hình dao động khi kể đến xoắn khung xe
Mô hình này kể đến xoắn khung xe, với dao động ở hai cầu độc lập nhau. Phương trình vi phân dao động được thiết lập cho khối lượng được treo và không được treo trên mỗi cầu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, xoắn khung xe là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến dao động của xe, đặc biệt khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp có độ mấp mô cao.
III. Khảo sát dao động ô tô chở gỗ
Nghiên cứu tiến hành khảo sát dao động ô tô tải khi chở gỗ trên đường lâm nghiệp, với các thông số đầu vào được xác định thông qua thực nghiệm. Kết quả cho thấy, dao động của xe chịu ảnh hưởng lớn từ độ mấp mô của mặt đường, gây ra tải trọng động đáng kể lên khung xe và các bộ phận treo. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, xoắn khung xe là yếu tố quan trọng cần được xem xét khi thiết kế và cải tiến hệ thống treo của xe.
3.1. Xác định thông số đầu vào
Các thông số đầu vào cho bài toán dao động được xác định thông qua thực nghiệm, bao gồm các thông số hình học của xe, mô men quán tính, và độ cứng chống xoắn của khung xe. Kết quả thực nghiệm cho thấy, đường lâm nghiệp với bề mặt mấp mô gây ra dao động mạnh, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và tải trọng động tác dụng lên mặt đường.
3.2. Khảo sát dao động trên đường lâm nghiệp
Nghiên cứu khảo sát dao động của xe khi chở gỗ trên đường lâm nghiệp, với các thông số đầu vào được xác định thông qua thực nghiệm. Kết quả cho thấy, dao động của xe chịu ảnh hưởng lớn từ độ mấp mô của mặt đường, gây ra tải trọng động đáng kể lên khung xe và các bộ phận treo. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, xoắn khung xe là yếu tố quan trọng cần được xem xét khi thiết kế và cải tiến hệ thống treo của xe.
IV. Nghiên cứu thực nghiệm
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành để xác định các thông số đầu vào cho bài toán dao động, bao gồm các thông số hình học của xe, mô men quán tính, và độ cứng chống xoắn của khung xe. Kết quả thực nghiệm cho thấy, đường lâm nghiệp với bề mặt mấp mô gây ra dao động mạnh, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và tải trọng động tác dụng lên mặt đường. Nghiên cứu cũng thiết kế và chế tạo các cảm biến đo góc nghiêng và khung thí nghiệm để đo độ cứng của nhíp và hệ số cản dao động của bánh lốp.
4.1. Xác định thông số đầu vào
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành để xác định các thông số đầu vào cho bài toán dao động, bao gồm các thông số hình học của xe, mô men quán tính, và độ cứng chống xoắn của khung xe. Kết quả thực nghiệm cho thấy, đường lâm nghiệp với bề mặt mấp mô gây ra dao động mạnh, ảnh hưởng đến độ bền khung xe và tải trọng động tác dụng lên mặt đường.
4.2. Thí nghiệm đo góc nghiêng và độ cứng
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các cảm biến đo góc nghiêng và khung thí nghiệm để đo độ cứng của nhíp và hệ số cản dao động của bánh lốp. Kết quả thực nghiệm cho thấy, xoắn khung xe là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến dao động của xe, đặc biệt khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp có độ mấp mô cao.
