Luận án tiến sĩ về độ bền khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng

• Tác giả: Lương Văn Vạn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thanh Quang
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Độ Bền Khung Sát Xi Xe Chữa Cháy Rừng Đa Năng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu về xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.2. Cấu tạo xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.3. Nguyên lý làm việc của xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.4. Thông số kỹ thuật xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.5. Đặc điểm làm việc xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.6. Các dạng tải trọng động tác dụng lên khung xe trong quá trình hoạt động của xe
• 1.7. Đặc điểm đường ô tô lâm nghiệp
• 1.8. Tổng quan về khung sát xi ô tô
• 1.9. Giới thiệu về khung sát xi xe ô tô
• 1.10. Công nghệ sản xuất khung xe
• 1.11. Chức năng của khung xe
• 1.12. Vật liệu làm khung xe
• 1.13. Yêu cầu đặt ra trong thiết kế và sử dụng sát xi
• 1.14. Đặc điểm kết cấu khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng
• 1.15. Các phương pháp nghiên cứu độ bền khung sát xi
• 1.16. Nghiên cứu độ bền theo tải trọng cực đại
• 1.17. Nghiên cứu độ bền trong điều kiện tải trọng động
• 1.18. Nghiên cứu độ bền mỏi khung sát xi
• 1.19. Tình hình nghiên cứu sát xi trên thế giới và tại Việt Nam
• 1.20. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về thiết kế, chế tạo sát xi
• 1.21. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam về thiết kế, chế tạo sát xi
• 1.22. Đối tượng nghiên cứu. Nội dung của luận án
• 1.23. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN KHUNG SÁT XI XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG
• 2.1. Các phương pháp đánh giá độ bền khung sát xi
• 2.2. Ứng suất tương đương (Von Mises)
• 2.3. Đánh giá theo độ bền mỏi khung sát xi
• 2.4. Xây dựng mô hình xe chữa cháy rừng đa năng
• 2.5. Xây dựng mô hình 3-D xe chữa cháy rừng đa năng
• 2.6. Xây dựng mô hình tính toán độ bền khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng
• 2.7. Xây dựng mô hình xác định tải trọng động tác dụng lên khung sát xi
• 2.8. Phương pháp xây dựng mô hình
• 2.9. Xây dựng mô hình không gian
• 2.10. Tính toán xác định tải trọng động
• 2.11. Xe chuyển động thẳng trên đường đi qua mấp mô có định dạng
• 2.12. Xe chuyển động thẳng trên đường mấp mô theo tiêu chuẩn ISO 8608:1995
• 2.13. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ĐỘ BỀN KHUNG SÁT XI XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG
• 3.1. Các chế độ tính bền theo tải trọng
• 3.2. Phân tích dao động riêng của khung
• 3.3. Đánh giá độ bền phá hủy của khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng. Các trường hợp chịu tải trọng lớn nhất
• 3.4. Đánh giá độ bền khung sát xi dưới tác động của tải trọng động
• 3.5. Đánh giá độ bền mỏi của khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 4.1. Mục đích, đối tượng thí nghiệm
• 4.2. Mục đích thí nghiệm
• 4.3. Đối tượng thí nghiệm
• 4.4. Lựa chọn phương pháp và thiết bị đo
• 4.5. Phương pháp đo phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên bánh xe
• 4.6. Phương pháp đo chuyển vị tại một điểm trên khung sát xi theo phương thẳng đứng
• 4.7. Các phương pháp và thiết bị thí nghiệm
• 4.8. Thí nghiệm xác định phản lực pháp tuyến
• 4.9. Thí nghiệm xác định chuyển vị tại một điểm trên khung sát xi
• 4.10. Các thiết bị, cảm biến và phần mềm dùng trong thí nghiệm
• 4.11. Hiệu chuẩn giá trị đo
• 4.12. Hiệu chuẩn giá trị đo phản lực pháp tuyến
• 4.13. Hiệu chuẩn giá trị đo chuyển vị khung
• 4.14. Tiến hành thí nghiệm trên đường
• 4.15. Kết quả thí nghiệm
• 4.16. Kết quả đo phản lực pháp tuyến
• 4.17. Kết quả đo chuyển vị khung sát xi
• 4.18. Kết luận chương 4
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về khung sát xi xe chữa cháy rừng đa năng

Khung sát xi là bộ phận quan trọng trong cấu trúc của xe chữa cháy. Nó không chỉ chịu tải trọng mà còn đảm bảo tính ổn định và độ bền trong quá trình hoạt động. Khung sát xi được thiết kế để chịu được các tải trọng động và tĩnh, đặc biệt là trong các điều kiện khắc nghiệt của môi trường rừng. Việc nghiên cứu độ bền của khung sát xi là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và hiệu quả trong công tác chữa cháy. Theo nghiên cứu, các yếu tố như vật liệu khung, cấu trúc và thiết kế đều ảnh hưởng đến độ bền của khung. Đặc biệt, việc sử dụng các công nghệ hiện đại trong thiết kế và sản xuất khung sẽ giúp nâng cao khả năng chịu lực và độ bền của xe chữa cháy.

1.1. Cấu tạo và chức năng của khung sát xi

Khung sát xi của xe chữa cháy được cấu tạo từ các vật liệu có độ bền cao như thép và hợp kim nhôm. Chức năng chính của khung là phân phối tải trọng từ các bộ phận khác của xe, đồng thời bảo vệ các thiết bị bên trong khỏi các tác động bên ngoài. Khung xe cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định khi xe di chuyển trên địa hình không bằng phẳng. Theo tiêu chuẩn an toàn, khung cần phải đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu lực và độ bền mỏi. Việc phân tích độ bền của khung sát xi giúp xác định các điểm yếu và cải thiện thiết kế để nâng cao hiệu suất hoạt động của xe chữa cháy.

II. Phương pháp nghiên cứu độ bền khung sát xi

Nghiên cứu độ bền của khung sát xi được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân tích ứng suất và mô phỏng bằng phần mềm. Phương pháp ứng suất tương đương (Von Mises) là một trong những phương pháp phổ biến nhất để đánh giá độ bền của khung xe. Phương pháp này cho phép xác định các điểm chịu tải trọng lớn nhất và phân tích khả năng chịu lực của khung sát xi trong các điều kiện khác nhau. Ngoài ra, việc sử dụng mô hình 3D trong thiết kế giúp tối ưu hóa cấu trúc và giảm thiểu trọng lượng mà vẫn đảm bảo độ bền. Kết quả từ các mô phỏng này sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc cải tiến thiết kế và nâng cao hiệu suất của xe chữa cháy.

2.1. Xây dựng mô hình tính toán độ bền

Mô hình tính toán độ bền của khung sát xi được xây dựng dựa trên các thông số kỹ thuật và điều kiện làm việc thực tế của xe chữa cháy. Việc xác định tải trọng động tác dụng lên khung là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác trong phân tích. Các yếu tố như tốc độ di chuyển, địa hình và tải trọng thực tế sẽ được đưa vào mô hình để mô phỏng chính xác nhất. Kết quả từ mô hình này sẽ giúp đánh giá khả năng chịu lực và độ bền của khung xe trong các tình huống khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến thiết kế nhằm nâng cao hiệu suất và độ an toàn cho người sử dụng.

III. Kết quả khảo sát độ bền khung sát xi

Kết quả khảo sát cho thấy khung sát xi của xe chữa cháy có khả năng chịu tải tốt trong các điều kiện làm việc khắc nghiệt. Các thử nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng khung có thể chịu được các tải trọng động lớn mà không xảy ra hiện tượng biến dạng hay hư hỏng. Đặc biệt, độ bền mỏi của khung xe cũng được đánh giá cao, cho thấy khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài mà không gặp phải sự cố. Những kết quả này không chỉ khẳng định chất lượng của khung sát xi mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các mẫu xe chữa cháy hiện đại hơn, đáp ứng tốt hơn nhu cầu thực tế trong công tác phòng cháy chữa cháy.

3.1. Đánh giá độ bền phá hủy

Đánh giá độ bền phá hủy của khung sát xi được thực hiện thông qua các thử nghiệm tải trọng cực đại. Kết quả cho thấy khung có khả năng chịu được tải trọng lớn mà không xảy ra hiện tượng gãy hay biến dạng vĩnh viễn. Điều này chứng tỏ rằng thiết kế và vật liệu sử dụng cho khung xe đã được tối ưu hóa để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công tác chữa cháy. Việc phân tích độ bền phá hủy không chỉ giúp cải thiện thiết kế mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc bảo trì và nâng cấp xe chữa cháy trong tương lai.