Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Độ Ổn Định Ngang Ô Tô Tải SMV T880 Bằng Phương Pháp Mô Phỏng

Nghiên cứu phân tích độ ổn định ngang ô tô tải SMV T880 thông qua mô phỏng, đánh giá hiệu quả an toàn và khả năng vận hành trong điều kiện thực tế.

• Tác giả: Trần Quang Lâm
• Người hướng dẫn: TS. Trần Hữu Nhân
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Ôtô, Máy kéo
• Đề tài: Nghiên cứu phân tích độ ổn định ngang ô tô tải SMV T880 bằng phương pháp mô phỏng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích độ ổn định ngang của xe tải SMV T880 thông qua mô phỏng. Độ ổn định ngang là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của xe, đặc biệt trong các tình huống quay vòng hoặc chuyển làn. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các thông số động học và động lực học của xe, từ đó đánh giá giới hạn ổn định ngang trong các trường hợp khác nhau như quay vòng và chuyển làn trên đường bằng.

1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là xe tải SMV T880, một mẫu xe tải nhẹ được sử dụng phổ biến. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc đánh giá độ ổn định ngang của xe trong các chế độ tải trọng khác nhau, sử dụng mô hình động lực học phẳng 2 bánh và mô hình bánh xe tuyến tính.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp một mô hình chung để đánh giá độ ổn định ngang của các loại xe khác nhau mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc đảm bảo an toàn giao thông, đặc biệt trong bối cảnh xe tải thường xuyên chở quá tải tại Việt Nam.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mô phỏng để phân tích các thông số động học và động lực học của xe. Các phương trình chuyển động được xây dựng dựa trên hệ trục tọa độ gắn liền với thân xe, bao gồm các thành phần lực và mômen tác dụng lên xe. Phương pháp nghiên cứu bao gồm lý thuyết, thực nghiệm và mô phỏng, với trọng tâm là việc sử dụng phần mềm Matlab để tính toán các thông số đầu ra.

2.1. Hệ trục tọa độ và phương trình chuyển động

Hệ trục tọa độ gắn liền với thân xe (Cxyz) được sử dụng để mô tả chuyển động của xe. Các phương trình Newton-Euler được áp dụng để mô tả chuyển động lắc ngang của xe với 4 bậc tự do, bao gồm chuyển động tịnh tiến theo phương x, chuyển động ngang theo phương y, góc quay quanh trục dọc φ và góc quay quanh trục đứng ψ.

2.2. Hệ lực tác dụng lên xe

Hệ lực tác dụng lên xe được tính toán dựa trên lực ngang tại bánh xe, phụ thuộc vào góc trượt ngang. Các lực này được quy đổi và đặt vào mô hình lắc ngang của xe, giúp xác định các thông số động lực học cần thiết.

III. Phân tích kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy các điều kiện tới hạn của độ ổn định ngang khi xe chuyển động quay vòng hoặc chuyển làn. Các thông số như góc lái, vận tốc và tải trọng được phân tích để đánh giá ảnh hưởng của chúng đến độ ổn định ngang của xe. Kết quả này có thể được sử dụng để đề xuất các phương án thiết kế hoặc giới hạn khai thác sử dụng xe nhằm đảm bảo an toàn.

3.1. Ảnh hưởng của góc lái và vận tốc

Kết quả mô phỏng cho thấy góc lái và vận tốc có ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định ngang của xe. Khi góc lái tăng, nguy cơ mất ổn định ngang cũng tăng, đặc biệt ở tốc độ cao.

3.2. Ảnh hưởng của hệ thống treo

Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ ổn định ngang của xe. Các thông số như hệ số đàn hồi và hệ số giảm chấn được phân tích để đánh giá hiệu quả của hệ thống treo trong việc giảm thiểu nguy cơ lật xe.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu đã thành công trong việc phân tích độ ổn định ngang của xe tải SMV T880 bằng mô phỏng. Kết quả cho thấy các điều kiện tới hạn của độ ổn định ngang và đề xuất các phương án thiết kế để cải thiện an toàn. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc mở rộng nghiên cứu sang các loại xe khác và tích hợp các công nghệ mới để nâng cao độ chính xác của mô phỏng.

4.1. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc đảm bảo an toàn giao thông, đặc biệt là trong bối cảnh xe tải thường xuyên chở quá tải tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để đề xuất các quy chuẩn an toàn mới.

4.2. Hướng phát triển

Hướng phát triển của nghiên cứu bao gồm việc mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các loại xe khác và tích hợp các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo để nâng cao độ chính xác của mô phỏng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUÓC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRÀN QUANG LÂM NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐỘ ÔN ĐỊNH NGANG ÔTÔ TẢI SMV T880 BANG PHUONG PHAP MO PHONG Chuyên ngành: Kỹ thuật Ôtô, Máy kéo Mã số:60 52 35 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HÒ CHÍ MINH - 6/2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa —- ĐHQG —- HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Trần Hữu Nhân Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Lê Duy Khải Cán bộ chấm nhận xét 2: TS.

Nguyễn Thành Tâm Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM Ngày 28 Tháng 07 Năm 2014. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội Đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. Chủ tịch, PGS. Nguyễn Hữu Hường 2.

Hồng Đức Thông 3. Ủy viên, TS. Nguyễn Lê Duy Khải 4 Ủy viên, TS. Nguyễn Thành Tâm 5 Ủy viên, TS.

Trần Hữu Nhân Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi nhận luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG TRƯỞNG KHOA DAI HOC QUOC GIA TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRUONG DAI HQC BACH KHOA Độc lập — Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRÀN QUANG LÂM MSHV: 12130488 Ngày, tháng, năm sinh: 19/10/1989 Nơi sinh: Khánh Hòa Chuyên ngành: Kỹ thuật Ôtô - Máy kéo Mã số: 60 52 35 I. TEN DE TAI: “NGHIÊN CUU PHAN TICH DO ON DINH NGANG XE TAI SMV T880 BANG PHUONG PHAP MO PHONG” NHIEM VU VA NOI DUNG: 1.

Xac dinh cdc thông số của hệ thống treo, kích thước, khối lượng, mômen quán tính khối lượng của xe tải SMV T880. Xây dựng mô hình động lực học lắc theo phương dọc của xe. Tính toán mô phỏng động học, động lực học của xe cho 2 trường hợp a. Chuyén làn trên đường bằng.

Phân tích, đánh giá kết quả. NGAY GIAO NHIEM VU: 26/04/2014 HI. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 23/05/2014 Iv. CAN BO HUONG DAN: TS.

TRAN HUU NHAN Tp. nam 2014 CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên và chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là quý thầy cô Khoa Kỹ Thuật Giao Thông, bộ môn Ôtô - Máy động lực đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Trần Hữu Nhân, người đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này.

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân, và đồng nghiệp đã hết lòng tạo điều kiện, giúp đỡ tôi từ ngày đầu học tập đến nay. Mặc dù luận văn đã được hoàn thành nhưng chắc chấn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Do đó, tôi rất mong nhận được những nhận xét, ý kiến đóng góp từ quý thầy cô cũng như các bạn độc giả. Lời cuối, xin chân thành cảm ơn và xin gửi lời chúc sức khỏe đến tất cả quý thầy, cô và mọi người.

TOM TAT Trong phân tích tính năng động lực học chuyền động của ôtô, việc đánh giá giới hạn ôn định ngang của xe là một trong những nhân tố cực kì quan trọng, trực tiếp ảnh hưởng tới độ an toàn của xe khi chuyển động, đặc biệt là khi quay vòng. Để phân tích tính năng ổn định ngang khi xe chuyển động, các thông số dùng để tính toán được xác định dựa trên xe cơ sở thực tế có sẵn (SMV T880). Mô hình tính toán mô phỏng khi xe chuyển động quay vòng trên mặt phẳng được nghiên cứu và ứng dụng để xác định các thông số cơ sở cần thiết cho việc đánh giá tính năng ổn định ngang của xe khi chuyển động quay vòng. Kết quả tính toán mô phỏng cho thấy các điều kiện tới hạn của độ ôn định ngang khi xe chuyên động.

Từ đó, có thê làm cơ sở tham khảo, đề xuất phương án thiết kế hay giới hạn khai thác sử dụng của xe nhằm nâng cao và đảm bảo tốt nhất độ an toàn, ôn định ngang của xe khi hoạt động trên đường. ABSTRACT In the dynamics analysis of a car, the investigation of the vehicle roll-over stability limit is an extremely important factor that directly affects the safety of the vehicle while in motion, especially in the turning case. To analyze the vehicle roll-over stability, the input parameters are determined by actual available vehicle (SMV T880). The planar simulation model, in which the dynamics of turning vehicle can be obtained, is studied and employed to determine the essential parameters to evaluate vehicle roll-over stability, in the turning case.

The simulated results show that the critical condition of the vehicle roll-over stability. Since then, it can be used to propose the better design processes or establish warning limit of using vehicles to improve and ensure the best safety and stability of the vehicle. Họ và tên: Trần Quang Lâm Ngày sinh: 19/10/1989 Nơi sinh: Khánh Hòa Địa chỉ liên lạc: ĐHQG — ĐH Bách Khoa Tp.HCM — Khoa Kỹ Thuật Giao Thông — Bộ môn Ôtô — Máy động lực. Tôi xin cam đoan , luận văn “NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH ĐỘ ÔN ĐỊNH NGANG OTO TAI SMV T880 BANG PHUONG PHAP MO PHONG?” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.

Trần Hữu Nhân, không sao chép của người khác. Nếu sai sự thật, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường vào pháp luật. Học viên Trần Quang Lâm MỤC LỤC Chương l: TONG QUAN VỀ ĐÈ TÀI .Giới thiệu để tài.--c- sec kề 1 11211 111211 11 11 11 g1 g1 g1 HH ng re, 1 1. Mục tiêu nghiÊn CỨU.- ¿+ E11 E1 1E 11 1T TT HH TH TH ngư 1 1.

Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu của đề tài.Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiÊn CỨU. ¿6< Ek SE 121 E1 1 11111 11T HH Hành ră 3 L4Y nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Phương pháp nghiên CỨU.

--¿- ¿+ + E St 1 Ek E111 HH ngư 3 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYÊT. Hệ trục tọa độ xe và số bậc tự đO. Phương trình chuyên động.2-22¿©2+©+++2E++SEEE+SEEEvSEEEEEExrrrkrrrrkrrrrrrree 5 VN si 0ì ái i0 can.1 Hệ lực tác dụng lên bánh xe và thân xe.2 Lực ngang tác dụng lên bánh xe. Các thành phần lực tác dụng lên mô hình phẳng dạng 2 bánh.

Mô hình động lực học phẳng dạng 2 bánh. Ôn định quay Vòng. Đáp ứng theo thời g1a1. ¿(6 << kh 121 1111 HH1 TH TH ngư 16 2.1 Giá trị góc lái ở(/) cho trường hợp xe quay VÒng.2 Giá trị góc lái ở(/) cho trường hợp xe chuyền làn trên đường bằng.

18 Chương3: CÁC THÔNG SÓ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG.1 Thông số bố trí chung xe tải SMYV T880.2 Xác định các thông số trọng lượng:.3 Xác định tọa độ trọng {ÂI.- óc 1s x11 91 91 1191 91 1v ngàn nhàng kết 23 3.1 Xác định tọa độ trọng tâm phần được treo của ôtô theo phương dọc .2 Xác định tọa độ trọng tâm phần được treo của ôtô theo phương ngang.3 Xác định tọa độ trọng tâm xe theo phương thẳng đứng.4 Tính momen quán tính khối lượng .5 Tính hệ số đàn hồi hệ thống treo.----2- 2£ ©2<£22E+2EE+2EE222E2212212212322xe2 27 3.1 Tính hệ số đàn hồi hệ thống treo trước k/,.2 Tính hệ số đàn hồi hệ thống treo sau &,.6 Xác định hệ số giảm chắn œ/; c,.7 Xác định hệ số trượt ngang Cø; Cạ,.8 Độ cứng chống xoắn k„ và hệ số giảm chấn chống xoắn ẾN ác.9 Các hệ số ảnh hướng tới chuyên động quay vòng Cor Gps »C, SH HH HH tràn 33 CHƯƠNG4_ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH KÉT QUẢ .1 Sơ đồ tiến trình mô phỏng .2-2- 2+ 2++2E++2CEE+2EEE2EEErEExrerrxrerrrrerrxee 35 4.2 Khảo sát ôn định của xe trong trường hợp quay vòng.1 Giới hạn ôn định ngang trong hợp quay vòng.----¿cc++csc+cx+ 37 4.2 Đáp ứng theo thời g1a. - - 6 + + 11v TT HT HH TH Tàn HH răn 39 4.3 Ảnh hưởng của góc đánh lái ổ.- - -- kh nh TH TH Tu TH TH Tu TH HT TH ngư 46 U20 lì s5 .4 Ảnh hưởng của vận tốc quay vòng.- - -- kh nh TH Tu TH TH Thu TH HT TH ngư 53 U15? lẻ .3 Khảo sát ôn định của xe trong trường hợp xe chuyền làn trên đường bằng.1 Giới hạn ôn định ngang trong trường hợp xe chuyên làn trên đường bằng .2 Dap ứng theo thời g1a1.- -- 6 ¿+ k1 HT TH HT HH TH Tàn răn 62 “1? 8 n .3 Ảnh hưởng của quãng đường chuyển lần.- c- «kh nh TH TT TH Thu TH HT TH Hy 68 4.1 Động lực hỌC.- 6 kh nh TH HT nh TH nh Hà Hàn nhe 71 4.4 Anh hung ctta vain t6C.1 Động lực hỌC. kh ng TH TH TH TH nh TH HT Hà Hàn nhe 76 4.4 Đánh giá ảnh hưởng của hệ thống treo tới tính năng ôn định ngang của xe.1 Ảnh hưởng của hệ số đàn hồi k.1 Anh hưởng của hệ số đàn hồi & đến giới hạn vận tỐC.2 Ảnh hưởng của hệ số đàn hồi k đến đáp ứng theo thời gian.- s1 TH nh TH TH Thu TH Thu HH nh HH cà 81 4.1 Động lực hỌC. óc nh nh TH HH TH thu nh gà 84 4.2 Ảnh hưởng của hệ số giảm chắn c.1 Ảnh hưởng của hệ số giảm chắn c đến giới hạn vận tốc .2 Ảnh hưởng của hệ số giảm chắn c đến đáp ứng theo thời gian.2 DOng UC AOC .5 Bang gid tr] tomg HOP cccsccssssssssesssssesssecsssecsssecsssecsssecsssccsssesssscsssecessecssuccesscesseeeases 92 4.1 Truong hop quay VON.

eee cece ce ceeeeececseeesscseeesseseeesseseesseseeetsesee 92 4.2 Truong hop chuyén lan trén duOng Dang .3 Trường hợp thay đổi hệ số dan hOi Kecceecccccccsssessssesssessssecssessseccssecssseessseesses 93 4.4 Trường hợp thay đổi hệ số giảm chắn c.----:-2+©c+ccxeeccxeerceee 94 Chương 5: KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÊN ĐỀ TÀI .2 Hướng phát triỂn đề tài:.crrkrrrrie 96 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bồ trí chung ôtô SYM T880 .---22-©25222222CSE2EEESEEErSrkrrrrkrerrrrerrvee 2 Hình 2.1 Hệ trục tọa độ gắn với thân xe .2 Hệ lực đặt tại bánh xe số 1 và tổng hợp lực tác dụng lên thân xe.3 Hệ lực đặt tại bánh xe của mô hình xe 4 bánh .- --- 5+ + ++sx++x+sx+sxsx 8 Hình 2.4 Hệ lực tác dụng lên mô hình xe 2 bánh lắc dỌC.5 Mô hình động học lắc đọc.--------¿2¿++2+2ESEE£EE2SEE2271227122212212212 xe, 9 Hình 2.6 Biến thiên góc lái ở theo thời gian trong trường hợp quay vòng.7 Quá trình vượt của ôtô trên đường bằng.8 Biến thiên góc lái ở theo thời gian trong trường hợp chuyền làn trên đường 0 -.1 Kết cấu xe SYM T§880.2 Phân bố khối lượng trên ÔtÔ.-- 2-2-2 ©££+EE+2EE+2EEEEE2EE22E2222222ecrxee 23 Hình 3.3 Mômen quán tính khối lượng giả định Hình 3.4 Kích thước toàn bộ Xe .- --- c6 2212119139111 119111111 11 11 11 H1 HH ghế Hình 3.5 Thông số kích thước lò xo nén.----¿- 2+ ++2+++2E++tEEE+etExrerrxrerrrrrrks 27 Hình 3.6 Thông số kích thước lò xo lá.