I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Luận văn 'Phân tích động lực học ngang xe máy 3 bánh bằng mô hình phẳng' tập trung vào việc đánh giá tính năng động lực học của xe máy 3 bánh, đặc biệt là độ ổn định ngang khi quay vòng. Mục tiêu chính là xây dựng mô hình động lực học phẳng để phân tích và đánh giá các thông số liên quan đến an toàn chuyển động. Nghiên cứu này sử dụng phần mềm Matlab R2012b để mô phỏng và tính toán các thông số động lực học, từ đó đề xuất các phương án thiết kế tối ưu nhằm nâng cao độ an toàn của xe.
1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là xe máy 3 bánh với hai cấu hình: 2 bánh trước và 2 bánh sau. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc phân tích động lực học khi xe quay vòng, đặc biệt là các thông số liên quan đến độ ổn định ngang. Nghiên cứu sử dụng mô hình thực tế từ xe Honda Wave 110 để thu thập dữ liệu và thực hiện mô phỏng.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính an toàn của xe máy 3 bánh, đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam, nơi loại xe này được sử dụng phổ biến bởi người khuyết tật. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để đề xuất các tiêu chuẩn an toàn và thiết kế tối ưu cho xe máy 3 bánh, giúp giảm thiểu rủi ro tai nạn.
II. Cơ sở lý thuyết và mô hình động lực học
Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về động lực học và cách xây dựng mô hình phẳng để phân tích chuyển động của xe máy 3 bánh. Nghiên cứu sử dụng hệ trục tọa độ gắn liền với thân xe và các phương trình Newton-Euler để xác định lực và mômen tác dụng lên xe. Mô hình được quy đổi từ xe 3 bánh sang dạng xe 2 bánh để đơn giản hóa tính toán.
2.1. Hệ trục tọa độ và số bậc tự do
Hệ trục tọa độ gắn liền với thân xe được sử dụng để mô tả chuyển động của xe. Các góc quay roll, pitch, và yaw cùng với vận tốc góc tương ứng được xác định để phân tích chuyển động. Hệ lực và mômen tác dụng lên xe được biểu diễn trong hệ tọa độ này, giúp xác định các thông số động lực học cần thiết.
2.2. Mô hình động lực học phẳng
Mô hình động lực học phẳng được xây dựng dựa trên việc quy đổi xe 3 bánh thành mô hình 2 bánh. Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe được tính toán và quy đổi về hệ tọa độ gắn liền với trọng tâm xe. Mô hình này giúp đơn giản hóa việc tính toán và phân tích các thông số động lực học khi xe quay vòng.
III. Phương pháp nghiên cứu và thông số tính toán
Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Các thông số kỹ thuật của xe máy 3 bánh được thu thập và sử dụng để xây dựng mô hình tính toán. Các thông số như khối lượng, tọa độ trọng tâm, mômen quán tính, và hệ số trượt ngang được xác định để thực hiện mô phỏng.
3.1. Thông số kỹ thuật và bố trí chung
Các thông số kỹ thuật của xe máy 3 bánh, bao gồm kích thước, khối lượng, và vị trí trọng tâm, được xác định dựa trên mô hình thực tế. Các thông số này được sử dụng để tính toán và mô phỏng chuyển động của xe trong các điều kiện khác nhau.
3.2. Tính toán mômen quán tính và hệ số trượt ngang
Mômen quán tính khối lượng và hệ số trượt ngang của bánh xe được tính toán để xác định các lực tác dụng lên xe khi quay vòng. Các thông số này đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá độ ổn định ngang của xe.
IV. Kết quả mô phỏng và phân tích
Kết quả mô phỏng cho thấy các điều kiện tới hạn của độ ổn định ngang khi xe quay vòng. Các thông số như lực ngang, bán kính quay vòng, và vận tốc góc được phân tích để đánh giá tính năng động lực học của xe. Kết quả này là cơ sở để đề xuất các phương án thiết kế tối ưu nhằm nâng cao độ an toàn của xe máy 3 bánh.
4.1. Giới hạn ổn định ngang khi quay vòng
Kết quả mô phỏng cho thấy các giá trị tới hạn của lực ngang và vận tốc góc khi xe quay vòng. Các thông số này được sử dụng để đánh giá độ ổn định ngang của xe trong các điều kiện khác nhau.
4.2. Động học và động lực học quay vòng
Các thông số động học và động lực học khi xe quay vòng được phân tích để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định ngang. Kết quả này giúp đề xuất các phương án thiết kế tối ưu nhằm nâng cao tính năng an toàn của xe.
V. Kết luận và hướng phát triển
Nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình động lực học phẳng để phân tích độ ổn định ngang của xe máy 3 bánh. Kết quả mô phỏng cho thấy các điều kiện tới hạn của độ ổn định ngang khi xe quay vòng. Nghiên cứu đề xuất các phương án thiết kế tối ưu nhằm nâng cao tính năng an toàn của xe. Hướng phát triển tiếp theo là ứng dụng mô hình này vào các loại xe khác và cải tiến các thông số kỹ thuật để nâng cao độ chính xác của mô phỏng.
