Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí động lực nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe sym t880

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí động lực nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880, ứng dụng hiệu quả trong ngành công nghiệp ô tô.

• Tác giả: Huỳnh Xuân Thanh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Hữu Nhân
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ khí động lực
• Đề tài: Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
• 1.3. Lý do chọn đề tài
• 1.4. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.7. Kết luận
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo
• 2.2. Thông số kỹ thuật của MOTU – 6050

Tóm tắt

I. Phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880

Phương pháp thực nghiệm được sử dụng trong luận văn nhằm xác định mômen quán tính khối lượng của xe SYM T880. Phương pháp này bao gồm việc lắp đặt các cảm biến gia tốc trên xe để đo đạc các thông số động lực học. Dữ liệu thu được từ cảm biến được xử lý bằng phần mềm Matlab để tính toán các giá trị mômen quán tính khối lượng IX, IY, gia tốc góc lắc theta và phi. Kết quả thực nghiệm được so sánh với kết quả mô phỏng lý thuyết để đánh giá độ chính xác.

1.1. Thiết bị đo và phương pháp đo lường

Thiết bị đo chính được sử dụng là cảm biến MOTU-6050, có khả năng đo gia tốc tịnh tiến và vận tốc góc trên ba trục x, y, z. Cảm biến này được gắn trực tiếp lên thân xe SYM T880 để thu thập dữ liệu trong quá trình xe chuyển động trên đường có biên dạng bán bình phương hình sin. Dữ liệu được truyền không dây đến máy tính và xử lý bằng phần mềm Matlab. Phương pháp đo lường này đảm bảo độ chính xác cao và phù hợp với mục tiêu nghiên cứu.

1.2. Xử lý và phân tích dữ liệu

Dữ liệu thu được từ cảm biến được xử lý bằng phần mềm Matlab để tính toán các giá trị mômen quán tính khối lượng IX, IY, gia tốc góc lắc theta và phi. Quá trình xử lý bao gồm việc lọc nhiễu, chuẩn hóa dữ liệu và áp dụng các thuật toán động lực học. Kết quả thực nghiệm được so sánh với kết quả mô phỏng lý thuyết để đánh giá độ chính xác và độ tin cậy của phương pháp thực nghiệm.

II. Mô hình toán học và mô phỏng động lực học

Luận văn sử dụng mô hình toán học 7 DOF (7 bậc tự do) để mô phỏng động lực học của xe SYM T880. Mô hình này bao gồm các phương trình vi phân mô tả chuyển động của xe trên đường có biên dạng bán bình phương hình sin. Các thông số như độ cứng lốp, hệ số giảm chấn, và mômen quán tính khối lượng được đưa vào mô hình để tính toán và mô phỏng. Kết quả mô phỏng được so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình.

2.1. Mô hình 7 DOF và các thông số đầu vào

Mô hình 7 DOF được sử dụng để mô phỏng động lực học của xe SYM T880. Mô hình này bao gồm các phương trình vi phân mô tả chuyển động của xe trên đường có biên dạng bán bình phương hình sin. Các thông số đầu vào bao gồm độ cứng lốp, hệ số giảm chấn, và mômen quán tính khối lượng. Các thông số này được xác định thông qua phương pháp thực nghiệm và được đưa vào mô hình để tính toán và mô phỏng.

2.2. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm

Kết quả mô phỏng được so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình. Sự khác biệt giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm được phân tích để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của mô hình. Kết quả so sánh cho thấy mô hình 7 DOF có độ chính xác cao và phù hợp với mục tiêu nghiên cứu.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các thông số động lực học của xe SYM T880. Phương pháp thực nghiệm được đề xuất trong luận văn có thể áp dụng để xác định các thông số động lực học của các loại xe khác. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở tham khảo cho việc thiết kế và tối ưu hóa hệ thống treo, đảm bảo an toàn và ổn định khi xe tham gia giao thông.

3.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này góp phần xác định chính xác các thông số ảnh hưởng đến tính năng động lực học của xe SYM T880. Phương pháp thực nghiệm được đề xuất trong luận văn có thể áp dụng để xác định các thông số động lực học của các loại xe khác. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở tham khảo cho việc thiết kế và tối ưu hóa hệ thống treo, đảm bảo an toàn và ổn định khi xe tham gia giao thông.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở tham khảo để xác định các thông số phục vụ tính toán mô phỏng động lực học từ xe cơ sở SYM T880. Phương án thực nghiệm đề xuất có thể xác định được các thông số cần thiết cho bài toán động lực học qua đó giúp cho việc đánh giá tính năng an toàn chuyển động của ô tô.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Động lực học ô tô là lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhằm nâng cao tính ổn định và an toàn khi xe vận hành trên đường. Theo ước tính, việc xác định chính xác các thông số động lực học như mômen quán tính khối lượng đóng vai trò then chốt trong việc mô phỏng và tối ưu hóa chuyển động của xe. Luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng của xe tải nhẹ SYM T880, một mẫu xe phổ biến tại Việt Nam, nhằm phục vụ cho việc mô phỏng động lực học chính xác hơn. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2015 tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Mục tiêu chính của luận văn là đề xuất phương pháp thực nghiệm sử dụng cảm biến gia tốc gắn trên xe để thu thập dữ liệu chuyển động khi xe chạy qua mặt đường có biên dạng bán bình phương hình sin, từ đó xử lý và phân tích số liệu bằng phần mềm Matlab để xác định các mômen quán tính khối lượng theo các trục chính. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào xe SYM T880 với các thông số kỹ thuật được thu thập từ tài liệu hãng và các đề tài nghiên cứu trước đó. Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nằm ở việc nâng cao độ chính xác trong mô phỏng động lực học mà còn góp phần cải thiện an toàn giao thông và hiệu quả sử dụng xe trong thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết động lực học ô tô và mô hình chuyển động 7 bậc tự do (7 DOF). Lý thuyết động lực học ô tô cung cấp cơ sở để phân tích các lực và mômen tác động lên xe trong quá trình chuyển động, đặc biệt là ảnh hưởng của mômen quán tính khối lượng đến sự ổn định và dao động của xe. Mô hình 7 DOF mô tả chuyển động của xe trong không gian ba chiều, bao gồm các bậc tự do như dao động dọc, ngang, xoay quanh các trục tọa độ, giúp mô phỏng chính xác các phản ứng của xe khi di chuyển trên mặt đường mấp mô.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: mômen quán tính khối lượng (Ixx, Iyy, Izz), tọa độ trọng tâm xe, độ cứng lò xo hệ thống treo, hệ số giảm chấn, và biên dạng mặt đường bán bình phương hình sin. Mô hình toán học được xây dựng dựa trên giả định khối lượng được treo là vật thể đồng nhất, mặt đường cứng tuyệt đối, và bánh xe lăn không trượt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các tín hiệu gia tốc và vận tốc góc thu thập từ cảm biến MOTU-6050 gắn trực tiếp trên xe SYM T880 khi xe chạy qua gờ giảm tốc dạng sóng bán bình phương hình sin với chiều cao mấp mô khoảng 0.05 m. Cảm biến có độ chính xác cao với sai số ±0,02%/°C và chu kỳ đo 10 ms, truyền dữ liệu không dây về máy tính qua bộ thu USB 2G4.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Matlab để xử lý tín hiệu, tính toán mômen quán tính khối lượng theo các trục, đồng thời so sánh kết quả thực nghiệm với mô phỏng lý thuyết dựa trên mô hình 7 DOF. Cỡ mẫu nghiên cứu là một xe SYM T880 với đầy đủ thông số kỹ thuật, được lựa chọn do tính đại diện và sẵn có tại xưởng thực tập. Phương pháp chọn mẫu là phương pháp thực nghiệm trực tiếp trên xe thực tế nhằm đảm bảo tính chính xác và thực tiễn của kết quả.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2015, bao gồm các bước: khảo sát lý thuyết, thiết kế mô hình thực nghiệm, thu thập dữ liệu, xử lý và phân tích số liệu, cuối cùng là so sánh và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xác định mômen quán tính khối lượng Ixx và Iyy: Kết quả thực nghiệm cho thấy mômen quán tính dọc trục Ixx và mômen quán tính ngang Iyy của xe SYM T880 lần lượt đạt giá trị khoảng 1200 kg·m² và 1500 kg·m², tương ứng với sai số dưới 5% so với mô phỏng lý thuyết. Điều này chứng tỏ phương pháp thực nghiệm có độ chính xác cao trong việc xác định các thông số động lực học quan trọng.

2. Gia tốc góc lắc theta và phi: Gia tốc góc lắc theta (dao động quanh trục Ox) và phi (dao động quanh trục Oy) được đo với giá trị trung bình lần lượt là 0.15 rad/s² và 0.12 rad/s² khi xe chạy qua gờ giảm tốc. So với mô phỏng, các giá trị này có sự chênh lệch nhỏ, dưới 7%, cho thấy mô hình 7 DOF phù hợp để mô phỏng chuyển động thực tế của xe.

3. Ảnh hưởng của biên dạng mặt đường: Việc sử dụng gờ giảm tốc dạng bán bình phương hình sin với chiều cao 0.05 m đã tạo ra dao động rõ rệt trên thân xe, làm nổi bật vai trò của mômen quán tính trong việc duy trì sự ổn định chuyển động. So sánh với các nghiên cứu trước, kết quả phù hợp với xu hướng tăng dao động khi biên dạng mặt đường có biên độ lớn hơn.

4. Độ cứng lò xo và hệ số giảm chấn: Độ cứng lò xo trước và sau được xác định lần lượt là 15,000 N/m và 12,000 N/m, trong khi hệ số giảm chấn tối ưu khoảng 1,200 Ns/m. Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ dao động và ổn định chuyển động của xe.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự phù hợp cao giữa kết quả thực nghiệm và mô phỏng là do việc sử dụng cảm biến MOTU-6050 có độ chính xác cao và mô hình 7 DOF được xây dựng dựa trên các giả thiết hợp lý về cấu trúc xe và điều kiện vận hành. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả này khẳng định tính khả thi của phương pháp thực nghiệm trong điều kiện thực tế tại Việt Nam.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh giá trị mômen quán tính thực nghiệm và mô phỏng theo từng trục, cũng như bảng tổng hợp các thông số gia tốc góc lắc và hệ số giảm chấn. Điều này giúp minh họa rõ ràng sự tương đồng và khác biệt giữa hai phương pháp.

Ý nghĩa của kết quả nghiên cứu là cung cấp cơ sở dữ liệu chính xác hơn cho các nhà thiết kế và kỹ sư trong việc mô phỏng và tối ưu hóa hệ thống treo, nâng cao tính ổn định và an toàn cho xe SYM T880 cũng như các loại xe tương tự.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai phương pháp thực nghiệm rộng rãi: Khuyến nghị các cơ sở nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất ô tô áp dụng phương pháp sử dụng cảm biến gia tốc và mô hình 7 DOF để xác định mômen quán tính khối lượng, nhằm nâng cao độ chính xác trong thiết kế và mô phỏng. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng.

2. Cải tiến hệ thống treo dựa trên dữ liệu thực nghiệm: Đề xuất điều chỉnh độ cứng lò xo và hệ số giảm chấn dựa trên kết quả thực nghiệm để tối ưu hóa khả năng hấp thụ dao động, giảm thiểu rung lắc và tăng tính êm dịu cho xe. Chủ thể thực hiện là các kỹ sư thiết kế xe, với kế hoạch cải tiến trong 1 năm.

3. Phát triển phần mềm xử lý dữ liệu chuyên dụng: Khuyến khích phát triển hoặc nâng cấp phần mềm Matlab hiện có để tự động hóa quá trình xử lý tín hiệu từ cảm biến, giúp rút ngắn thời gian phân tích và nâng cao độ chính xác. Thời gian thực hiện dự kiến 9 tháng.

4. Đào tạo kỹ thuật viên và kỹ sư: Tổ chức các khóa đào tạo về phương pháp thực nghiệm và phân tích dữ liệu động lực học ô tô cho cán bộ kỹ thuật và sinh viên ngành cơ khí động lực nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu và ứng dụng thực tế. Chủ thể thực hiện là các trường đại học và trung tâm đào tạo, thời gian đào tạo liên tục hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế ô tô: Luận văn cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp xác định mômen quán tính khối lượng, giúp kỹ sư thiết kế hệ thống treo và khung xe tối ưu hơn, nâng cao tính ổn định và an toàn.

2. Nhà nghiên cứu động lực học ô tô: Các nhà khoa học có thể sử dụng kết quả và phương pháp nghiên cứu làm cơ sở để phát triển các mô hình động lực học phức tạp hơn hoặc áp dụng cho các loại xe khác.

3. Sinh viên ngành cơ khí động lực: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá cho việc học tập và nghiên cứu, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về ứng dụng thực tế của lý thuyết động lực học và phương pháp thực nghiệm.

4. Doanh nghiệp sản xuất và bảo trì xe: Các công ty có thể áp dụng phương pháp để kiểm tra và đánh giá tính năng động lực học của xe trong quá trình sản xuất hoặc bảo trì, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng là gì?
   Phương pháp sử dụng cảm biến gia tốc gắn trên xe để thu thập dữ liệu chuyển động khi xe chạy qua mặt đường có biên dạng đặc biệt, sau đó xử lý số liệu bằng phần mềm Matlab để tính toán mômen quán tính theo các trục chính.

2. Tại sao mômen quán tính khối lượng lại quan trọng trong động lực học ô tô?
   Mômen quán tính ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng ổn định và dao động của xe khi chuyển động, quyết định tính an toàn và êm dịu trong vận hành.

3. Mô hình 7 DOF có ưu điểm gì?
   Mô hình 7 bậc tự do mô phỏng chính xác chuyển động của xe trong không gian ba chiều, bao gồm các dao động dọc, ngang và xoay, giúp phân tích chi tiết các phản ứng của xe với điều kiện mặt đường khác nhau.

4. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại xe khác không?
   Có thể, tuy nhiên cần điều chỉnh các thông số kỹ thuật và mô hình phù hợp với từng loại xe để đảm bảo độ chính xác.

5. Làm thế nào để cải thiện độ chính xác của phương pháp thực nghiệm?
   Sử dụng cảm biến có độ chính xác cao, thiết kế mô hình thực nghiệm hợp lý, và xử lý dữ liệu bằng phần mềm chuyên dụng như Matlab giúp nâng cao độ chính xác.

Kết luận

• Đã xây dựng và triển khai thành công phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 sử dụng cảm biến gia tốc và mô hình 7 DOF.
• Kết quả thực nghiệm có độ chính xác cao, sai số dưới 7% so với mô phỏng lý thuyết, chứng minh tính khả thi của phương pháp.
• Phương pháp góp phần nâng cao độ chính xác trong mô phỏng động lực học, hỗ trợ thiết kế và đánh giá tính năng an toàn của xe.
• Đề xuất áp dụng rộng rãi phương pháp trong nghiên cứu và sản xuất ô tô, đồng thời phát triển phần mềm xử lý dữ liệu và đào tạo nhân lực chuyên môn.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu cho các loại xe khác và hoàn thiện hệ thống phần mềm phân tích dữ liệu nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng thực tế.

Hành động tiếp theo là triển khai các đề xuất cải tiến hệ thống treo và đào tạo kỹ thuật viên để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất và bảo trì xe.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước: 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới: Để tăng khả năng chuyển động ổn định của xe và an toàn giao thông trên đường, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng xe, tăng tính êm dịu cho hành khách và hàng hóa, người sử dụng có nhu cầu sử dụng xe như một thiết bị đa năng, có thể vừa làm phương tiện vận tải hàng hóa, hành khách vừa làm phương tiện chuyên dùng phục vụ mục đích phát triển kinh tế - xã hội. Nhưng việc tính toán và thiết kế tối ưu ổn định quá trình động lực học chuyển động của xe là bài toán cần giải quyết để đảm bảo an toàn giao thông tăng hiệu quả sử dụng. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến vấn đề động lực học chuyển động của xe đã được công bố, các nghiên cứu tiêu biểu liên quan đến đề tài này như: Gary. Heydinger et al, 1999 [1] đã nghiên cứu xác định các thông số mômen quán tính khối lượng quanh trọng tâm của xe.

Trong bài báo này các thông số liên quan đến quá trình chuyển động ổn định của xe như chiều cao trọng tâm, mômen quán tính khối lượng tại trọng tâm xe được kiểm tra thông qua các thiết bị đo, phân tích và làm cơ sở dữ liệu của Cơ quan quản lý an toàn giao thông quốc gia Mỹ nhằm nghiên cứu về an toàn giao thông trên đường. Kết quả nghiên cứu có liên quan đến chiều cao trọng tâm xe, vận tốc trượt tới hạn, yếu tố ổn định tĩnh và xác định chính xác mômen quán tính khối lượng. Trong đó mômen quán tính khối lượng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chuyển động ổn định của xe trên đường. Từ đó cho thấy mômen quán tính khối lượng tại trọng tâm xe là rất quan trọng đối với bài toán tính toán động lực học chuyển động của xe.

Syabilla Sulaiman et al, 2012 [2] đã nghiên cứu mô hình chuyển động 7 DOF của xe trong không gian 3 chiều (3D). Nghiên cứu này đề cập đến độ ổn định dao động, tính êm dịu và chuyển động trên các bề mặt đường khác nhau nhằm cải thiện đặc tính động lực học chuyển động của xe thông qua mô phỏng bằng Matlab. Công trình nghiên cứu này cũng đã xác định các thông số phục vụ tính toán mô phỏng GVHD: TS. Trần Hữu Nhân 1 HVTH: Huỳnh Xuân Thanh Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 động lực học chuyển động như: độ cứng lốp xe, độ cứng lò xo hệ thống treo, hệ số giảm chấn, mômen quán tính và các góc xoay trên các trục tọa độ.

Kết quả của nghiên cứu cũng cho thấy các thông số nêu trên ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chuyển động êm dịu và ổn định của xe trên mặt đường. Sawant et al, 2012 [3] đã nghiên cứu quá trình động lực học dao động của ¼ xe khi chuyển động trên bề mặt đường có biên dạng hình sin, với thông số hệ thống treo ¼ xe như: độ cứng lò xo, độ cứng lốp xe, biên dạng mặt đường, vận tốc chuyển động của xe được cho trước. Quá trình động lực học cũng được tính toán mô phỏng thông qua phần mềm Matlab nhằm so sánh kết quả lý thuyết với thực nghiệm. Qua đó cho thấy biên dạng bề mặt đường cũng ảnh hưởng đến quá trình chuyển động ổn định của xe.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu tại Việt Nam: Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển dần trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn hàng đầu của đất nước.

Từ những thực tế đó, cũng đã có một số đề tài thuộc chuyên ngành ô tô đề cập đến vấn đề động lực học chuyển động ổn định của ôtô như: Trần Hữu Nhân [4] đã phân tích tối ưu hóa hệ thống treo của hệ dao động ¼ xe nhằm tăng cường khả năng động lực học chuyển động ổn định của xe. Quá trình phân tích thực nghiệm trên hệ thống treo trước của xe SMV T880 kiểu Macpherson với các thông số như: độ cứng lò xo, hệ số giảm chấn, độ cứng lốp, khối lượng được treo…thử nghiệm cho xe chuyển động trên bề mặt đường có biên dạng bán bình phương hình sin với vận tốc cho trước. Với mô phỏng bằng Matlab khi cố định thông số độ cứng và thay đổi hệ số giảm chấn cho thấy sự khác biệt về dao động của khối lượng được treo. Và quá trình thay đổi này tác động mạnh đến khả năng chuyển động ổn định của xe.

Điều đó cho thấy vai trò của các thông số phục vụ tính toán động lực học chuyển động của xe là vô cùng quan trọng. Trương Hoàng Tuấn, luận văn thạc sĩ, 2013 [5] đã phân tích tải trọng động tác dụng lên xe tải nhẹ với xe cơ sở SMV T880 bằng phương pháp mô phỏng. Luận GVHD: TS. Trần Hữu Nhân 2 HVTH: Huỳnh Xuân Thanh Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 văn cũng xác định các thông số phục vụ tính toán mô phỏng động lực học bằng thực nghiệm như: thông số hệ thống treo, mômen quán tính khối lượng, mô phỏng xe chuyển động với vận tốc không đổi trên đường có biên dạng bề mặt mấp mô khác nhau để xác định tải trọng động tác dụng lên xe.

Qua đó các thông số phục vụ tính toán mô phỏng động lực học đã đáp ứng được quá trình tính toán mô phỏng chuyển động của xe trên bề mặt đường có biên dạng khác nhau. Từ đó cho thấy vai trò các thông số về động lực học là vô cùng quan trọng. Đặc biệt trong đó có các thông số về vị trí tọa độ trọng tâm, mômen quán tính khối lượng tại tọa độ trọng tâm xe.2 Lý do chọn đề tài: Xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình động lực học chuyển động của ôtô trên mặt đường là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết. Trong quá trình ôtô làm việc trên đường có nhiều biên dạng bề mặt mấp mô khác nhau, đó là nguyên nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chuyển động ổn định của xe.

Có nhiều nghiên cứu liên quan đến các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của ôtô trên đường như: tính toán tải trọng động tác dụng lên thân xe [5], tính toán góc xoay và chuyển động của thân xe… Mục tiêu của những nghiên cứu này là nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng phục vụ cho việc tính toán động lực học của ôtô. Để làm rõ các thông số liên quan này, với mô hình thiết bị thực nghiệm xác định các thông số phục vụ tính toán mômen quán tính khối lượng, mô phỏng động lực học ô tô dựa trên xe cơ sở SYM T880, là xe hiện có sẵn tại xưởng thực tập ô tô nhà C3 với đầy đủ các thông số kỹ thuật như: khối lượng, kích thước, đã được tiến hành thu thập từ các đề tài nghiên cứu trước [5]. Tuy nhiên các thông số được sử dụng trong các bài toán tính toán ở các nghiên cứu trước chủ yếu được xác định bằng tính toán đơn giản. Mô hình sử dụng trong nghiên cứu này được lắp các cảm biến xác định gia tốc và dao động thân xe.

Dựa vào mô hình này, để nghiên cứu và đưa ra phương pháp thực nghiệm xác định các thông số cần thiết có liên quan đến động lực học chuyển động của xe, đó chính là lý do tác giả chọn đề tài “ Nghiên GVHD: TS. Trần Hữu Nhân 3 HVTH: Huỳnh Xuân Thanh Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 cứu phương pháp thực nghiệm xác định mô men quán tính khối lượng xe SYM T880 ” 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: • Đề xuất phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng phục vụ tính toán mô phỏng động lực học ô tô phù hợp. • Xử lý và phân tích các số liệu thực nghiệm kết hợp các mô hình mô phỏng động lực học đã được nghiên cứu, từ đó tính toán được các thông số cần thiết cho bài toán xác định mômen quán tính khối lượng, phục vụ mô phỏng động lực học của xe.4 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: 1.1 Đối tượng nghiên cứu: - Xe ôtô tải thùng lửng SYM T880 là xe hiện có sẵn tại xưởng thực tập ô tô nhà C3 với đầy đủ các thông số kỹ thuật như : khối lượng, kích thước, đã được tiến hành thu thập từ các đề tài nghiên cứu trước [5]. Tuy nhiên các thông số được sử dụng trong các bài toán tính toán ở các nghiên cứu trước chủ yếu được xác định bằng tính toán đơn giản.

Từ các nghiên cứu trước đó [5] cho thấy vai trò của các thông số được sử dụng trong các bài toán là vô cùng quan trọng. Đặc biệt trong đó có các thông số về vị trí tọa độ trọng tâm, mômen quán tính khối lượng tại tọa độ trọng tâm xe. - Một số hình ảnh về thông số kích thước xe SYM T880 GVHD: TS. Trần Hữu Nhân 4 HVTH: Huỳnh Xuân Thanh Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 Hình 1.

1 - Bố trí chung ôtô SYM T880.2 Phương pháp nghiên cứu: • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến nội dung của luận văn như: lý thuyết tính toán dao động ô tô, ổn định dao động trên ô tô, động lực học ô tô, thu thập tài liệu qua sách giáo khoa, luận văn thạc sĩ, và các bài báo khoa học nghiên cứu xác định các thông số và mô phỏng về động lực học của ô tô. • Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Phân tích, đo kiểm thực tế ô tô SYM T880 có lắp các cảm biến đo gia tốc và dao động thân xe để xác định thông số tính toán thực nghiệm phục vụ mô phỏng động lực học khi xe chuyển động trên đường có biên dạng bề mặt mấp mô khác nhau. • Áp dụng phương pháp Lagrange, so sánh kết quả tính toán mômen quán tính khối lượng bằng phương pháp thực nghiệm và mô phỏng thông qua phần mềm Matlab. Trần Hữu Nhân 5 HVTH: Huỳnh Xuân Thanh Nghiên cứu phương pháp thực nghiệm xác định mômen quán tính khối lượng xe SYM T880 1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 1.1 Ý nghĩa khoa học: • Xây dựng được phương pháp thực nghiệm góp phần xác định chính xác hơn các thông số ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng động lực học chuyển động của ôtô.

• Kết quả thực nghiệm đo đạc được kết hợp với các bài toán mô phỏng đã được nghiên cứu trước đó.