MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................................i

MỤC LỤC................................................................................................................................................iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH...........................................................................................................................iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................................................vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU....................................................................................................................vii

PHẦN MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ CHỞ CHẤT LỎNG......................................................................2

1.1. Tổng quan về ô tô chở chất lỏng......................................................................................................2

1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định lật ngang cua ô tô chở chất lỏng..........................................3

1.2.1 Các yếu tố kết cấu của xe chở chất lỏng........................................................................................3

1.2.2 Các yếu tố hình học của đường ô tô...............................................................................................6

1.2.3 Yếu tố thời tiết.................................................................................................................................6

1.3 Các thống số đánh giá ổn định lật ngang của ô tô.............................................................................6

1.3.1 Hệ số ổn định tĩnh (SSF - Static Stability Factor)............................................................................6

1.3.2 Ngưỡng lật ngang tĩnh(SRT)...........................................................................................................8

1.3.3 Năng lượng dự trữ chống lật.........................................................................................................10

1.3.4 Hệ số phân bố tải trọng (Load Transfer Ratio)...............................................................................11

1.3.5 Lực ngang riêng giới hạn (m_gh).....................................................................................................12

1.4 Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước......................................................................................12

1.5 Đối tượng, mục tiêu, phạm vi và phương pháp nghiên cứu.............................................................16

1.5.1 Đối tượng nghiên cứu....................................................................................................................16

1.5.2 Mục tiêu nghiên cứu......................................................................................................................16

1.5.3 Phạm vi nghiên cứu.......................................................................................................................17

1.5.4 Phương pháp nghiên cứu..............................................................................................................17

1.6 Kết luận chương................................................................................................................................17

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................................................18

2.1 Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình....................................................................................................18

2.2.1 Các giả thiết xây dựng mô hình.....................................................................................................18

2.2.2. Xây dựng mô hình ổn đinh lật ngang động cảu ô tô trên một trục khi chưa có chất lỏng ............20

2.2.3. Xây dựng mô hình ổn định lật ngang động của ô tô trên một trục khi có chất lỏng......................26

2.3 Xác đinh các thông số ổn định lật ngang của ô tô trên một trục.......................................................40

2.4 Kết luận chương...............................................................................................................................41

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ...........................................................................42

3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm matlab/ simulink......................................................42

3.1.1. Khái quát chung về MATLAB........................................................................................................42

3.1.2 Giới thiệu về Simulink....................................................................................................................45

3.1.3. Mô hình mô phỏng ổn định lật ngang của ô tô trên phần mềm Matlab/Simulink..........................47

3.2 Đối tượng, mục tiêu và các trường hợp khảo sát............................................................................49

3.2.1 Đối tượng khảo sát........................................................................................................................49

3.2.2  Mục tiêu khảo sát và các trường hợp khảo sát............................................................................51

3.3 Mô phỏng đọng lực học ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy........................................................51

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................................57

1. Kết luận..............................................................................................................................................57

2. Kiến nghị............................................................................................................................................57

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................................58

LỜI CẢM ƠN

Trong thời giam làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy, cô và bạn bè.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy:  PGS.TS ………………., giảng viên bộ môn Cơ Khí Ô Tô trường Đại học Giao Thông Vận Tải và thầy - Th.S ………………. giảng viên trường Đại Học Công Nghiệp Hồ Chí Minh đã tận tình trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong trường Đại học Giao Thông Vận Tải và Phân Hiệu trường Đại học Giao Thông Vận Tải nói chung, các thầy, cô trong Khoa Cơ khí nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                                                                               TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                          Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                          ………………

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Tính ổn định lật ngang của ô tô là một trong các tính chất an toàn quan trọng.
Đặc biệt đối với ô tô chở chất lỏng, tính ổn định lật ngang thường kém hơn so với ô tô chở chất rắn. Đối với xe chở chất lỏng thường tải trọng nặng thường xuyên, cũng như các xe chở chất lỏng thường là các chất lỏng mang tính độc hại hay mang tính dễ bốc cháy như xăng, dầu,... . Hơn nữa, sự dịch chuyển của chất lỏng trong quá trình vận chuyển làm khuyếch đại khả năng mất ổn định lật ngang khi di chuyển. Do đó, khi di chuyển trên đường ở tốc độ cao, cũng như tránh né các tình huống bất ngờ có thể xảy ra trong khi tham gia giao thông làm phần chất lỏng bên trong bồn chứa dịch chuyển, làm thay dổi trọng tâm xe và gây lật ngang. Nguyên nhân sơ bộ của hiện tường lật ngang được xác định là do thay đổi tọa độ trọng tâm của khối chất lỏng trong bồn chứa và sự thay đổi hướng đột ngột khi ở vận tốc cao. Đề tài: “Khảo sát ngưỡng ổn định lật ngang của ô tô chở chất lỏng’’  có ý nghĩa quan trọng trong việc thiets kế chế tạo, khai thác và sử dụng ô tô chở chất lỏng an toàn.

2. Đối tượng nghiên cứu

Xe chữa cháy RENAULT - Saurus là đối tượng nghiên cứu.

3. Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu mô hình trong mặt phẳng ngang trên 1 trục.

4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của mực chất lỏng đến ổn định lật ngang của ô tô chưa cháy.
Từ đó có thể cải thiện về mặt kết cấu, nghiên cứu các hệ thống điều khiển ổn định ngang ô tô chữa cháy để đưa ra điều kiện giới hạn trong khai thác.

5. Phương pháp nghiên cứu.

Lý thuyết và mô phỏng, tính toán trên máy tính.

6. Kết cấu luận văn

Ngoài phần mở đầu và tài liệu tham khảo luận văn kết cấu gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về ô tô chở chất lỏng

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Khảo sát và phân tích kết quả

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ CHỞ CHẤT LỎNG

1.1. Tổng quan về ô tô chở chất lỏng

Ô tô chở chất lỏng hay còn gọi là xe bồn hay xe xitec là loại xe có kích thước lớn, động cơ mạnh mẽ. Đặc biệt, điểm nhận dạng đặc trưng của loại xe này là bồn chuyên dụng ở thân xe. Ở phần bồn này thường được thiết kế để chở các loại chất lỏng hoặc nguyên liệu đặc trưng. Hiện nay, dòng xe này khá phổ biến trong đời sống hiện nay. Ô tô chở chất lỏng chỉ chở được một vài loại hàng hóa như các loại chất lỏng, khí hóa lỏng vì tính năng chuyên dụng của mình.

Ô tô chở chất lỏng là loại phương tiện dủng để vận chuyển các loại hàng hóa sau đây không có bao bì:

Sản phẩm dầu mỏ (xăng, dầu,...)

Hóa chất (axit, các sản phẩm dung dịch tổng hợp,...)

Thực phẩm (sữa, bia, rượu, nước ngọt,...)

Khí nén và khí hóa lỏng (butan, metan,...)

Hỗn hợp ướt (bê tông tươi, nhựa trải đường,...)

Chất bột (xi măng, bột mì, vôi bột,...)

* Phân loại ô tô chở chất lỏng:

- Theo khung cơ sở có lắp xitéc: ô tô xitéc, rơmooc xitéc, sơmi rơmooc xitéc,..

- Theo mục đích sử dụng: dùng để vận chuyển (ôtô xitéc), dùng để vận chuyển và cấp phát (ô tô xitéc cấp phát)

- Theo áp suất trong xitéc: xitéc có áp xuất dư, xitéc không có áp suất dư.

- Theo hình dạng xitéc: xitéc tròn, xitéc hình hộp, xitéc hình elip,…

- Theo vật liệu chế tạo xitéc: xitéc kim loại (thép, hợp kim nhôm, …), xitéc phi kim loại (nhựa, chất dẻo,…)

- Theo tính chất nhiệt: xitéc có nhiệt độ bình thường, xitéc giữ nhiệt,xitéc hâm nóng,…

* Một số yêu cầu cơ bản của ô tô chở chất lỏng:

Trong thiết kế ô tô xitéc cần chú ý các nhân tố sau:

Tính chất lý hóa của hàng hóa vận chuyển, mức độ độc hại, nguy hiểm và trọng lượng riêng của chúng (ảnh hưởng tới tải trọng của xe)

Điều kiện vận chuyển (đường xá, bảo quản hàng,…) Đối vớ ô tô xitéc cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Xitéc phải đảm bảo đủ bền và đáng tin cậy: xitéc có tiết diện tròn bền hơn loại elip. Loại elip có độ bề cao hơn hình thang.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định lật ngang cua ô tô chở chất lỏng

1.2.1. Các yếu tố kết cấu của xe chở chất lỏng

1.2.1.1.Chiều cao trọng tâm

Chiều cao trọng tâm ảnh hưởng đến tính ổn định khi xe đứng yên trên dốc, quay vòng, tăng tốc hay phanh ô tô. Khi xe di chuyển với vận tốc lớn mà phải xử lý các tình huống bất ngờ như vào cua, bẻ ngang, đột ngột rẽ gấp,...  để tránh chứng ngại vật, vật cản khi di chuyển trên đường có thể làm cho xe bị lật ngang. Khi vào cua xe chịu ảnh hưởng bởi 3 lực: lực quán tính (lực ly tâm), trọng lực và phản lực từ mặt đường tác dụng lên lốp xe.

1.2.1.3. Thanh cân bằng

Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc khi quay vòng, dưới tác dụng của lực quán tính(lực lý tâm), phản lực thẳng đứng của mặt đường lên hai bánh xe trên cùng một cầu thay đổi, dẫn tới tăng độ nghiêng của xe gây lật gây mất ổn định lật ngang của xe. Các bộ phận đàn hồi khi bị biến dạng ở hai bên khác nhau sẽ tác dụng lên xe một momen chống lật. Mômen chống lật tăng lên đảm bảo thân xe nghiêng nhỏ hơn và san đều tải trọng thẳng đứng ở bánh xe.

1.2.3. Yếu tố thời tiết

Các yếu tố bất lợi của thời tiết cũng làm ảnh hưởng đến sự vận hành ổn định của ô tô trên đường, thời tiết mưa làm đường trơn làm giảm độ bám của lốp và mặt đường, độ mấp mô mặt đường, trời tối, sương mù làm giảm tầm nhìn, khả năng phản xạ của người lái. Các yếu tố trên cũng góp phần làm giảm độ ổn định khi xe vận hành trên đường, những yếu tố này cũng được kể tới trong nghiên cứu đọ ổn định lật ngang của ô tô.

1.3. Các thống số đánh giá ổn định lật ngang của ô tô

Khi cho ô tô quay vòng, độ bám đường của lốp xe đảm bảo xe đi theo quỹ đạo mong muốn của người lái. Nếu đường trơn do trời mưa hay đường có độ nhám thấp thì xe dễ bị trượt ngang. Nếu trường hợp đường có độ nhám cao và xe có chiều cao trọng tâm lớn sẽ làm cho lực quán tính của xe được tăng lên, tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc với khối lượng của xe và tỷ lệ nghịch với bán kính quay vòng.

1.3.1. Hệ số ổn định tĩnh (SSF - Static Stability Factor)

Tính ổn định ngang tĩnh là một tính chất tương đối quan trọng và được sử dụng nhiều để đánh giá ổn định ngang của ô tô bởi tính toán đơn giản. Trong trường hợp khảo sát tính ổn định tĩnh của ô tô, ta coi hệ thống treo và lốp cứng tuyệt đối.

Xét ổn định ngang tĩnh của ô tô (Hình 1.3), lực ngang P_Y tác dụng vào trọng tâm gây trượt và lật đổ.

Để đánh giá tính ổn định chống lật của ô tô người ta sử dụng Hệ số ổn định tĩnh (SSF – Static Stability Factor) và phân loại ô tô theo tính ổn định tĩnh:

SSF = B/2h_g                (1.1)

Trong đó:

B - là chiều rộng vết bánh xe.

h_g - là chiều cao trọng tâm của xe. Chỉ số SSF chưa xét đến các yếu tố động và sự biến dạng của hệ thống treo.

1.3.2. Ngưỡng lật ngang tĩnh(SRT)

Các nghiên cứu ổn định lật ngang tĩnh thường dùng bàn thử nghiêng ngang( Tilt Table Test) để xác định các tiêu chí ổn định ngang tĩnh. Bàn thử nghiêng ngang bao gồm một mặt sàn có gắn cảm biến đo góc nghiêng, thanh chống trượt ngang giúp xe không bị trượt trong quá trình thí nghiệm diễn ra. Một cảm biến được gắn trên xe để đó góc lật ngang, một cảm biếng gắn phía dưới lốp xe để xác định điều kiện tách bánh.

Kết quả của thí nghiệm là góc lật ngang tĩnh β (được xác định thông qua trạng thái tách bánh nhờ cảm biến đặt dưới sàn). Để cảm biến tiếp xúc với bánh xe trong quá trình thí nghiệm thì xe phải được chặn ngang để xe không bị trượt. Từ đó tính được hệ số TTR (Tilt Table Ratio) theo công thức:

TTR = mgsinβ/mgcosβ=tanβ                     (1.2)

Trong đó:

m - là khối mượng toàn bộ xe thí nghiệm.

g - là gia tốc trọng trường.

Góc nghiêng ngang là một trong những thông số quan trọng đánh giá sự mất ỏn định ngang của ô tô. Góc nghiêng ngang càng lớn thì khả năng ổn định lắc càng cao. Ngày nay, phương pháp thử nghiêng ngang được ứng dụng nhiều trong các trung tâm kiểm định an toàn, cũng như là các hãng xe.

1.3.3. Năng lượng dự trữ chống lật

Hàm RPER (Rollover Prevention Energy Reserve) là một hàm dựa trên sự cân bằng thế năng U_crit và động năng T_k được biểu diễn như sau:

RPER = U_cpd - T_k                      (1.6)

Trong đó:

U_crit - là thế năng tại vật khi xảy ra hiện tượng lật ngang

T_k - là động năng của vật tại thời điểm lật ngang

Hệ số chống lật RPM (Rollover Prevention Metric) bị phụ thuộc vào hệ số SSF, khối lượng xe m và mô men quán tính J_x được biểu diễn thông qua công thức sau:

RPM = 1-(M/(J_x + m(SSF+1))                    (1.7)

1.3.5. Lực ngang riêng giới hạn (μ_gh ) 

Lực ngang riêng là lực ngang trên một đơn vị trong lượng của ô tô

μ  = P_y/G = m.a_y/mg = a_y/g                           (1.10)

Lực ngang riêng giới hạn

Μ_gh =  a_ymax = g = B/sh_g = SSF = SRT/G               (1.11)

Khi đánh giá ổn định lật ngang khi xe quay vòng ta có thể sử dụng lực ngang nghiêng giới hạn m_gh (lực ngang nghiêng giới hạn khi xe bắt đầu lật)

1.4. Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước

Ổn định lật ngang của ô tô là một vấn đề được các nhà nghiên cứu trong nước và ngoài nước quan tâm. Các hướng nghiên cứu chính: tính ổn định lật ngang của ô tô khi quay vòng; tính ổn định lật ngang của ô tô khi tránh vật cản, khi chuyển làn; ảnh hưởng của mực chất lỏng đối với chuyển động của xe;...

Công trình “Nghiên cứu khảo sát ngưỡng mất ổn định lật ngang của xe khách” của các tác giả Tạ tuấn Hưng, Dương Ngọc Khánh [6]:

 Trong công trình nghiên cứu này, nhóm các tác giả khảo sát độ ổn định lật ngang của ô tô khách có kể đến sự đàn hồi của hệ thống treo. Ở đây, các tác giả sử dụng một số các giả thuyết, xác định các ngoại lực và mô men liên kết để xây dựng mô hình động lực học của ô tô khách. Sử dụng các phương trình vi phân để mô tả chuyển động của ô tô. Kết quả khảo sát, cho thấy với mức vận tốc thấp thì xe chuyển động ổn định nhưng với mức vận tốc cao thì xe bị lật ngang, với dấu hiệu là tăng nhanh chóng góc lắc ngang và giảm nhanh gia tốc ngang và đạt đến 1 của hệ số phân bố tải trọng LTR, các thông số này được biểu diễn thông qua biểu đồ bên dưới.

Công trình nghiên cứu của Zheng X, Zhang H, Ren Y, Wei Z, Song X “Rollover stability analysis of tank vehicles based on the solution of liquid sloshing in partially filled tanks” Advances in Mechanical Engineering, 2017 [8]:

Các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của mực chất lỏng đối với chuyển động của xe. Chuyển động của chất lỏng trong xi téc rất phức tạp, nó phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của xi téc, khối lượng và độ nhớt của chất lỏng chứa trong xi téc.

Khi một xe chở chất lỏng chứa một phần trong xi téc thì trong trường hợp quay vòng chất lỏng sẽ phản ứng với gia tốc ngang bằng cách di chuyển trong xi téc làm cho trọng tâm của khối chất lỏng bị thay đổi, điều ngày sẽ tác động rất lớn đến trạng thái di chuyển của ô tô, khi mà trọng tâm của thân xe và trọng tâm của khối chất lỏng cùng lệch về một phía thì lúc này sẽ gây ra hiện tượng cộng hưởng làm tăng nguy cơ bị lật của ô tô.

Để kiểm tra độ ổn định lật ngang của các xe khảo sát các tác giả đã cho xe quay vòng ổn định với tốc độ là 20m/s, góc lái là 0.1 rad, mức đổ đầy chất lỏng thay đổi từ 0,2d đến 0,9d (d là đường kính xitec). Một phần của kết quả mô phỏng được thể hiện trên hình 1.12.

1.5. Đối tượng, mục tiêu, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

1.5.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng được chọn nghiên cứu là xe chữa cháy RENAULT-Saurus

1.5.2. Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá về tác động của mực chất lỏng đến độ ổn định ngang khi ô tô chở chất lỏng ở trạng thái quay vòng. Từ đó cải thiện về mặt kỹ thuật cung như kết cấu xe, nghiên cứu, thiết kế các hệ thống ổn định ngang cho ô tô chở chất lỏng ổn định hơn trong điều kiện vận hành như hiện nay.

1.5.4. Phương pháp nghiên cứu

Lý thuyết, mô phỏng và tính toán trên máy tính

1.6. Kết luận chương

Trong chương này, ta đã có một cái nhìn tổng quan về ô tô chở chất lỏng, các công dụng của ô tô chở chất lỏng, cũng như sự ảnh hưởng của mực chất lỏng đến độ ổn định lật ngang của xe. Hiện nay, các nhà nghiên cứu cũng như các hãng xe, ngày càng quan tâm cũng như nghiên cứu làm tăng độ ổn định lật ngang của ô tô chở chất lỏng, để phù hợp hơn trong điều kiện vận hành hiện tại.

Mặt khác, các yếu tố gây ảnh hưởng đến độ ổn định lật ngang cũng được đề cập đến như: các yếu tố về kết cấu của xe(chiều cao trọng tâm, hệ thống treo, thanh cân bằng), các yếu tố hình học của đường và các yếu tố khách quan cua thời tiết.

Ngoài ra, trong chương này còn đề cập đến các thông số đánh giá độ ổn định ngang của ô tô như: hệ số ổn định tĩnh (SSF), ngưỡng lật ngang tĩnh (SRT), năng lượng dự trữ chống lật, hệ số phân bố tải trọng (LTR).

Trên cơ sở đó, luận văn thực hiện nghiên cứu ổn định ngang của ô tô chở chất lỏng có kể đến độ biến dạng của hệ thống treo và lốp. nghiên cứu trong trường hợp ô tô quay vòng với bán kính thay đổi, đổi hướng chuyển động với một tần số nhất định.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình

Mô hình ổn định lật ngang của ô tô là một hệ thống cơ học phức tạp với nhiều mức độ tự do và liên kết  giữa lốp xe với mặt đường theo 3 phương.  Xây dựng một mô hình động lực học liên quan đến việc đưa ra các giả thuyết vật lý và rút gọn mô hình trên cơ sở quy dẫn các thành phần của mô hình. Để xây dựng mô hình toán cho mô hình động lực học có thể sử dụng nhiều phương pháp như phương trình Lagrange loại 2, nguyên lý Dalambe .Trong chương này, sử dụng nguyên lý Dalambe để xay dựng mô hình toán cho hệ động lực học.

Mỗi phần tử cứng tuyện đối của cơ hệ có đại lượng đặc trưng là mô men quán tính J_i và khối lượng m_j đặt tại tâm của phần tử. Phương trình tổng quát theo nguyên lý Dalambe có dạng:

J_t.d².θ_i/dt² = ∑_(j=1ⁿ.M_tj                       (2.1)

m_i.d².x_i/dt² =∑__j=1ⁿ.F_tj                       (2.2)

Trong đó:

J_i - là mô men quán tính khối tương ứng mỗi vật

q_i - là dịch chuyển góc tương ứng mỗi phần tử

m_i - là khối lượng quán tính

x_i - là dịch chuyển của phần tử i theo phương x_i

F_ij - là ngoại lực tác dụng lên phân tử theo phương x_i

M_ij - là mô men tác dụng lên phần tử theo chiều dịch chuyển q_I

2.2. Xây dựng mô hình khảo sát ổn định lật ngang đọng của ô tô chở chất lỏng trên một trục

2.2.1. Các giả thiết xây dựng mô hình

Khi ô tô chuyển động trên đường, dao động của thân xe tương đối phức tạp gồm dao động theo phương thẳng đứng và dao động lắc dọc, lắc ngang quanh trục lắc theo phương dọc, ngang. Trục lắc dọc, ngang được xác định phụ thuộc vào động học của hệ thống treo và luôn luôn thay đổi theo trạng thái dao động của thân xe. Để đơn giản hóa, mô hình nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở một số giả thiết vật lý sau:

- Coi thân xe dao động lắc ngang độc lập trên các trục, mô hình dao động lắc ngang được xây dựng trên một trục trong mặt phẳng ngang đi qua tâm bánh xe.

- Coi khối lượng được treo và khối lượng không được treo đối xứng qua mặt phẳng dọc.

- Không xét đến mấp mô mặt đường bên phải và bên trái. Coi mặt đường bằng và không nghiêng ngang.

- Khối lượng của bánh xe được coi là khối lượng không được treo và được tập trung tại trục xe. Như vậy khi xét phần tử đàn hồi lốp có thể coi như phần tử không có khối lượng.

- Bỏ qua sự mất cân bằng và mô men hiệu ứng con quay của các khối lượng chuyển động quay của xe.

2.2.2. Xây dựng mô hình ổn đinh lật ngang động cảu ô tô trên một trục khi chua có chất lỏng

2.2.2.1. Xây dựng mô hình cơ học

Về tổng thể, mô hình nghiên cứu là mô hình không gian. Tại mỗi lát cắt vuông góc với trục lắc (mặt cắt đi qua tâm trục và mặt cắt đi qua trọng tâm khối lượng được treo) ta có một mô hình phẳng. Trên cơ sở các giả thiết trên, ta xây dựng được mô hình dao động lắc ngang của ô tô trên trục được thể hiện trên (Hình 2.1). Ở đây, đã xét tới sự biến dạng của hệ thống treo và bộ phận đàn hồi:

Trên hình 2.1:

m_s - là khối lượng phần được treo phân bố trên trục (không tải)

I_s - là mô men quán tính khối của phần được treo (không tải) đối với tâm lắc

m_u - là  khối lượng phần không được treo phân bố trên trục

I_u - là mô men quán tính khối của phần không được treo đối với tâm lắc

C_s - là mộ cứng của hệ thống treo bên trái, bên phải

K_s - là hệ số cản giảm chấn của hệ thống treo bên trái, bên phải 

C_t - là độ cứng của bánh xe bên trái, bên phải

K_t - là hệ số cản giảm chấn của bánh xe bên trái, bên phải

C_b - là độ cứng của thanh chống nghiêng thân xe

d_s - là một nửa khoảng cách điểm đặt lực tập trung của hệ thống treo bên trái, phải

d_u - là một nửa tâm vết bánh xe

h_rs - là khoảng cách từ trọng tâm phần được treo (không tải) đến tâm lắc của chúng

h_ru - là khoảng cách từ trọng tâm phần không được treo đến tâm lắc của chúng

q_l - là độ cao mấp mô mặt đường bên bánh xe bên trái

q_r - là độ cao mấp mô mặt đường bên bánh xe bên phải

Khi ô tô vào cua, tại trọng tâm của khối lượng được treo và không được treo xuất hiện thành phần lực ly tâm tập trung làm cho thân xe và trục xe nghiêng đi một góc tương ứng y_s và y_u .

2.2.2.2. Xây dựng mô hình toán học

Mô hình dao động lắc ngang ở hình 2.2 có 4 bậc tự do

- Dịch chuyển thẳng đứng Z_s của trọng tâm khối lượng được treo

- Chuyển động lắc ngang y_s quanh tâm lắc của khối lượng được treo

- Dịch chuyển thẳng đứng Z_u của trọng tâm khối lượng không được treo

- Chuyển động lắc ngang y_u quanh tâm lắc của khối lượng không được treo

2.2.3. Xây dựng mô hình ổn định lật ngang động của ô tô trên một trục khi có chất lỏng

2.2.3.1. Xây dưng mô hình cơ học

a) Xác định trọng tâm khối chất lỏng(trong phạm vi luận văn chỉ xét chất lỏng là nước)

Trong đó:

d - là đường kính của mặt cắt xi téc dạng tròn (d = 1,6m);

h - là độ cao mực chất lỏng trong xi téc;

h₁ - là chiều cao trọng tâm của hình quạt AOB;

h₂ - là chiều cao trọng tâm của tam giác AOB;

h₃ - là chiều cao trọng tâm của hình viên phân;

L - là chiều dài xi téc (L = 2m)

Khi đó ta có:

F_quat.h₁=F_DOAB.h₂ + F_vienphan.h₃

=> h₃ = (F_quat.h₁-F_DOAB.h₂)/ F_vienphan                 (2.16)

Trong đó:

F_quat - là diện tích hình quạt

F_DAOB - là diện tích tam giác AOB

F_vienphan - là diện tích hình viên phân (phần gạch mặt cắt)

Vì hình quạt đối xứng qua đường phân giác của góc (OAB) ̂ nên trọng tâm của nó nằm trên đường phân giác của góc (OAB) ̂. Chọn trục ox trùng với đường phân giác. Khi đó tọa độ trọng tâm:

x_G = 1/F∫dF.x

Từ đó su y ra:

h₁ = d/2-x_G = d/2 – 2d/3θ₁sin⁡(θ₁/2)                        (2.19)

- Mà khối lượng riêng của nước là: D_nước = 1000 (kg/ m³)

=> θ₁= f(h)và mn=f(h,θ₁)=> m_n = f(h)

Từ đó ta xây dựng được đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mn và h như hình vẽ 2.6.

Xét mô hình dao động của trọng tâm khối chất lỏng:

Phương trình Lagrange là phép toán phù hợp trong việc lập phương trình chuyển động của hệ dao động. Có hai dạng phương trình Lagrange:

d/dt(∂K/∂q_r) - ∂K/∂q_r = F_r                          (2.26)

d/dt(∂L/∂qr) - ∂L/∂q_r = Q_r                           (2.27)

Trong đó:

K - là động năng của hệ.

L - là toán tử Lagrange, L= K - V.

V - là thế năng của hệ, F_r,

Q_r - là ngoại lực, r=1,2,… n.

Xét hệ dao động gồm khối lượng - lò xo - giảm chấn.

Lực ly tâm P_ltn làm cho khối chất lỏng khối lượng m_n chuyển động được xem như sự chuyển động của con lắc đơn với góc lắc α cách tâm xi téc một đoạn d_P với độ nhớt chất lỏng là C_P nằm trong hai hệ trục tọa độ Z_tO_MY_t và Z_nO_NY_n.

Áp dụng phương trình Lagrange đối với hệ cơ học trong (Hình 2.2).

Độ lớn của các véc tơ tại các hệ trục tọa độ khác nhau:

Y_t = h_S.siny_S

Z_t = Z_S – h_S.cosy_S

Y_N = Y_t+dp.sinα = h_S.siny_S+dp.sinα

Z_e = Z_t+ ecosα = Z_S.N_ty_S+ ecosα

Khi xe chuyển động với góc lắc Ψ_S của khối lượng được treo và góc α nhỏ thì có thể xem cos(y_S,α) ≈ 1, sin(y_S,α) ≈ y_S,α.

2.2.3.2. Xây dựng mô hình toán học

Phân tích mô hình thể hiện trên Hình 2.11. Trong đó: ht là khoảng cách từ tâm của mặt cắt xi téc đến tâm lắc của khối lượng được treo.

Để thiết lập phương trình vi phân dao động của ô tô, ta sử dụng nguyên lý D’Alembert. Dựa trên nguyên lý D’Alembert, với gốc tọa độ suy rộng tại vị trí cân bằng tĩnh của mô hình, chiều dương ngược hướng với gia tốc trọng trường và cùng chiều quay kim đồng hồ. Tách hệ thành phần khối lượng được treo và phần khối lượng không được treo, sau đó ta xét cân bằng của các khối lượng sau khi bổ xung các thành phần lực quán tính và lực liên kết. Từ đó ta nhận được các phương trình vi phân dao động tương ứng với 4 bậc tự do của mô hình.

Khi xe đổi hướng chuyển động và dưới kích thích từ mặt đường, phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác dụng lên bánh xe bên trái và bên phải thay đổi, tương ứng được xác định theo công thức (2.41) và (2.42).

F_d = 0,5g(m_s + m_n + m_u) - C_t[Z_u+d_uy_S-q_l] - K_t[Z_u^*+d_uy_u^* - q_l^*]                 (2.41)

F_tr = 0,5g(m_s + m_n + m_u) - C_t[Z_u+d_uy_S-q_r] - K_t[Z_u^*+d_uy_u^* - q_l^*]                   (2.42)

2.3. Xác đinh các thông số ổn định lật ngang của ô tô trên một trục

Trong luận văn này ta lựa chọn thông số đánh giá ổn định lật ngang của ô tô  trên một trục là hệ số phân bố tải trọng trên một cầu xe LTR và lực ngang riêng giới hạn m_gh

- Hệ số phân bố tải trọng LTR :

LTR = F_d – F_tr/F_tl + F_tr                           (2.46)

Trong đó: F_tl, F_tr : lần lượt là thành phần tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe bên trái, bên phải.

Khi chuyển động thẳng, coi ô tô đối xứng dọc, trọng lượng phân bố đều lên 2 bánh xe trên một trục thì LTR = 0

Khi có sự tách bánh 1 bên thì LTR bằng ±1 (dấu + tương ứng với tách bánh xe bên phải và dấu - tương ứng với tách bánh xe bên trái).

D - là lực ngang riêng giới hạn m_gh

Coi thành phần lực ly tâm hướng theo phương ngang của xe và là ngoại lực theo phương ngang duy nhất. Lực ngang riêng phụ thuộc vào vận tốc và bán kính quay vòng của ô tô như sau:

m = v²/gr                           (2.47)

Trong đó:

r - là bán kính quay vòng.

v - là vận tốc quay vòng.

g - là gia tốc trọng trường.

Lực ngang riêng giới hạn m_gh là giá trị của lực ngang riêng khi xe bắt đầu lật (Lực tác dụng lên mặt đường 1 bên bánh xe bằng 0, LTR = ±1).

2.4. Kết luận chương

Trong chương này, đã giới thiệu được các cơ sở lý thuyết phục vụ cho xây dựng mô hình dao động lắc ngang cảu ô tô trên một trục, từ đó xây dựng được hệ phương trình mô tả dao động lắc ngang của xe trong trường hợp không có chất lỏng và khi có một phần chất lỏng trong xitec. Qua đó, xác định các thông số đánh giá độ ổn định lật ngang của ô tô trên một trục.

Từ đây, khi đã xây dựng được hệ phương trình mô tả dao đông lắc ngang của ô tô, ta tiến hành mô phỏng để đánh giá độ ổn định dao động lắc ngang cảu ô tô bằng phần mềm Matlab/Simulink từ đó khảo sát được độ ổn định lật ngang của ô tô.

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm matlab/ simulink

3.1.1. Khái quát chung về MATLAB

* Quá trình phát triển MATLAB:

MATLAB lần đầu tiên được soạn thảo bởi C. B. Moler từ năm 1977. Đến năm 1985 với sự ra đời của hãng MathWorks (do John Little và C.B. Moler sáng lập). MATLAB đã trờ thành một thương hiệu lớn và nó không ngừng được hoàn thiện với sự tham gia của nhiều chuyên gia nổi tiếng trong các lĩnh vực khác nhau.Các phiên bản mới của MATLAB liên tục được thay thế bời các phiên bản mới hơn (cho đến thời điểm này là MATLAB version R2023b).

* Chức năng mở rộng:

Các chức năng của MATLAB trong những giải pháp ứng dụng cụ thể được gọi là bộ công cụ. Bộ công cụ là tuyển tập sáng tạo của chương trình MATLAB, mở rộng môi trường MATLAB cho lớp lời giải liên quan của những vấn đề chuyên sâu như: tính toán tối ưu, hệ thống điều khiển, mạng nơron, lôgíc mờ, phân tích tài chính, mô phòng dạng sóng v.v. Sự thay đổi dễ dàng và khả năng tương thích với các bài toán kỹ thuật đã thiết lập trong, JC1ATLAB hàng chục hộp công cụ (toolbox), cho phép mở rộng phạm vi ứng dụng của hệ thống này. Một số hộp công cụ quan trọng như Simulink, đặc biệt thuận tiện đối với các bài toán mô phóng các hệ thống và cơ cấu động học; Symbolic Math được xây dựng trên cơ sở hạt nhân của hệ thống Maple, ứng dụng giải các bài toán cao cấp v. v.

Các phương tiện làm việc (hộp công cụ - toolbox) cơ bản:

- Xử lý tín hiệu - Signal Processing

- Phương trinhg vi phân - PDE (Partial Differential Equations)

- Điều khiển Robust - Robust Control

- Xử lý hình vẽ - Image Processing

- Mạng nơron - Neural Networks

- Logic mờ - Fuzzy Logic

- Hệ thống điện - Power system

- Tối ưu hóa - Optimization

- Mô phỏng Simulink (khối mô phỏng)

* Khởi động MATLAB

Để khởi động MATLAB bạn chỉ cần nháy đúp vào biểu tượng của nó, cửa sô lệnh command Windows của  MATLAB  sẽ  xuất  hiện. Dấu nháy » biểu thị chương trình đã sẵn sàng. Bạn có thể nhập dừ liệu và  tính  toán  trên MATLAB. Ngoài cửa sổ chính Command Windows, MATLAB còn  có  cừa  sô  soạn  thào Editor, bạn có thể soạn  thảo các chương trình,  sửa đổi  các  hàm, biên  v.v. trên  cừa sổ này và lưu chương trình cùa mình dưới dạng các Scripts . Cửa sổ Command History là cửa sổ các lệnh quá khứ  cho  phép lưu giữ và hiển  thị tất cả các lệnh đã sử dụng, bạn có thể lặp  lại  các  lệnh bằng cách nháy  đúp chuột trái  vào lệnh đó.

3.1.2. Giới thiệu về Simulink

Simulink được coi là phần mềm mở rộng của Matlab. Simulink được dùng để mô phỏng các hệ động học các hệ tuyến tính, phi tuyến, các mô hình trong thời gian liên tục hoặc gián đoạn. Đặc điểm nổi bật của Simulink lập trình ở dạng cấu trúc, sử dụng các đối tượng đồ họa (Graphic Programing). Loại lập trình hướng đới tượng này có đặc điểm là tính trực quan, dễ viết và hình dung nhất là đối với nhứng người lập trình không chuyên nghiệp. Simulink cung cấp giao diện đồ họa để xây dựng mô hình ở dạng sơ đồ khối. Bằng thao tác ‘‘nhấn và kéo chuột’’ người sử dụng có thể kéo các khối chuẩn trong thư viện của Simulink ra vùng làm việc của mình để xây dựng mô hình mô phỏng.

* Những phần tử cơ bản:

Có hai lớp lớn các phần tử trong Simulink: khối (blocks) và đường (lines). Các khối được sử dụng để tạo ra (generate), điều chỉnh (modify), kết hợp (combine), cung cấp (output) và hiện tín hiệu. Các đường được sử dụng để truyền tín hiệu (signal) từ môt khối đến khối khác

* Khối:

Khối có nhiều lớp tổng thể trong thư viện Simulink:

Nguồn (source): được sử dụng để tạo ra nhiều kiểu tín hiệu

Bộ nhận (sink): được sử dụng để cung cấp và hiển thị tín hiệu

Khối liên tục (continuous): các phần tử hệ thống liên tục theo thời gian (hàm truyền, mô hình không gian trạng thái, bộ điều khiển PID, v.v)

Khối rời rạc (discrete): các phần tử hệ thống thời gian rời rạc, tuyến tính (hàm truyền rời rạc (discrete transfer function), mô hình không gian trạng thái rời rạc (discrete state-space model), v.v)

Phép tính toán học (math operations): chứa nhiều phép toán thông dụng (độ lợi (gain), tổng (sum), tích (product), giá trị tuyệt đối (absolute value), v.v)

Cổng và hệ con (ports & Subsystems): chứa các khối rất hữu ích để xây dựng một hệ thống

Khối có 0 đến nhiều điểm đầu vào và 0 đến nhiều điểm đầu ra. Các điểm đầu vào không sử dụng được chỉ thị bởi một hình tam giác mở nhỏ (open triangle). Các điểm đầu ra không sử dụng được chỉ thị bởi một tam giác nhỏ.

* Đường (lines):

Đường truyền tín hiệu theo hướng mũi tên (arrow). Đường phải luôn luôn truyền tín hiệu từ điểm đầu ra của một khối đến điểm đầu vào của một khối khác. Một ngoại lệ của quy luật nàylà một đường có thể rẽ nhánh từ một đường khác.

Đường không thể cấp tín hiệu vào một đường khác; các đường phải được kết hợp thông qua khối như là một điểm tổng (summing junction).

3.1.3. Mô hình mô phỏng ổn định lật ngang của ô tô trên phần mềm Matlab/Simulink

Để xây dựng mô hình mô phỏng ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy ta dựa trên cơ sở các mô hình toán đã được thiết lập trong chương 2.

Mô hình mô phỏng Matlab/ Simulink được xây dựng từ hai hệ phương trình (3.2) và (3.3) như hình 3.4.

3.2. Đối tượng, mục tiêu và các trường hợp khảo sát

3.2.1. Đối tượng khảo sát

Thông số kỹ thuật của xe khảo sát như bảng 3.1.

Đặc điểm của xe chữa cháy khảo sát: Xe chữa cháy Renault - Saurus là xe chữa cháy do Phần Lan sản xuất. Xe được trang bị téc nước với thể tích 4m3 và téc chất tạo bọt với thể tích 0,4 m3. Với thể tích téc nước trên xe là khá lớn nên trọng tâm của xe khi chứa chất lỏng bị đẩy lên khá cao. Trong trường hợp téc nước chứa một phần chất lỏng thì khi di chuyển trên đường với tốc độ cao xuất hiện hiện tượng rung lắc xe do sự dao động của chất lỏng trong xi téc.

3.2.2. Mục tiêu khảo sát và các trường hợp khảo sát

* Mục tiêu khảo sát:

Khảo sát ảnh hưởng của mực chất lỏng đến ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy RENAULT - Saurus, từ đó có thể đưa ra các biện pháp cải thiện về mặt kết cấu, nghiên cứu các hệ thống điều khiển ổn định ngang ô tô chữa cháy để đưa ra điều kiện giới hạn trong khai thác.

Trong phạm vi luận văn chỉ tiến hành khảo sát ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy theo chiều cao mực chất lỏng trong xitec: h = 0; h = 0.25d; h = 0.5d; h = 0.75d; h = d;

3.3. Mô phỏng động lực học ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy

 * Điều kiện mô phỏng: Thực hiện mô phỏng với thông số đầu vào là theo lực ngang riêng. Sự phụ thuộc lực ngang riêng vào vận tốc chuyển động và bán kính quay vòng của ô tô thể hiện trong phương trình 3.4.

µ = v²/gr                    (3.4)

Trong đó:

µ - là lực ngang riêng

r - là bán kính quay vòng

g - là gia tốc trọng trường

Từ công thức (3.4) ta nhận thấy lực ngang riêng phụ thuộc vào vận tốc quay vòng và bán kính quay vòng. Do vậy, thay vì khảo sát theo v hoặc r thì ta tiến hành khảo sát theo lực ngang riêng là tổng quát nhất. Nhưng trong phạm vi của luận văn ta coi vận tốc quay vòng là không đổi và ta chỉ khảo sát ổn định lật ngang của xe chữa cháy khi thay đổi bán kính quay vòng.

Trong mục này, mô hình toán học ổn định lật ngang của ô tô chữa cháy (trong xi téc chứa nước) trên một trục khi quay vòng và chịu kích thích từ lực ngang được mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink với bộ giải phương trình vi phân ode45 (phương pháp Runge-Kutta cấp 4,5 với bước tính biến hiên). Mô phỏng được thực hiện với thông số của xe ô tô chữa cháy (Bảng 3.1).

3.3.1. Kết quả mô phỏng với lực ngang riêng không đổi (bán kính và vận tốc quay vòng không đổi) 

Mô phỏng với trạng thái xe quay vòng ổn định trên đường bằng với bánh kính (r= 15m) và vận tốc quay vòng không đổi (v = 30 km/h = 8.333 m/s).

Lực ngang riêng trong trường hợp này

µ = v²/gr = (8.333)²/9,8*15 = 0,4719                  (3.5)

* Kết quả mô phỏng góc lật hệ thống treo:

Kết quả mô phỏng cho thấy biểu đồ hình 3.4 ta thấy được khi cho xe quay vòng trên đường bằng với bán kính và tốc độ quay vòng không đổi thì góc ngiêng thân xe sẽ dao động và có chiều hướng ổn định với một giá trị nhất định. Góc nghiêng thân xe tỷ lệ thuận với mực chất lỏng, nhưng dựa trên biểu đồ ta có thể thấy thêm được là khi mực chất lỏng đạt  0.75d thì gây mất ổn định và có biên độ dao động lớn nhất.

* Kết quả mô phỏng góc dao động của khối chất lỏng chứa trong xitec:

Biểu đồ Hình 3.5 cho thấy khi mực chất lỏng h = d và h = 0 thì ở trường hợp này trong tâm khối chất lỏng không dao động. Ở trường hợp mực chất lỏng chiếm một phần của xitec thì mực chất lỏng h = 0.75d là biên độ dao động của khối chất lỏng là thấp nhất và h = 0.25d có biên độ dao động và gât mất ổn định là lớn nhất.

* Kết quả mô phỏng thông số đánh giá độ ổn định lật ngang LTR:

Qua biểu đồ trên, ta có thể thấy được khi xe quay vòng ổn định với tốc độ không đổi thì hệ số đánh giá độ ổn định lật ổn định trong khoảng 0.26 đến 0.39. Khi khi mực chất lỏng càng cao thì hệ số đánh giá độ ổn định lật LTR càng cao cho thấy được là khi chở tải càng lớn thì độ ổn định càng thấp. Mặt khác, trong trường hợp mực chất lỏng chỉ lấp đầy một phần xitec thì mực chất lỏng 0.75d là có biên độ gây mất ổn định là lớn nhất và ở mực chất lỏng là 0.5d thì độ ổn định lật ngang của xe khi quay vòng là kém nhất.

3.4. Khảo sát ảnh hưởng của mực chất lỏng đến giới hạn lật

Trong trường hợp này ta tiến hành cho lực nghiêng tăng dần đến khi gây lật xe đối với từng mức tải trọng khác nhau để tìm ra giá trị lực ngang riêng gây lật xe.

Từ biều đồ trên hình 3.9 cho thấy khi tăng đần lực ngang riêng biểu đồ xuất hiện hai đường với độ ổn định khác nhau tương đương với hai loại chất tải là tải rắn và tải lỏng. Đường chất tải rắn nằm trên thể hiện sự ổn định hơn khi tăng lực ngang riêng đến ngưỡng giới hạn lật ngang so với chất tải rắn. Đối với chất tải rắn, độ ổn định lật ngang của xe giảm dần tỷ lệ với khối lượng chất tải tăng dần trong xitec. Đối với chất tải lỏng, ta có thể thấy được trên biều đồ độ ổn định lật ngang của chất tải lỏng kém hơn nhiều so với tải rắn, đường biểu đồ còn cho thấy khi mực chất lỏng đạt từ 50% đến 60% là trạng thái mất ổn định nhất của xe.

3.5. Kết luận chương

Trong chương này, ta đã xây dựng được mô hình mô phỏng ổn định ngang cua ô tô chữa cháy trên phần mềm Matlab/Simulink, mô phỏng được động lực học lật ngang của xe khảo sát, khảo sát được sự ảnh hưởng của mực chất lỏng đến giới hạn lật ngang của xe. Qua kết quả khảo sát, đưa ra những nhận xét về sự ảnh hưởng của mực chất lỏng đến độ ổn định ngang ô tô khi chuyển động ở một số trạng thái khác nhau.

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Vấn đề về nghiên cứu về sự ảnh hưởng của mực chất lỏng đến tính ổn định ngang của ô tô chở chất lỏng có ý nghĩa to lớn trong khoa học và thực tế. Nó có đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển cá hệ thống ổn đinh thân xe, giúp xe chở chất lỏng vận hành anh toàn hơn trong điều kiện đường xá hiện nay. Do đó, đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa đang vận chuyển trên xe ở các chế độ vân hành khác nhau.

Những kết quả chính và đóng góp mới của luận văn có thể tóm tắt như sau:

Luận văn đã phân tích một số công trình khoa học trong nước và nước ngoài nghiên cứu về ảnh hưởng của mực chất lỏng đến độ ổn định lật ngang của ô tô. Đồng thời có giới thiệu tổng quan về ô tô chở chất lỏng và nêu ra một số chỉ tiêu để đánh giá độ ổn định lật ngang của ô tô.

Luận văn đã xây dựng được mô hình động lực học của ô tô chở chất lỏng trong trường hợp khi không có chất lỏng và khi mực chất lỏng chiếm một phần trong bồn chứa. Từ đó, sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để mô phỏng mô hình ở các trạng thái vận hành khác nhau của xe khảo sat. Kết quả thu được là các đồ thị biểu diễn độ ổn định các thống số đánh giá độ ổn định lật ngang của ô tô khi các mực chất lỏng trong xitec thay đổi và trong điều kiện ô tô quay vòng. Qua đó, đánh giá được sự ảnh hưởng của mực chất lỏng đến độ ổn định lật ngang của xe khảo sát.

Khi chiều cao của mực chất lỏng vào khoảng 50% đến 60% so với đường kính xitec, độ ổn định lật ngang là kém nhất và giảm đến 52% so với trường hợp tải rắn có cùng khối lượng và kích thước.

2. Kiến nghị

Đề tài có thể tiếp tục hoàn thiện theo hướng tiếp tục xây dựng mô hình trong không gian và đưa thêm các điều kiện ảnh hưởng đến trạng thái ổn định lật ngang nhằm mô phỏng sát nhất với thực tế chuyển động của ô tô.

Do thời gian và trình độ của em còn nhiều hạn chế, đối tượng nghiên cứu còn mới, các tài liệu phần lớn ở dạng bài báo khoa học được công bố với số liệu hạn chế và chưa đầy đủ nên kết quả nghiên cứu còn nhiều hạn chế. Em rất mong nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo thêm của các thầy, cô giáo của bộ môn Cơ Khí.

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn (2008), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KHKT, Hà Nội.

[2]. Nguyễn Văn Khang (2005), Dao động trong kỹ thuật, NXB KHKT, Hà Nội.

[3]. Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng (2010), Lý thuyết ô tô, NXB GTVT, Hà Nội.

[4]. Nguyễn Phùng Quang (2003), Matlab&Simulink, NXB KHKT, Hà Nội.

[5]. Trần Quang Khánh (2010), Matlab ứng dụng, NXB KHKT, Hà Nội.

[6]. Tạ Tuấn Hưng, Dương Ngọc Khánh. “Nghiên cứu xác địnhngưỡng mất ổn định lật ngang của xe khách” in trong tạp chí khoa học và công nghệ tháng 9 (2020).

[7]. Tran Van Nhu, Nguyen Xuan Ngoc, Dang Tien Phuc, Vu Van Tan. Rollover stability analysis of liquid tank truck taking into account the road profiles. Journal of Applied Engineering Science Vol. 20, No. 4, 2022 (2022)

[8]. Zheng X, Zhang H, Ren Y, Wei Z, Song X “Rollover stability analysis of tank vehicles based on the solution of liquid sloshing in partially filled tanks” Advances in Mechanical Engineering, 2017.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"