MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Rừng là nguồn tài nguyên quý giá của con người và của xã hội, là nguồn sinh
thủy cho sông suối, các hồ thủy điện, điều hòa không khí…Hiện nay nạn cháy rừng
đang là một thảm họa gây ra nhiều thiệt hại rất lớn về môi trường sinh thái như tiêu
diệt hệ thực vật, hệ động vật, gây ra xói mòn đất. Cháy rừng còn làm ảnh hưởng đến
đời sống xã hội của con người. Trong những năm qua, hàng loạt vụ cháy rừng lớn
đã xảy ra trên phạm vi cả nước như vụ cháy rừng ở U Minh Hạ ngày 4/4/2007, vụ
cháy rừng tại vườn quốc gia Hoàng Liên (Lào Cai) làm thiệt hại khoảng 1.700 ha
rừng…Theo thống kê của Cục kiểm lâm năm 2010 cả nước có 49 khu vực trên tổng
số 73 khu vực rừng đã xẩy ra 880 vụ cháy, tăng 552 vụ, gần gấp 3 lần so với năm
2009, làm thiệt hại hơn 5668 ha rừng. Số vụ cháy rừng xẩy ra chủ yếu là ở các tỉnh
miền núi phía bắc và Đông Nam bộ. Riêng Hà Nội, trong năm 2010 xẩy ra 21 vụ
cháy rừng làm thiệt hại trên 25 ha rừng. Năm 2012 cả nước xẩy ra 155 vụ cháy rừng
làm thiệt hại hàng trăm ha rừng. Đầu năm 2013 cũng đã xẩy ra nhiều vụ cháy rừng
nghiêm trọng, như các vụ cháy rừng ở Gia Lai: Ngày 19/2/2013 đã xẩy ra cháy và
làm thiêu rụi 270 ha rừng, ngày 12/3/2013 lại xẩy ra 3 vụ cháy. Như vậy chưa đầy 1
tháng xẩy ra 4 vụ cháy rừng làm thiệt hại trên 400 ha rừng. Chỉ trong tháng 5/2013
cả nước đã xẩy ra 21 vụ cháy rừng làm thiệt hại 88 ha rừng và tính đến hết tháng
6/2013 cả nước đã có 845 ha rừng bị cháy.
Trên thế giới hàng năm cũng xẩy ra hàng nghìn vụ cháy rừng gây ra nhiều
thiệt hại về tài sản và con người. Vì vậy để chữa cháy rừng đạt được hiệu quả thì
cần phải trang bị các thiết bị chữa cháy rừng cần thiết. Một số nước trên thế giới
đều được trang bị các trang thiết bị chữa cháy rừng vừa phong phú về chủng loại,
vừa hiện đại, còn ở Việt Nam các thiết bị chữa cháy rừng còn rất thô sơ và chưa đáp
ứng được yêu cầu chữa cháy rừng. Chính vì vậy mà việc quan tâm, chú trọng đầu tư
nghiên cứu, ứng dụng các kỹ thuật phòng chống và thiết kế chế tạo các thiết bị
chuyên dụng để chữa cháy rừng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do cháy
rừng gây ra là một việc làm hết sức cấp thiết.
1
Xuất phát từ những lý do, trên Bộ khoa học và Công nghệ đã giao cho trường

Nghiên cứu động lực học của xe chữa cháy rừng đa năng có nội dung rất lớn
cần có thời gian dài, trong nội dung luận án chỉ giới hạn phạm vi nghiên cứu như sau:
- Về nội dung nghiên cứu: Luận án chỉ tập trung nghiên cứu về dao động
của xe chữa cháy rừng đa năng khi hoạt động chữa cháy trong rừng ở các chế độ
chuyển động bình ổn.
- Về thiết bị nghiên cứu: Luận án không nghiên cứu phần tính toán thiết kế
xe chữa cháy rừng đa năng, phần động cơ xe, mà chỉ tập trung nghiên cứu phần tồn
tại của xe, đó là ảnh hưởng dao động của xe đến ổn định, độ bền của một số chi tiết
trên xe và an toàn của xe khi hoạt động trong rừng chịu tác động mấp mô mặt đất
rừng và lực tác động do hệ thống cắt cỏ rác trên xe gây ra.
- Về đối tượng hoạt động của xe: là các khu rừng với độ mấp mô của mặt
đất rừng dưới dạng hàm ngẫu nhiên, hàm tuần hoàn.
- Về địa điểm nghiên cứu thực nghiệm: Luận án không có điều kiện thực
nghiệm trong các khu rừng ở nhiều địa phương khác nhau, mà chỉ chọn một số địa
điểm có địa hình với độ mấp mô mặt đất rừng đặc trưng nhất để nghiên cứu thực nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Luận án đã xây dựng được mô hình dao động trong không gian cho xe chữa
cháy rừng đa năng chịu lực kích động động học do độ mấp mô mặt đất rừng và lực
kích động động lực học do hệ thống cắt cỏ rác gây ra, từ đó đã thiết lập được hệ
phương trình vi phân dao động của xe. Kết quả nghiên cứu là những đóng góp mới
cho quá trình nghiên cứu dao động của các loại xe chữa cháy rừng khi hoạt động
trong rừng không có đường.
- Luận án đã thiết lập được chương trình để mô phỏng dao động của xe với
lực kích động động học do độ mấp mô mặt đất rừng là hàm ngẫu nhiên và lực kích
động động lực học do hệ thống cắt cỏ rác gây ra là hàm xung tuần hoàn, đã khảo sát
các yếu tố ảnh hưởng đến dao động. Kết quả khảo sát là đóng góp mới cho việc
3
xác định chế độ sử dụng hợp lý và là cơ sở khoa học để hoàn thiện xe chữa cháy rừng
đa năng.

Xe chữa cháy rừng đa năng là một sản phẩm của đề tài khoa học cấp Nhà
nước: “ Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo các thiết bị chuyên dụng chữa
cháy rừng”, đề tài có sự tham gia của nhiều nhà khoa học ở các Viện nghiên cứu và
trường đại học khác nhau. Xe chữa cháy rừng đa năng đã góp phần bổ sung vào các
thiết bị chữa cháy rừng ở Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả chữa cháy rừng
trong phạm vi cả nước.
1.1.1. Cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng
Xe chữa cháy rừng đa năng [30] được thiết kế trên nền xe Ural 4320 với
động cơ Điêzen có công suất 180 mã lực.
Hình 1.1: Xe chữa cháy rừng đa năng
5
Sơ đồ cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng được thể hiện trên hình 1.2.
Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng
1- Hệ thống cắt cây; 2 - Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cây; 3 - Đĩa cưa cắt cây;
4 - Khung để nâng hạ hệ thống cắt cây; 5 - Giá đỡ lắp hệ thống chặt hạ cây; 6 - Xe
ôtô cơ sở; 7- Sàn xe; 8 - Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt đất; 9 - Xi lanh nâng hạ hệ
thống cắt cỏ rác; 10 - Khung nâng hạ hệ thống cắt đất; 11- Buồng hút đất; 12 - Hệ
thống làm sạch cỏ rác; 13 - Ống hút đất; 14 - Ống nối để lắp ống phun đất;
15 - Vòi phun nước; 16 - Thùng chứa đất; 17 - Hệ thống hút đất; 18 - Téc chứa
nước; 19 - Lăng giá; 20 - Thanh bảo hiểm cabin; 21- Khớp quay lăng giá; 22 - Nắp
téc nước; 23 - Ống hút đất; 24 - Hệ thống phun đất; 25 - Bơm nước.
21
6
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của xe chữa cháy rừng đa năng
Hệ thống cắt hạ cây được lắp ở phía trước xe bằng khớp quay, nâng lên hạ
xuống nhờ xi lanh thủy lực (2); đĩa cưa (3) quay được nhờ động cơ thủy lực có công
suất 8 kw, số vòng quay 3200 vg/ph. Hệ thống cắt hạ cây chuyển động tịnh tiến ra
phía trước nhờ xi lanh thủy lực và hệ thống ổ trượt, khi cắt cây xi lanh đẩy đĩa cưa
ăn vào gỗ.
Hệ thống cắt hạ cây có 3 đĩa cưa, đường kính dao cắt 500 mm; vận tốc cắt

Khi đám cháy xảy ra, người lái xe nhanh chóng cho xe di chuyển đến nơi có
vị trí cháy, sử dụng hệ thống cắt cây phía trước, hệ thống làm sạch cỏ rác ở phía sau
để làm băng trắng cách ly, cô lập và khoanh vùng đám cháy, hoặc sử dụng hệ thống
cắt đất - hút đất và phun đất vào đám cháy để dập tắt đám cháy. Ngoài ra, còn có thể
sử dụng lăng giá trên xe để phun nước dập lửa.
Khi sử dụng hệ thống cắt cây, hệ thống cắt cỏ rác hoặc hệ thống cắt đất, hút
đất và phun đất thì người điều khiển hạ hệ thống đó xuống, khi không sử dụng thì
điều khiển xi lanh thủy lực nâng hệ thống đó lên.
Như vậy khi chữa cháy, ngoài việc cắt cây phía trước để di chuyển xe đến
đám cháy, xe chữa cháy rừng đa năng có thể đào đất phun vào đám cháy, phun nước
vào đám cháy, cắt cỏ rác để tạo băng cản lửa. Trong phạm vi của luận án chỉ xét đến
trường hợp xe chữa cháy rừng đa năng vừa di chuyển, vừa cho cơ cấu cắt cỏ rác làm
việc, không xét đến các trường hợp các thiết bị chữa cháy khác cùng hoạt động.
1.1.3. Đặc tính kỹ thuật của xe chữa cháy rừng đa năng
Xe chữa cháy rừng đa năng là thiết bị được tích hợp nhiều công nghệ chữa
cháy rừng trên xe, với nhiều hệ thống công tác cùng hoạt động khi chữa cháy rừng
như hệ thống chữa cháy bằng nước, gió, đất; hệ thống cắt cây bụi, cắt cỏ rác.
Đặc tính kỹ thuật của xe được ghi ở bảng 1.1.
8
Bảng 1.1. Đặc tính kỹ thuật của xe chữa cháy rừng đa năng
TT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị
tính
Giá trị xác
định
I. Thông số chung của thiết bị
1 Công suất xe ô tô mã lực 180
2 Tốc độ dập lửa m/phút 12
3 Chiều cao ngọn lửa được dập tắt m 9
4 Tốc độ di chuyển trên đường lâm nghiệp km/h 25
5 Độ dốc dọc thiết bị di động được Độ

ty lâm nghiệp Đắc Tô, Kon Tum, kết quả chữa cháy rừng cho thấy năng suất và
hiệu quả chữa cháy cao, phù hợp với điều kiện địa hình Tây nguyên, song trong quá
trình chữa cháy rừng ngoài thực tế cho thấy xe này còn một số tồn tại cần phải
nghiên cứu giải quyết sau đây:
- Khi xe chạy với tốc độ cao điều kiện mấp mô mặt đất rừng lớn thì dao động
của xe lớn, từ đó làm cho xe mất ổn định, hiệu quả làm việc của một số hệ thống
công tác trên xe rất thấp không đáp ứng được yêu cầu.
- Khi dao động của xe lớn thì hệ thống cắt cây không thể cắt được, vì mạch
cắt bị ảnh hưởng, xe rất khó hoạt động, để khắc phục tồn tại này người lái xe cho xe
9
dừng lại rồi mới cho hệ thống cắt cây hoạt động, song khi xe dừng lại thì năng suất
chữa cháy rừng thấp.
- Dao động của xe lớn ảnh hưởng đến hệ thống lái của xe, từ đó ảnh hưởng
đến an toàn trong quá trình sử dụng xe.
1.2. Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo trên thế giới và ở Việt Nam
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về dao
động của ôtô và máy kéo, sau đây là một số công trình đặc trưng:
1.2.1. Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo trên thế giới
Công trình của Mitschke M. [38] đã nghiên cứu về dao động của ôtô du lịch,
mô hình dao động được xem xét ở các yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động và
tối ưu hệ thống treo.
Công trình nghiên cứu của Muller H. [40] đã đưa ra mô hình không gian mô
tả tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi. Theo [40], một máy kéo có thể có
7 bậc tự do dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục đứng, dao động ngang,
dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc và
dao động liên kết xoay quanh trục cân bằng.Tác giả đã xây dựng các mô hình tính
toán tải trọng ở các cầu chủ động của máy kéo và ôtô trong nông nghiệp khi vượt
qua vật cản có kích thước lớn.
Trong công trình của Vogel F. [42], tác giả đã nghiên cứu một số tính chất
động lực học của một liên hợp máy cày khi lực kéo và tải trọng thẳng đứng dao

khi vận xuất gỗ theo phương pháp chở gỗ. Công trình đã nghiên cứu xác định một
số đặc tính động lực học của máy kéo trang bị càng ngoạm gỗ điều khiển bằng thủy
lực, có tính đến ảnh hưởng của bó gỗ tới dao động thẳng đứng của máy kéo. Tuy
nhiên công trình này chỉ dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết, mô hình nghiên cứu với
giả thiết là máy kéo làm việc trên nền cứng và phẳng tuyệt đối.
Các công trình nghiên cứu của Gaichev L.V. [71] – Viện Hàn lâm khoa học
Liên Xô là nền tảng cho các nghiên cứu khác về ôtô và máy kéo với các mục đích
11
khác nhau. Tuy nhiên các mô hình toán học trong các công trình này chỉ xét đến dao
động theo phương thẳng đứng có kể đến các biến dạng của lốp, chưa tính đến ảnh
hưởng của dao động theo phương ngang và quay quanh trục thẳng đứng.
Công trình của Xavotrin V.A. và Đimitơriev A. A. [77] đã nghiên cứu động
lực học thống kê xe xích và xe vận tải, các tác giả đã phân tích đường có chiều cao
mấp mô phân bố ngẫu nhiên của xe xích và xe vận tải, từ đó đưa ra các nghiên cứu
về động lực học thống kê hệ thống truyền lực.
Công trình ngiên cứu của Xilaev A. A. [78] đã đưa ra lý thuyết phổ nghiên
cứu dao động ngẫu nhiên xe vận tải. Trong nghiên cứu, tác giả đã đưa ra phương
pháp phổ để giải bài toán dao động tuyến tính xe vận tải nhiều cầu với tác động
đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên. Tác giả cũng đã đo được 12 loại
đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên và đưa ra các đặc trưng thống kê
của các loại đường đó, đây là một công trình thực nghiệm tỉ mỉ, chính xác và ít có
công trình nào làm được như vậy. Từ đó tác giả đã đưa ra phương pháp giải, phân
tích các yếu tố kết cấu ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống treo khi xe chuyển động
trên đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên.
Như vậy trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ôtô,
máy kéo, các công trình này chủ yếu tập trung giải quyết dao động của ôtô và máy
kéo chạy trên đường, các công trình nghiên cứu dao động của ôtô chạy trong rừng
rất hạn chế.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu dao động của ôtô và máy kéo ở Việt Nam.
Ở Việt Nam nghiên cứu về dao động của ôtô đã được một số tác giả đề cập

hình dao động, là cơ sở cho nghiên cứu dao động của ôtô.
Tác giả Lê Minh Lư [23] trong công trình nghiên cứu đã đưa ra được mô hình
và hệ phương trình dao động của máy kéo bánh hơi trong mặt phẳng thẳng đứng
dọc có tính đến đặc trưng phi tuyến của các phần tử đàn hồi. Tác giả đã nghiên cứu
một cách đầy đủ các dạng dao động phi tuyến xác định và ngẫu nhiên của máy kéo,
của các cầu trong mặt phẳng thẳng đứng dọc. Tuy nhiên công trình chỉ mới nghiên
13
cứu trong trường hợp máy kéo di chuyển độc lập mà chưa tính đến dao động của
máy kéo trong trường hợp kéo tải.
Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Minh Sơn [29] đã đưa ra phương pháp tính
biến dạng và ứng suất khung vỏ xe chịu kích động động học từ hàm ngẫu nhiên của
mấp mô biên dạng đường. Tác giả đã nghiên cứu rất kỹ về kích động động học từ
mấp mô biên dạng đường dưới dạng hàm ngẫu nhiên nhưng nội dung nghiên cứu là
tính biến dạng và ứng suất khung vỏ xe, tác giả không đi sâu nghiên cứu dao động
của xe.
Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Văn Trà [32] đã ứng dụng lý thuyết điều
khiển trong không gian trạng thái khảo sát dao động của ôtô trong cả miền thời gian
và miền tần số cho xe du lịch dưới tác dụng của kích động các loại mặt đường, đặc
biệt có chú trọng đến loại đường có mấp mô phân bố ngẫu nhiên. Tác giả đã áp
dụng phần mềm Matlab – Simulink 6.0 làm công cụ để giải quyết bài toán dao động
cho xe.
Luận án tiến sĩ của tác giả Lưu Văn Tuấn [33] đã xây dựng được mô hình
dao động khảo sát xe ca do Việt Nam đóng, mô tả thuộc tính đàn hồi giữa khung và
vỏ là kết cấu đặc trưng của xe ca, từ đó tác giả đã đưa ra được mục tiêu nâng cao độ
êm dịu cho xe khách Ba Đình.
Luận án tiến sĩ của tác giả Võ Văn Trung [34] đã xây dựng mô hình dao động
của xe xích chiến đấu có kể đến các yếu tố phi tuyến với mặt đường là hàm ngẫu
nhiên. Tác giả đã sử dụng phương pháp số để giải bài toán dao động ngẫu nhiên của
xe xích chiến đấu bằng phần mềm Matlab – Simulink, mô hình dao động của xe là
mô hình ½.

các chỉ tiêu động lực học của xe, cũng giống như của các loại ôtô và máy kéo bánh
hơi khác. Các chỉ tiêu đó được đánh giá bằng hệ số tải trọng động k
đ
và độ êm dịu
15
của xe. Việc khảo sát các chỉ tiêu này nhằm mục đích đánh giá khả năng làm việc
và tính ổn định, an toàn của xe, từ đó có thể xác định được chế độ làm việc hợp lý
của xe chữa cháy rừng đa năng.
1.3.1. Hệ số tải trọng động
Theo [65], hệ số tải trọng động k
đ
được xác định theo công thức sau:

g
z
1
mg
g)zm(
k
đ

+=
+
=
(1.1)
Trong đó: m - Khối lượng toàn bộ của xe, kg;

z

- Gia tốc dao động thân xe, m/s

1.3.2.2. Chỉ tiêu về gia tốc dao động
Chỉ tiêu này được xác định dựa trên cơ sở trị số của bình phương trung bình
gia tốc theo các phương dọc X, phương ngang Y và phương thẳng đứng Z:

c
Z

≤ 2,5 (m/s
2
);

c
Y

≤ 0,7 (m/s
2
); (1.3)

c
X

≤ 1,0 (m/s
2
).
Các số liệu trên có thể xem là gần đúng để đánh giá độ êm dịu chuyển động
của ôtô, bởi vì nó dựa trên cơ sở số liệu thống kê. Mặt khác, điều quan trọng hơn là
dao động ôtô truyền cho con người thực chất là tác động ngẫu nhiên với dải tần số
rộng và phức tạp theo hướng tác dụng.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các dao động đến sự êm dịu của ôtô, máy
kéo, nhiều tác giả đã khẳng định chỉ có dao động thẳng đứng là có ảnh hưởng nhiều

1.3.2.3. Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động
Chỉ tiêu này đánh giá dựa vào cảm giác con người khi chịu dao động phụ
thuộc vào hệ số độ êm dịu chuyển động K.
Nếu K = const thì cảm giác khi dao động sẽ không thay đổi. Hệ số K phụ
thuộc vào tần số dao động, gia tốc dao động hoặc vận tốc dao động, phụ thuộc vào
hướng dao động đối với trục thân con người (theo phương thẳng đứng và phương
ngang) và phụ thuộc vào thời gian tác động của chúng lên cơ thể con người.
Hệ số K xác định theo trị số của biên độ gia tốc
Z

hoặc bình phương trung
bình
c
Z

theo công thức sau đây:

cyc
22
ZKZ
ω0,011
18
Z
ω0,011
12,5
K

=
+
=

i
KK
(1.7)
Trong đó: K
i
- Hệ số độ êm dịu của thành phần thứ i;
n - Số thành phần của hàm ngẫu nhiên.
1.3.2.4. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động
18
Chỉ tiêu này dựa trên giả thiết rằng, cảm giác của con người khi dao động
phụ thuộc vào trị số của công suất dao động truyền cho con người. Nếu P(t) là lực
tác động lên con người khi dao động, còn v(t) là vận tốc dao động thì công suất
trung bình truyền đến con người sẽ là:

∫
=
T
0
c
dtv(t)P(t)
T
1
limN
(1.8)
Ưu thế cơ bản của chỉ tiêu đưa ra là ở chỗ nó cho phép cộng các tác dụng của
các dao động với các tần số khác nhau và theo các hướng khác nhau. Khi tác động
đồng thời n thành phần với các giá trị bình phương trung bình của gia tốc
ci
a


] = 6 ÷ 10 [W] – Giới hạn cho phép đối với ôtô tính năng thông qua cao.
1.3.2.5. Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động của nó
Theo ISO/DIS 2631 cho phép đánh giá cảm giác theo cả gia tốc dao động lẫn
thời gian tác dụng. Khi đánh giá cảm giác, ISO đã sử dụng dao động thẳng đứng
điều hòa tác động lên người ngồi hay đứng trong vòng 8 giờ. Nếu tần số kích động
nằm trong khoảng nhạy cảm nhất với dao động của con người (4 ÷ 8 Hz) thì gia tốc
bình phương trung bình theo các mức là:
- Thoải mái: 0,1 m/s
2
- Mệt mỏi cho phép: 0,315 m/s
2
- Giới hạn cho phép: 0,63 m/s
2
19
Khi thay đổi tần số và thời gian tác dụng, giá trị nêu trên sẽ thay đổi.
Như vậy có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu của xe, trong đó gia tốc dao
động là chỉ tiêu có tính chất quyết định đến độ êm dịu chuyển động của xe. Trong
giới hạn cho phép, luận án chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá độ êm dịu chuyển
động của xe theo giá trị giới hạn của bình phương trung bình gia tốc dao động theo
phương thẳng đứng:

c
Z

≤ 0,25.g (m/s
2
) . (1.10)
1.4. Mục tiệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định sự ảnh hưởng của vận tốc chuyển động của xe, độ mấp mô mặt đất

hình lý thuyết đã lập, nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm các vấn đề sau:
- Xác định các thông số hình học, trọng lượng xe, tọa độ trọng tâm, mômen
quán tính, độ cứng của lốp và của nhíp xe, độ mấp mô mặt đất rừng để phục vụ cho
việc xác định các thông số đầu vào của bài toán lý thuyết
- Xác định gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc và góc lắc ngang thân xe khi
chuyển động trong rừng để kiểm nghiệm các kết quả tính toán theo mô hình
lý thuyết.
1.4.3. Phương pháp nghiên cứu
1.4.3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết sử dụng trong luận án là áp dụng phương
pháp nghiên cứu của lý thuyết dao động ô tô. Nội dung của phương pháp này có thể
tóm tắt như sau:
Từ cấu tạo và quá trình làm việc của xe với các lực kích động gây ra, lập mô
hình dao động trong không gian, sử dụng phương trình Lagrangiơ loại II để thiết lập
hệ phương trình vi phân dao động của xe, từ đó sử dụng phần mềm Matlab –
21
Simulink 7.7 để khảo sát dao động của xe trong miền thời gian và miền tần số để rút
ra các kết luận về chế độ sử dụng xe phù hợp.
1.4.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Phương pháp đo các đại lượng nghiên cứu trong luận án được thực hiện theo
phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện.
Áp dụng các phương pháp thí nghiệm đã có xác định các thông số đầu vào và
xác định các thông số đầu ra.
Sử dụng các thiết bị đo, cảm biến đo và các phần mềm xử lý số liệu hiện đại
để xác định các thông số phục vụ cho khảo sát bài toán lý thuyết như tọa độ trọng
tâm của xe, mômen quán tính của xe, độ cứng và hệ số cản giảm chấn của các phần
tử đàn hồi, độ mấp mô mặt đất rừng, đồng thời đo các thông số đầu ra của bài toán
như gia tốc dao động thân xe, góc lắc dọc và góc lắc ngang thân xe.
Quá trình tổ chức và tiến hành thí nghiệm xác định trọng lượng, tọa độ trọng
tâm, mômen quán tính, độ cứng của lốp, của nhíp, độ mấp mô mặt đất rừng, gia tốc

thông qua giá trị bình phương trung bình gia tốc dao động thân xe
c
Z

, (
c
Z

≤ 2,5 m/s
2
).
5. Từ kết quả phân tích những tồn tại của xe chữa cháy rừng đa năng, căn cứ
vào yêu cầu thực tiễn, luận án đã đưa ra được mục tiêu, nội dung và phương pháp
nghiên cứu để xác định chế độ sử dụng hợp lý và làm cơ sở khoa học cho việc
hoàn thiện xe.
Chương 2
23
THIẾT LẬP MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG XE
CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG
2.1. Mô hình dao động của xe chữa cháy rừng đa năng
Xe chữa cháy rừng đa năng được thiết kế chế tạo trên cơ sở xe Ural 4320,
xe này có đặc điểm chung của loại xe ôtô tải nhiều cầu chủ động, cho nên nghiên
cứu khảo sát dao động của xe chữa cháy rừng đa năng có thể dựa vào các kết quả
nghiên cứu khảo sát dao động của ôtô máy kéo [4], [22].
Để khảo sát dao động của xe chữa cháy rừng đa năng, ta phải xây dựng mô
hình dao động và thiết lập được hệ phương trình vi phân dao động của xe. Phương
pháp chung để nghiên cứu các nội dung này là dựa vào lý thuyết dao động của ôtô
và máy kéo, lập mô hình dao động của xe, từ đó thiết lập hệ phương trình vi phân
dao động của xe.
2.1.1. Lựa chọn mô hình nghiên cứu

có khối lượng m
0
và mômen quán tính với trục dọc đi qua trọng tâm là J
ox
, mômen
quán tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm là J
oy
.
- Phần khối lượng không được treo cũng được coi là cứng tuyệt đối có khối
lượng tương ứng ở các cầu là m
1
, m
2
, m
3
và mômen quán tính đối với trục dọc đi
qua trọng tâm là J
1x
, J
2x
và J
3x
.
- Bỏ qua các nguồn kích thích dao động trên xe, coi mấp mô mặt đất rừng và
25