BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÊ THIỆN KIM NGÂN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG
ĐẾN AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA LOẠI XE KHÁCH
KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƯỜNG

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116

S K C0 0 4 6 8 5

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÊ THIỆN KIM NGÂN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẾN
AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA LOẠI XE KHÁCH
KHI CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐƢỜNG

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Hƣớng dẫn khoa học:

Điện thoại nhà riêng:

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …

Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 10/2004 đến 6/ 2009

Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
Ngành học: Cơ Khí Động Lực
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa
trên xe Toyota Yaris

trang 3


Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 3/2009 – Trƣờng Đại
Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Văn Long Giang

2012 - Nay

Sở Khoa học và Công
nghệ tỉnh Đồng Nai

tài khoa học, hội thi sáng tạo của tỉnh.
+ Thực hiện công tác huấn luyện an
toàn lao động cho các cơ sở

trang 4


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201…
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Lê Thiện Kim Ngân

trang 5


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật
Tp.HCM, đặc biệt là quý thầy cô khoa Cơ khí Động Lực đã giảng dạy, tạo điều
kiện cho tôi hoàn thành khóa học này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Phụng, ngƣời đã hết

The determination of dynamic loads acting on the vehicle body significance
and crucial role. Subject is studied by the method being applied worldwide ranged
from a study of car is the maximum use of information technology achievements to
shorten calculation time, increased reliability and yield calculations.
Thesis calculations derived from the construction of mathematical models,
set the differential equations describing the motion of the cars have been modeled,
automotive oscillation problem will be solved by a computer program the results
quickly and accurately. This paper uses Matlab software to solve the problem
ranged cars. The aim of the thesis was to study the effects of dynamic loads to safe
movement of the car, based on the results of calculations can determine the
conditions for safe movement of vehicles on the road, determine the velocity to

trang 7


term and dangerous bumpy altitude at which the vehicle can lose steering, braking
or loss took scissors.

trang 8


MỤC LỤC
Trang tựa ...................................................................................................................1
Quyết định giao đề tài ...............................................................................................2
Lý lịch cá nhân ..........................................................................................................3
Lời cam đoan .............................................................................................................4
Lời cảm ơn ................................................................................................................6
Tóm tắt ......................................................................................................................7
Mục lục ......................................................................................................................8
Danh mục các hình………………………………………………………………..11

2.9 Xác định moment quán tính khối lƣợng ........................................................ 32
2.9.1 Xác định moment quán tính khối lƣợng phần đƣợc treo Ix, Iy.................... 32
2.9.2 Tính Ixra monen quán tính khối lƣợng của cụm 4 bánh xe sau và cầu sau . 33
2.10 Tính toán độ cứng nhíp: ............................................................................... 34
2.11 Xác định độ cứng lốp xe ktf , k tr .................................................................. 35
2.12 Biên dạng mặt đƣờng dạng bán bình phƣơng hàm sin ................................ 36
CHƢƠNG 3THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG........................................ 37
3.1 Kết cấu xe Hyundai County ........................................................................... 37
3.2 Thông số kỹ thuật xe Hyundai County .......................................................... 37
3.3 Tính toán độ cứng nhíp .................................................................................. 39
3.4 Xác định độ cứng lốp xe ktf , k tr .................................................................... 40
3.5 Tính momen quán tính khối lƣợng phần đƣợc treo ....................................... 41
3.6 Tính momen quán tính khối lƣợng I xra của cầu sau ...................................... 42
3.7 Thông số tính toán xe Huyndai County ......................................................... 43
3.8 Tính toán ổn định ........................................................................................... 44
3.8.1 Xác định bán kính quay vòng của ô tô ....................................................... 44
3.8.2 Tính ổn định dọc ô tô .................................................................................. 46
3.8.3 Tính ổn định ngang ô tô .............................................................................. 47
3.9 Áp dụng phƣơng trình Lagrange II để tính toán tải trọng động .................... 49
Động năng K của hệ: ........................................................................................... 49
Thế năng V của hệ: .............................................................................................. 50
Hàm tiêu tán D của hệ: ........................................................................................ 50

trang 10


3.10 Phƣơng pháp xác định tải trọng động .......................................................... 53
3.11 Kết quả tính toán cho trƣờng hợp biên dạng mặt đƣờng dạng bán bình
phƣơng hàm sin ................................................................................................... 53
Tần số tự nhiên và dạng dao động:...................................................................... 53

Hình 3.6 Sơ đồ động học quay vòng của ô tô ........................................................45
Hình 3.7 Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe lên dốc .............................................46
Hình 3.8 Sơ đồ tính toán ổn định ngang của ô tô ...................................................47
Hình 3.9 Các dạng dao động thứ : 3,7,4 .................................................................55
Hình 3.10 Biên độ gia tốc x theo tần số lực kích động, ........................................56
Hình 3.11 Gia tốc

theo tần số lực kích động,......................................................56

Hình 3.12 Biên độ gia tốc

theo tần số lực kích động ..........................................57

Hình 3.13 Gia tốc x theo thời gian ........................................................................58
Hình 3.14 Gia tốc

theo thời gian .........................................................................59

trang 12


Hình 3.15 Gia tốc

theo thời gian .........................................................................60

Hình 3.16 Xung và biên độ tải trọng động .............................................................61

trang 13



vỏ, dằm cầu...là cần thiết và cũng đã có một số công ty bắt tay vào sản xuất nhƣ:
Toyota Việt Nam, công ty Trƣờng Hải...nhằm làm tăng tỉ lệ nội địa hóa sản phẩm
lên 40% năm 2009, hƣớng đến mục tiêu xuất khẩu ô tô và phụ tùng đạt 5-10% giá
trị tổng sản lƣợng của ngành và nâng dần giá trị kim ngạch xuất khẩu trong giai
đoạn tiếp theo.
Quá trình sản xuất ô tô của nƣớc ta nhƣ vậy chắc chắn sẽ không đồng bộ trong
tổng ngành, trong khi cơ sở hạ tầng của nƣớc ta có quy mô đƣờng còn nhỏ hẹp, tỉ lệ
đƣờng đất còn rất lớn, tỉ lệ đƣờng nhựa, bê tông xi măng hóa chƣa cao, chất lƣợng
còn kém...Nhƣ hiện nay, số lƣợng xe khi lƣu thông trên đƣờng bị lật rất nhiều nhƣ
trƣờng hợp xe khách của hãng Mai Linh bị lật khi lƣu thông trên đƣờng gây tổn thất
nghiêm trọng về ngƣời cũng nhƣ tài sản. Đó cũng là vấn đề băn khoăn của hành
khách khi lựa chọn phƣơng tiện trong điều kiện phƣơng tiện đi lại ngày một nhiều,

trang 15


và vấn đề an toàn vẫn luôn là tiêu chí hàng đầu mà hành khách lựa chọn. Vì thế cần
phải có biện pháp kiểm tra lại chất lƣợng sản phẩm sau khi lắp ráp theo đúng thực tế
sử dụng trong nƣớc nhằm định hƣớng lâu dài cho nền công nghiệp nƣớc ta.
Xác định tải trọng động tác dụng lên thân xe trong các điều kiện hoạt động
khác nhau đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình đánh giá tính chất an
toàn khi xe chuyển động trên đƣờng. Trong quá trình chuyển động của xe trên mặt
đƣờng có nhiều biên dạng mặt đƣờng mấp mô khác nhau, là nguyên nhân gây ra tải
trọng động trực tiếp tác dụng lên thân xe. Có nhiều nghiên cứu liên quan về tải
trọng động tác dụng lên thân xe, tính toán góc xoay và chuyển vị của thân xe, tính
toán tải trọng tĩnh và động tác dụng lên thân xe, xác định biên dạng mặt đƣờng và
tải trọng động tác dụng lên các bánh xe. Mục tiêu của công trình nghiên cứu này
nhằm xây dựng phƣơng pháp tính toán tải trọng động tác dụng lên thân xe khi
chuyển động trên bề mặt mấp mô của mặt đƣờng với vận tốc và chế độ tải khác
nhau.

Sử dụng phƣơng pháp Newton để tính toán dao động.
1.3 Mục đích nghiên cứu
Ứng dụng phƣơng pháp Lagrange trong tính toán tải trọng động lên thân xe.
Trong quá trình tính toán ta xét đến các ảnh hƣởng của quán tính.
Xác định tải trọng động tác dụng lên thân xe Huyndai County trong các chế độ
tải khác nhau.
Xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến chuyển động an toàn của xe.
1.4 Đối tƣợng nghiên cứu:
Chọn xe Hyundai County

trang 17


Hình 1.1 Bố trí chung trên ô tô Huyndai County
1.5 Phạm vi nghiên cứu
Các điều kiện chuyển động thực tế khi thiết kế
Xác định mô hình động lực học dao động toàn xe trong không gian 3 chiều
Tính toán mô phỏng xác định giá trị tải trọng động tác dụng lên thân xe dƣới lực
kích động từ mặt đƣờng khi xe chuyển động
1.6 Giá trị thực tiễn của đề tài
Xác định đƣợc tải trọng tác dụng lên thân xe trong các chế độ tải trọng động
khác nhau
Xây dựng phƣơng pháp tính toán tải trọng động lên thân xe bằng phƣơng pháp
Lagrange
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để đánh giá mức độ ảnh hƣởng của tải
trọng động đến an toàn chuyển động của xe khi di chuyển trên đƣờng
Xác định đƣợc vận tốc tới hạn và độ cao mấp mô làm cho xe chuyển động mất
an toàn
1.7 Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu

xem là một vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn.
2.1.2 Khối lƣợng không đƣợc treo
Khối lƣợng không đƣợc treo m1 là những cụm chi tiết mà trọng lƣợng của
chúng không tác động lên hệ thống treo mà chỉ tác động lên lốp và truyền xuống
mặt đƣờng. Ta có thể xem phần không đƣợc treo là vật thể đồng nhất, cứng hoàn
toàn có khối lƣợng m1 tập trung vào tâm bánh xe.
Hệ số khối lƣợng: tỷ số giữa khối lƣợng đƣợc treo m2 và khối lƣợng không đƣợc treo m1:
m

m2
m1

Hệ số khối lƣợng có ảnh hƣởng lớn tới độ êm dịu chuyển động. Giảm khối lƣợng
không đƣợc treo sẽ giảm đƣợc lực va đập truyền lên khung xe, còn tăng khối lƣợng
đƣợc treo sẽ làm giảm đƣợc dao động khung xe.
Ôtô du lịch:

m

= 6,5

7,5

Ôtô tải:

m

=4

5