BỘ MÔN ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==============================================================
==========================================================
SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN DŨNG GVHD: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
- 1 -
- - - - - -
Luận Văn
Ứn ụn S u n ả
ộn ủ ần
ấu
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==============================================================
==========================================================
SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN DŨNG GVHD: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
- 2 -
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, có tính cơ động cao, được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực
dân sự cũng như quốc phòng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công
nghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, cho ra đời
nhiều loại xe hiện đại và tiện nghi. Việc thiết kế các hệ thống, cụm chi tiết trên ôtô,
đánh giá chất lượng làm việc của chúng ngày càng được quan tâm nghiên cứu
nhằm nâng cao chất lượng của ôtô.
Hệ thống treo trên ôtô rất đa dạng và có vai trò hết sức quan trọng, nó góp
phần nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động của ôtô. Bên cạnh quá trình
thiết kế, để đánh giá hệ thống treo thì việc đánh giá chất lượng dao động của hệ
thống treo cũng góp phần không nhỏ trong quá trình kiểm định thiết kế cũng như
đánh giá sự phù hợp giữa thông số cơ bản, thông số kết cấu và điều kiện chuyển
động thực tế của ôtô trên đường.
Hiện nay phương pháp mô phỏng số đang được sử dụng rộng rãi để nghiên
cứu các cơ hệ đặc biệt là hệ dao động của ô tô. Thực tế đã cho thấy Matlab-
Simulink là một trong những phần mềm có khả năng ứng dụng rất cao trong việc
giải các bài toán kỹ thuật bằng cách lập trình, xử lý số và đồ hoạ để mô phỏng,
phân tích một hệ thống động học, giải các bài toán vi phân và phương trình bậc
cao ...
Xuất phát từ những yêu cầu trên, em đã lựa chọn đề tài: “Ứng dụng
Simulink ảo s t d o ng p n t u tr o ô tô”. ề tài đã tập trung
vào tìm hiểu hệ thống treo cho xe du lịch và sử dụng phần mềm atlab-Simulink
7.0 để nghiên cứu mô phỏng hệ dao động của xe.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo .T . guy n gọc uế
cùng các thầy cô trong bộ môn ộng ực, khoa Cơ iện, ại học ông ghiệp
Hà ội đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em trong quá trình thực hiện và
hoàn thành đồ án này.
Em xin trân trọng cảm ơn !
inh viên: guy n Tiến Dũng
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==============================================================
==========================================================
SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN DŨNG GVHD: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
- 3 -
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------ - 2 -
CHƯƠNG 1 --------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU --------------------------------------------- - 5 -
1.1. Tổng quan đối tượng và phạm vi nghiên cứu ----------------------------------------- - 5 -
1.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ---------------------------------------------------- - 5 -
1.1.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài ----------------------------------------------------------- - 5 -
1.2. Tổng quan về hệ thống treo. ------------------------------------------------------------- - 5 -
1.2.1. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo. ------------------------------------------- - 6 -
1.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo ------------------------------------------------- - 6 -
1.2.2.1. Bộ phận đàn hồi ----------------------------------------------------------------------- - 7 -
a. Nhíp lá: ------------------------------------------------------------------------------------- - 7 -
b. Thanh xoắn: ------------------------------------------------------------------------------- - 8 -
c. Lò xo: --------------------------------------------------------------------------------------- - 8 -
d. Phần tử đàn hồi loại khí: ----------------------------------------------------------------- - 9 -
1.2.2.2. Bộ phận giảm chấn: ---------------------------------------------------------------- - 11 -
a. Giảm chấn hai lớp vỏ: ------------------------------------------------------------------ - 11 -
b. Giảm chấn một lớp vỏ: ---------------------------------------------------------------- - 13 -
e. Ống nhún Vario: ----------------------------------------------------------------------- - 14 -
f. Ống nhún loại 2 ống với hơi áp lực -------------------------------------------------- - 15 -
g. Ống nhún hơi
h. Ống nhún Khí- Thủy lực : ------------------------------------------------------------- - 16 -
1.2.2.3. Thanh ổn định và các đòn dẫn hướng -------------------------------------------- - 18 -
1.2.2.4. Các chi tiết phụ ---------------------------------------------------------------------- - 19 -
1.2.3. Phân loại hệ thống treo. -------------------------------------------------------------- - 19 -
1.2.3.1. Hệ thống treo phụ thuộc: ---------------------------------------------------------- - 20 -
1.2.3.2. Hệ thống treo độc lập: -------------------------------------------------------------- - 21 -
a. Dạng treo 2 đòn ngang: ---------------------------------------------------------------- - 22 -
b. Dạng treo Mc.Pherson: ---------------------------------------------------------------- - 23 -
c. Hệ treo 2 đòn dọc: ---------------------------------------------------------------------- - 24 -
d. Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết: ------------------------------------------- - 25 -
e. Hệ treo đòn chéo: ----------------------------------------------------------------------- - 25 -
CHƯƠNG 2 ------------------------------------------------------------------------------------- - 27 -
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ------------------------------------- - 27 -
2.1. Nội dung nghiên cứu -------------------------------------------------------------------- - 27 -
2.1.1. Nghiên cứu hệ dao động một phần tử khối lượng -------------------------------- - 27 -
2.1.2. Nghiên cứu hệ dao động hai phần tử khối lượng --------------------------------- - 27 -
2.1.3. Khảo sát dao động của ô tô thông qua mô hình dao động liên kết ------------- - 27 -
2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết --------------------------------------------------- - 27 -
2.3. Các chỉ tiêu và mô hình nghiên cứu dao động ô tô --------------------------------- - 28 -
2.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ dao động -------------------------------------------------- - 28 -
2.3.1.1. Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động: -------------------------------------- - 29 -
a.Chỉ tiêu về tần số: ----------------------------------------------------------------------- - 30 -
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==============================================================
==========================================================
SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN DŨNG GVHD: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
- 4 -
b.Chỉ tiêu về gia tốc dao động. ---------------------------------------------------------- - 30 -
2.3.1.2.Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường - 30 -
2.3.3. M ìn ộn . ------------------------------------------------------------------- - 32 -
a. Mô hình ¼ : ----------------------------------------------------------------------------- - 32 -
b. Mô hình dao động liên kết : ----------------------------------------------------------- - 33 -
c. Mô hình 1/2 ---------------------------------------------- Error! Bookmark not defined.
d. Mô hình không gian xe con ----------------------------------------------------------- - 33 -
2.3.4. Hàm kích động. ------------------------------------------------------------------------ - 34 -
CHƯƠNG 3 ------------------------------------------------------------------------------------- - 36 -
ỨNG DỤNG SIMULINK MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG --------------------------------- - 36 -
CỦA PHẦN TỬ KHỐI LƯỢNG CỦA CƠ CẤU TREO ------------------------------ - 36 -
3.1. Giới thiệu phần mền Matlab-Simulink 7.0. ------------------------------------------ - 36 -
3.1.1. Các khối chức năng có sẵn thường dùng trong phần mềm Matlab-Simulink - 39 -
Thư viện Commomly used blocks: --------------------------------------------------------- - 39 -
Thư viện Continuous ------------------------------------------------------------------------- - 44 -
Thư viện Discrete ---------------------------------------------------------------------------- - 45 -
Thư viện Discontinuities -------------------------------------------------------------------- - 47 -
Thư viện Math Operations ------------------------------------------------------------------ - 49 -
Thư viện Ports & Subsystems -------------------------------------------------------------- - 51 -
Thư viện Sources ----------------------------------------------------------------------------- - 53 -
Thư viện Sinks -------------------------------------------------------------------------------- - 55 -
Thư viện Signal Routing --------------------------------------------------------------------- - 56 -
Thư viện User-Defined Functions ---------------------------------------------------------- - 57 -
Thư viện Look-Up Tables ------------------------------------------------------------------- - 58 -
3.1.2. Tạo mới một khối để mô phỏng trong Matlab Simulink ------------------------ - 59 -
3.1.3. Mô phỏng một khối trong Matlab Simulink -------------------------------------- - 61 -
3.1.4. Ứng dụng của Matlab Simulink ----------------------------------------------------- - 63 -
3.2. Mô hình dao động ----------------------------------------------------------------------- - 63 -
3.2.1. Các giả thiết ---------------------------------------------------------------------------- - 63 -
3.2.2. Thiết lập mô hình --------------------------------------------------------------------- - 64 -
3.2.2.1. Mô hình dao động một phần tử khối lượng ------------------------------------- - 64 -
3.2.2.2. Mô hình dao động hai phần tử ---------------------------------------------------- - 66 -
3.2.2.3. Mô hình dao động liên kết --------------------------------------------------------- - 68 -
3.3. Một số kết quả khảo sát mô hình ------------------------------------------------------ - 72 -
3.3.1. Khảo sát đặc tính dao động của phần tử của hệ thống treo --------------------- - 72 -
3.3.2. Khảo sát đặc tính dao động của hệ hai phần tử trong cơ cấu treo -------------- - 75 -
3.3.3. Khảo sát đặc tính dao động của phần tử của hệ thống treo trong mô hình dao động
liên kết. ----------------------------------------------------------------------------------------- - 76 -
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - 80 -
4.1.Kết luận chung - 80 -
4.2. Hướng phát triển của đề tài - 80 -
TÀI LIỆU THAM KHẢO - 81 -
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==============================================================
==========================================================
SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN DŨNG GVHD: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
- 5 -
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổn qu n ố ượn và ạ v n ên ứu
1.1.1. Đố ượn và ạ v n ên ứu
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống treo dùng trên xe hai cầu mà chủ yếu
là hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn trụ hoặc nhíp lá và bộ phận
giảm chấn kiểu ống thủy lực. Trên cơ xở ứng dụng MATLAB SIMULINK
mô phỏng dao động của phần tử của hệ thống treo để khảo sát sự ảnh hưởng
của các thông số đặc trưng về kết cấu như độ nhớt của dầu thông qua hệ số
cản c, độ cứng của lò xo k đến biên độ dao động cực đại, gia tốc cực đại, thời
gian ổn định của hệ…ngoài ra cũng có thể khảo sát ảnh hưởng của điều kiện
chuyển động thông qua việc thay đổi tần số và biên độ kích thích đầu vào.
Mặt khác đề tài cũng khảo sát mô hình dao động liên kết thông qua mô hình
phẳng nhằm khảo sát ảnh hưởng của đường và phân bổ tải trọng của xe.
1.1.2. Ý n ĩ ọ ủ ề à
Đề tài đã giải quyết những vấn đề sau :
Tìm hiểu Simulink toolbox trong Matlab
Mô phỏng dao động của phần tử khối lượng bằng Matlab Simulink
Chạy mô phỏng đưa ra kết quả và kết luận
1.2. Tổn qu n về ệ ốn
Hình1.1-Hệ t ống tr o và bố trí ung trên x