i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài này tôi luôn nhận được sự
quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong khoa sau đại học và khoa cơ điện
& công trình trường đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Được sự đồng ý của Khoa Sau
đại học, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Bỉ tôi đã thực hiện luận văn:
“nghiên cứu dao động của xe chữa cháy rừng đa năng khi đứng tại chỗ cắt đất
và phun đất vào đám cháy rừng”. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến:
TS. Nguyễn Văn Bỉ trường đại học Lâm Nghiệp, người đã luôn tận tình hướng
dẫn, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thày cô trong khoa Cơ điện và Công trình,
khoa Sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu.
Trong quá trình thực hiện đề tài này tôi còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
của PGS.TS. Nguyễn Nhật Chiêu, trung tâm thực hành khoa cơ điện và công trình.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân trong gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người luôn bên tôi động viên tôi trong suốt quá
trình hoàn thành khoá học.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, những kết quả
trong luận văn này được tính toán chính xác, trung thực và chưa có tác giả nào công
bố; những nội dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Để đề tài được hoàn thiện hơn nữa tôi xin chân thành cảm ơn các ý kiến đóng
góp, bổ xung để luận văn được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 25 tháng 4 năm 2012
Tác giả
Tống Thanh Hà
ii
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn .................................................................................................................. i
Mục lục ....................................................................................................................... ii
Danh mục các từ viết tắt ............................................................................................ iii
Danh mục các bảng ................................................................................................... vi
Danh mục các hình ................................................................................................... vii
Mở đầu ........................................................................................................................ 1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 6
1.1 Tổng quan về tình hình cháy rừng tại Việt Nam .......................................... 6
1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị chữa cháy rừng trên thế giới .............. 7
1.2.1. Công nghệ chữa cháy rừng trên thế giới ................................................. 7
1.2.2. Thiết bị chữa cháy rừng trên thế giới ....................................................... 7
1.3. Công nghệ và thiết bị chữa cháy rừng ở Việt Nam ..................................... 9
1.4 Tổng quan về nghiên cứu dao động của ô tô máy kéo................................ 13
1.4.1 Tổng quan về nghiên cứu ô tô máy kéo trên thế giới ............................. 13
1.4.2 Tổng quan về nghiên cứu ô tô máy kéo ở Việt Nam ............................... 14
Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN
CỨU .......................................................................................................................... 16
2.1 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 16
2.1.1 Mục tiêu chung ......................................................................................... 16
2.1.2 Mục tiêu cụ thể ......................................................................................... 16
2.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ............................................ 16
2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe chữa cháy rừng đa năng ........ 17
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cắt đất ........................... 20
2.3 Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 20
2.4 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 21
2.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ......................................................... 21
2.4.2. Phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu dao động ............................ 25
Chương 3 NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE CHỮA CHÁY RỪNG KHI
ĐỨNG TẠI CHỖ CẮT ĐẤT VÀ PHUN ĐẤT VÀO ĐÁM CHÁY RỪNG ...... 26
3.1 Tổng quan về dao động của xe chữa cháy rừng đa năng ........................... 26
iii
3.2. Xây dựng mô hình tính toán dao động của xe chữa cháy rừng đa năng . 28
3.2.1 Một số giả thiết ......................................................................................... 28
3.2.3. Biểu thức động năng của hệ ................................................................... 33
3.2.4. Biểu thức thế năng của hệ ...................................................................... 33
3.2.5. Biểu thức hàm hao tán của hệ ................................................................ 34
3.2.6. Biểu thức lực suy rộng ............................................................................ 34
3.3. Phương trình vi phân dao động của xe . ..................................................... 35
3.3.1. Lập phương trình vi phân dao động của hệ .......................................... 35
3.3.2. Khảo sát hệ số động lực học của hệ ....................................................... 39
3.4. Khảo sát dao động của xe CCR đa năng .................................................... 40
3.4.1. Xác định các tham số đầu vào của hệ phương trình vi phân (3.15) ..... 40
3.4.2. Giải hệ phương trình vi phân dao động của cơ hệ ................................ 42
Chương 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................................................ 51
4.1. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 51
4.2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 51
4.3. Điều kiện thực nghiệm .................................................................................. 51
4.4. Dụng cụ và thiết bị đo ................................................................................... 51
4.4.1. Thiết bị đo DMC plus .............................................................................. 51
4.4.2. Cảm biến đo gia tốc ................................................................................. 52
4.5. Tổ chức tiến hành thực nghiệm ................................................................... 53
4.5.1. Chuẩn bị thí nghiệm và dụng cụ đo ....................................................... 53
4.5.2. Tổ chức thí nghiệm đo dao động của xe khi cắt đất .............................. 54
4.6. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ................................................................ 57
4.6.1 Thực nghiệm với tốc độ cắt đất n = 1200 vòng/phút .............................. 57
4.6.2. Thực nghiệm với tốc độ cắt đất n = 2000 vòng/phút ............................. 57
4.6.3. Thực nghiệm với tốc độ cắt đất n = 2500 vòng/phút ............................. 58
4.6.4. Thực nghiệm với tốc độ cắt đất n = 3000 vòng/phút ............................. 58
4.7. So sánh kết quả nghiên cứu thực nghiệm với mô hình tính theo lý thuyết
............................................................................................................................... 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 61
1. Kết luận ............................................................................................................. 61
2. Kiến nghị ........................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 63
PHỤ LỤC
iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
TT
Ký
hiệu
Tên gọi
Đơn vị
1
CCR
Chữa cháy rừng
2
Kđ
Hệ số động lực học
3
PTVP
Phương trình vi phân
4
T
Biểu thức động năng của cơ hệ
5
Π
Biểu thức thế năng của cơ hệ
6
Ф
Hàm hao tán của hệ
7
Qn
Động lượng của nước
8
Qxe
Động lượng của xe khi vòi phun làm việc
9
Q0
Động lượng ban đầu của hệ
10
Mxe
Khối lượng xe
Kg
11
vxe
Vận tốc của xe
m/s
12
m0
Khối lượng của khung xe và các thiết bị trên xe
Kg
13
m1
Khối lượng của trục trước
Kg
14
m2
Khối lượng của trục bánh sau
Kg
15
m4
Khối lượng của hệ thống cắt đất
Kg
16
l1,l2
Khoảng cách theo phương dọc từ trọng tâm O đến
các điểm A,B
m
17
l3
Khoảng cách BD
m
18
b
Khoảng cách theo phương ngang giữa tâm của bánh
xe đến mỗi cầu
m
19
L
Chiều dai tay quay từ tâm các bánh xe cầu sau đến
chốt xoay
m
20
α0,αn
Chuyển vị góc của thân xe và của nhíp cầu sau trong
mặt phẳng thẳng đứng dọc Oxz
độ
21
c1, c2,
c3
Hệ số độ cứng của các cặp bánh xe 1, 2, 3
KN
22
cn1,
cn2,
cn3
Hệ số độ cứng của các nhíp cầu trục trước và trục sau:
1, 2
KN
23
c4, k4
Hệ số độ cứng và giảm chấn của cơ cấu treo hệ thống
cắt đất
KN
34
k1, k2,
k3
Hệ số giảm chấn của bánh lốp trước và các bánh sau
Ns/m
25
kn1
Hệ số giảm chấn của nhíp trước
Ns/m
26
m0,
m1,
m2,
m3
khối lượng thu gọn của thân xe, các cặp bánh 1, 2, 3
kg
27
m4
khối lượng thu gọn của hệ thống cắt đất
kg
28
Jix , Jiy
Mô men quán tính của thân xe và các trục bánh xe
kg.m2
29
δ1, δ2,
δ3
Biến dạng của các bánh lốp 1, 2, 3
mm
30
δn1,
δn2,
δn3, δ4
Biến dạng của các nhíp cầu trước, cầu sau và của cơ cấu
treo hệ thống cắt đất
mm