Phân tích tính năng động lực học an toàn chuyển động quay vòng của xe đầu kéo bán moóc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.21 MB, 119 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
TRẦN QUỐC DUY
PHÂN TÍCH TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC AN TOÀN
CHUYỂN ĐỘNG QUAY VÒNG CỦA XE
ĐẦU KÉO - BÁN MOÓC
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
Mã sắ: 60520116
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HCM, tháng 7 - 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. TRÀN HỮU NHÂN
Cán bộ chấm nhận xét 01: TS. NGUYỄN LÊ DUY KHẢI
Cán bộ chấm nhận xét 02: TS. NGUYỄN CHÍ THANH
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 22 tháng 7 năm
2017.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1) PGS.TS HUỲNH THANH CÔNG (CT)
2) TS. PHẠM TUẤN ANH (TK)
3) TS. NGUYỄN LÊ DUY KHẢI (PB1)
4 TS. NGUYỄN CHÍ THANH (PB2)
5) TS. NGUYỄN NGỌC LINH (UV)
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận vãn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi
luận vãn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA
CỘNG
HÒA
HỘIGIA
CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI
HỌCXÃ
QUỐC
TP.HCM
Độc
lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
—oOo—
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:TRẦN QUỐC DUY
MSHV: 1570321
Ngày, tháng, năm sinh: 11/09/1985
Nơi sinh: TP HCM
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Động Lực
MS: 60 52 01 16
I.
TÊN ĐỀ TÀI:
“ PHÂN TÍCH TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG
QUAY VÒNG CỦA XE ĐẦU KÉO - BÁN MOÓC ”
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Phân tích tính năng động lực học an toàn chuyển động quay vòng của đoàn xe đầu kéo và
bán moóc loại 3 trục ( xe đầu kéo HYUNDAI HD700 và bán moóc Tân Thanh).
2. Xác định được mối quan hệ giữa góc đánh lái và vận tốc tới hạn chuyển động của xe đầu
kéo,bán moóc cụ thể đảm bảo an toàn chuyển động khi quay vòng.
3. Xác định các thông số động học, động lực học của đoàn xe cho một chế độ điều kiện quay
vòng cụ thể ( góc đánh lái, vận tốc chuyển động).
4. Đe xuất mô hình tính toán động học và động lực học chuyển động của đoàn xe phù họp vói
mô hình và nhu cầu thực tế.
II. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 06/02/2017
III. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: 17/07/2017
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN HỮU NHÂN
Tp. HCM, ngày tháng năm 2017
CÁN BỘ HƯƠNG DẪN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)
(Họ tên và chữ ký)
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
(Họ tên và chữ ký)
LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện đề tài luận vãn tốt nghiệp “ Phân Tích Tính Năng Động Lực Học An Toàn
Chuyển Động Quay Vòng Của Xe Đầu Kéo - Bán Moóc ”, tôi xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến các tập thể, cá nhân đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình theo học tại trường:
❖
Thầy Cô Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM.
❖
Thầy Cô Bộ Môn Kỹ Thuật Ô Tô - Máy Kéo Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM.
❖
Thầy hướng dẫn TS. Trần Hữu Nhân, người đã dành nhiều thời gian hướng dẫn và đóng
góp những ý kiến quý báu cho đề tài.
❖
Quý thầy trong hội đồng đánh giá luận văn đã đóng góp những ý kiến quý báu cho đề
tài.
❖
Các bạn bè đồng nghiệp, các bạn lớp cao học khóa 2015 đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành luận văn này.
❖
Gia đình đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu đến nay.
Xin chân thành cảm ơn !
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017
Học viên thực hiện
Trần Quốc Duy
4
TÓM TẮT
Để phục vụ cho nền kinh tế hàng hóa đang phát triển, cần có các loại phương tiện vận
tải hiệu quả cao và phù họp. Hiện nay, trên thế giới 70% lượng hàng hóa được vận tải bằng
container và Việt Nam cũng không phải là một trường hợp ngoại lệ. Do đó việc nghiên cứu tính
ổn định của đoàn xe đầu kéo và bán moóc là rất cần thiết và nó phù hợp với nhu cầu thực tế của
xã hội. Đồ tài này đưa ra các kết quả đánh giá sự ổn định của đoàn xe đầu kéo và bán moóc khi
quay vòng trong các trường hợp thay đổi vị trí tải hàng hóa trong container, từ đó đưa ra được
các đề xuất tối ưu nhất cho việc phân bố các vị trí tải ừên xe ừong quá trình hoạt động. Trong
đề tài có sử dụng mô hình một vết của đoàn xe, bao gồm đầu kéo và bán moóc để làm mô hình
mẫu áp dụng cho các bài toán ổn định nói chung. Đồ tài cũng đồng thời sử dụng phần mềm
Matlab để mô phỏng chuyển động của đoàn xe trên đường để từ đó phân tích, đánh giá tính
năng động lực học của đoàn xe.
V
ABSTRACT
To meet for commodity economic which is developing, we need high efficiency and
suitable transport vehicle. Nowadays, around the world, 70% commodity is transported by
container truck and Vietnam also be. Consequently, the study of the stability of the tractor
frailer and semi frailer is essential and it is in line with the actual needs of the society. This
subject gives the results of the assessment of the stability of the frailer and semi-trailer when it
turns around in case of changing the position of cargo in the container, thus offering the optimal
proposal for The distribution of load positions on the vehicle during operation. The subject uses
a one tram frack, including tractive and semi-trailer, to make the model applied to general
stability problems. The subject also uses Matlap software to simulate the movement of the
convoy on the road to analyze and evaluate the dynamic dynamics of the convoy.
6
LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: TRẦN QUỐC DUY
Ngày, tháng, năm sinh: 11/09/1985
Nơi sinh: TP HCM
Địa chỉ liên lạc: 74/1/3 Tân Kỳ Tân Quý F Tây Thạnh Q Tân Phú TP HCM
Số điện thoại: 0935129573
Tôi xin cam đoan luận văn “ Phân Tích Tính Năng Động Lực Học An Toàn Chuyển Động
Quay Vòng Của Xe Đầu Kéo - Bán Moóc ”, là do tôi thực hiện, không sao chép của người
khác. Neu sai sự thật, tôi xin hoàn toàn chịu ừách nhiệm trước nhà trường và pháp luật.
Học viên
Trần Quốc Duy
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật xe đầu kéo Hyundai HD700...................................35
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của bán moóc...........................................................39
Bảng 3.3 Thông số xác định vị trí tọa độ trọng tâm xe đầu kéo...........................42
Bảng 3.4 Thông số xác định tọa độ trọng tâm bán moóc.....................................43
Bảng 3.5 Thông số xác định vị trí trọng tâm của đoấn xe....................................43
Bảng 3.6: Thông số xác định vị trí trọng tâm của đoấn xe..................................44
Bảng 3.7: Thông số xác định chiều cao trọng tâm cuả đoấn xe...........................45
Bảng 3.8: Thông số xác định moment quán tính của đầu kéo..............................48
Bảng 3.9: Thông số xác định moment quán tính của bán moóc...........................49
Bảng 3.10: Thông số xác định moment quán tính khối lượng của container.... 49
Bảng 3.11: Thông số xác định moment quán tính của đoàn xe............................50
Bảng3.12: Thông sổ xác định moment quán tính của khối hàng hóa giả định....51
Bảng 3.13: Thông sổ xác định vị trí tọa độ trong tâm thay đổi theo tải trọng.. 52
Bảng 3.14: Thông so xác tính moment quán
tính theovị trí tải đặt trước.........53
Bảng 3.15: Thông so xác tính moment quán
tính theovị trí tải đặt giữa..........53
Bảng 3.16: Thông so xác tính moment quán
tính theo vị trí tải đặt sau...........54
Bảng 3.17: Thông so xác định phản lực tác
dụng lên các bánh xe..................56
Bảng 3.18: Thông so xác định độ củng lốp theo phương ngang..........................57
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình
Trang
Hình 1.1: Trung chuyển hàng hóa bằng xe đầu kéo tại cảng Cát Lái Tp HCM.. 4
Hình 1.2: Kiểm tra tải trọng xe khỉ lưu thông ra vào các cảng.............................6
Hình 1.3: Thị phần cung cẩp bán moóc tại Việt Nam............................................8
Hình 1.4: Tai nạn giao thông do xe đầu kéo gây ra..............................................9
Hình 1.5: Tẳc đường do lượng xe đầu kéo ngày càng tăng.....................................9
Hình 2.1: Mô hình một dãy của đoàn xe trong mặt phẳng quay vòng...................13
Hình 2.2: Mô hình lốp xe đang chuyển động thẳng với vận tốc V
có góc trượt ngang a.................................................21
Hình 2.3: VỊ trí tọa độ trọng tâm của đoàn xe.......................................................24
Hình 2.4: VỊ trí tọa độ trọng tâm xe đầu kéo và bán moóc khi tách rời................24
Hình 2.5: Moment quán tính khối lượng giả định..................................................26
Hình 2.6: VỊ trí tọa độ trọng tâm các khối hình họp giả
định của bán móc......27
Hình 2.7: Vị trí tọa độ trọng tâm các khối hình hộp giả
định của đầu kéo.......29
Hình 2.8: Sơ đồ xác định hành lang quay vòng của đoàn xe.................................31
Hình 3.1: Thông số kỹ thuật xe đầu kéo.................................................................35
Hình 3.2: Mô hình bán moóc được sản xuất tại nhà máy Tân Thanh...................37
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí chung của đoàn xe........................................................40
Hình 3.4:VỊ trí tọa độ trọng tâm của đầu kéo........................................................41
Hình 3.5:VỊ trí tọa độ trọng tâm của bán moóc.....................................................42
Hình 3.6:VỊ trí tọa độ trọng tâm của đoàn xe........................................................43
Hình 3.7: Moment quán tính khối lượng giả định..................................................45
Hình 3.8: Phân chia đầu kéo thành các hình hộp giả định....................................47
Hình 3.9: Thông số kích thước các hình hộp giả định của đầu kéo.......................47
Hình 3.10: Phân chia bán moóc thành các hình hộp giả định...............................48
Hình 3.11: Thông số kích thước của các hình hộp giả định của bán moóc...........48
Hình 3.12: Thông số kích thước của container tải 40 feet.....................................49
Hình 3.13.-VỊ trí xác định tọa độ trọng tâm của đoàn xe khỉ tách rời...................50
Hình 3.14: Thông số xác định kích thước container tải 20 feet............................51
Hình 3.15: VỊ trí thay đổi của
các điểm đặt hàng...............................................51
Hình 3.16: VỊ trí tọa độ trọng tâm theo tải đặt trước của đoàn xe......................52
Hình 3.17: Vị trí tọa độ trọng
tâm theo tải đặt giữa của đoàn xe.......................53
Hình 3.18: VỊ trí tọa độ trọng tâm theo tải đặt sau của đoàn xe.........................54
Hình 3.19: Mô hình lốp xe đang chuyển động thẳng với vận tốc V
có góc trượt ngang a..................................................56
Hình 4.1: Sơ đồ tiến trình thực hiện mô phỏng......................................................59
Hình 4.2: So sánh các lực ngang sinh ra tại các bánh xe theo thời gian
trong trường hợp tải 40 feet phân bố đều..........................................62
Hình 4.3: So sánh các lực ngang sinh ra tại các bánh xe theo thời gian
trong trường hợp tải 20 feet đặt phía trước.......................................63
Hình 4.4: Hiện tượng vãng ngang đuôi xe (Trailer swing)....................................65
Hình 4.5: So sánh các lực ngang sinh ra tại các bánh xe theo thời gian
trong trường hợp tải 20 feet đặt giữa.................................................65
Hình 4.6: So sánh các lực ngang sinh ra tại các bánh xe theo thời gian
trong trường hợp tải 20 feet đặt phía sau..........................................66
Hình 4.7: Hiện tượng nhấc đầu xe khi tải được đặt tại vị trí đuôi.........................67
Hình 4.8: So sánh lực ngang Fyi sinh ra trong các trường hợp
thay đoi vị trí tải theo thời gian..........................................................68
Hình 4.9: So sánh lực ngang Fy2 sinh ra trong các trường hợp
thay đoi vị trí tải theo thời gian..........................................................69
Hình 4.10: So sánh lực ngang Fy3 sinh ra trong các trường hợp
thay đoi vị trí tải theo thời gian..........................................................71
Hình 4.11: So sánh lực ngang Fyi tại bánh xe trước với lực bám Fylc trong trường hợp tải 40
feet phân bố đều theo thời gian..........................................................72
Hình 4.12: So sánh lực ngang Fy2 tại bánh xe sau với lực bám Fy2c trong trường hợp tải 40
feet phân bố đều theo thời gian..........................................................74
Hình 4.13: So sánh lực ngang Fy3 tại bánh bán moóc với lực bám Fy3c trong trường hợp tải
40 feet phân bố đều theo thời gian.....................................................75
Hình 4.14: So sánh lực ngang sinh ra tại các bánh xe với vận tốc trong trường hợp tải 40 feet
phân bố đều........................................................................................76
Hình 4.15: So sánh lực ngang sinh ra tại các bánh xe với vận tốc trong trường hợp tải 20 feet
đặt phía trước.....................................................................................77
Hình 4.16: So sánh lực ngang sinh ra tại các bánh xe với vận tốc trong trường hợp tảỉ 20 feet
đặt giữa..............................................................................................78
Hình 4.16: So sánh lực ngang sinh ra tại các bánh xe với vận tốc trong trường hợp tải 20 feet
đặt phía sau........................................................................................79
Hình 4.17: So sánh lực ngang Fyi sinh ra trong các trường hợp thay đổi vị trí tải theo vận tốc
............................................................................................................80
Hình 4.18: So sánh lực ngang Fy2 sinh ra trong các trường hợp thay đổi vị trí tải theo vận tốc
............................................................................................................82
Hình 4.19: So sánh lực ngang Fy3 sinh ra trong các trường hợp thay đổi vị trí tải theo vận tốc
............................................................................................................83
Hình 4.20: So sánh lực ngang Fyi với lực bám Fylc trong trường hợp tải 40 feet phân bo đều
theo vận tốc........................................................................................84
Hình 4.21: So sánh lực ngang Fy2 với lực bám Fy2c trong trường hợp tải 40 feet phân bo đều
theo vận tốc........................................................................................85
Hình 4.22: So sánh lực ngang Fy3 với lực bám Fy3c trong trường hợp
tải 40 feet phân bo đều theo vận tốc...................................................86
DANH MỤC KÝ HIỆU
ữỉ, «2: khoảng cách từ tọa độ trọng tâm lần lượt đến cầu trước và sau của đầu kéo (m) b],b2:
khoảng cách từ tọa độ trọng tâm lần lượt đến vị trí tâm chốt kéo và cầu của bán moóc(m)
Ci: Độ cứng lốp xe theo phương ngang (ị= 1, 2, 3) (N/rad)
Fyi: Lực ngang lốp xe (ị = 1, 2, 3) (N)
ei: Khoảng cách từ vị trí tâm chốt kéo đến cầu sau đầu kéo (m)
hỉ; Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm máy kéo đến vị trí tâm chốt kéo (m)
FZÌ; phản lực từ mặt đường tác dụng lên các bánh xe (ị= 1, 2, 3) (N)
K: hệ số phân bố tải trọng lên chốt kéo
Vi'. vận tốc di chuyển của khối tâm đầu kéo (m/s)
hđx: chiều cao trọng tâm đoàn xe (m)
mi, m2: Khối lượng lần lượt của đầu kéo và bán moóc (kg)
11, Ỉ2'. Chiều dài cơ sở lần lượt của đầu kéo và bán moóc (m)
ỈZ1, ỈZ2 ■ Momen quán tính khối lượng của đầu kéo và bán moóc (kg.m2)
ai: Góc trượt ngang lốp xe (i = 1,2,3) (rad)
fì: góc tạo bởi vectơ vận tốc tại bánh xe so với trục tọa độ ban đầu của đầu kéo, bán
moóc(rad)
(ữ = Ị/: Vận tốc góc xoay quanh trục đứng Oz so với phương trục Ox tại vị trí tọa độ trọng
tâm của đầu kéo (rad/s)
ỗ: Góc đánh lái (rad)
ộ; Góc tạo bởi giữa trục dọc của đầu kéo và trục dọc của bán moóc (rad)
ì// ; Góc xoay quanh trục đứng Oz so với phương trục Ox tại vị trí tọa độ trọng tâm của đầu
kéo (rad)
0: Góc xoay quay trục đứng Oz so với phương trục Ox tại vị trí tọa độ trọng tâm của bán
moóc (rad)
ỡ: Vận tốc góc xoay quanh trục đứng Oz so với phương trục Ox tại vị trí tọa độ trọng tâm
của bán moóc (rad/s)
Mục Lục
Trang
Công Trình Được Hoàn Thành Tại..............................................................................I
Nhiệm Vụ Luận Văn Thạc Sĩ....................................................................................II
Lời Cám ơn................................................................................................................ni
Tóm Tắt.....................................................................................................................IV
Lời Cam Đoàn...........................................................................................................VI
Mục lục....................................................................................................................VII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................................1
1.1
Tổng Quan Tình Hình Nghiến Cứu Liên Quan Trong Và Ngoài Nước............1
1.1.1
Tổng Quan Tình Hình Nghiên Cứu Trên Thế Giới..........................................1
1.1.2
Tổng Quan Tĩnh Hình Nghiên Cứu Tại Việt Nam..................................................................2
1.2
Lý Do Chọn Đồ Tài.......................................................................................... 3
1.3
Mục Tiêu Và Đối Tượng Nghiên Cứu............................................................... 10
1.3.1
Mục Tiêu Nghiên Cứu.....................................................................................10
1.3.1.1........................................................................................................................... Mục
Tiêu Tổng Thể........................................................................................................10
1.3.1.2....................................................................................................................... Mục
Tiêu Cụ Thể........................................................................................................................10
1.3.2............................................................................................................................................... Đối
Tượng Nghiên Cứu............................................................................................................11
1.4
Nội Dung Nghiên Cứu.......................................................................................11
1.4.1.......................................................................................................................... Ngh
iên Cứu Tổng Quan............................................................................................................11
1.4.2.......................................................................................................................... Phạ
m Vi Nghiên Cứu...............................................................................................................11
1.4.3.......................................................................................................................... Phư
ơng Pháp Nghiên Cứu........................................................................................................11
1.5..................................................................................................................................................
Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài......................................................................11
1.5.1
ÝNghĩa Khoa Học..........................................................................................11
Ý
1.5.2.................................................................................................................................
Ý
Nghĩa Thực Tiễn......................................................................................................................... 12
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................13
2.1..................................................................................................................................................
Mô
Hình Đoàn Xe Trong Mặt Phẳng Quay Vòng....................................................................13
2.2
Xác Định Độ Cứng Lốp Theo Phương Ngang..................................................21
2.3
Xác Định Tọa Độ Trọng Tâm Xe......................................................................24
2.4
Xác Định Moment Quán Tính Khối Lượng......................................................25
2.4.1 Xác Định Moment Quán Tính Của Bán Moóc Và Container........................27
2.4.1 Xác Định Moment Quán Tính Của Đầu Kéo................................................29
2.5
Xác Định Góc Lái.............................................................................................31
2.6
Động Lực Học Quay Vòng Của Đoàn Xe........................................................31
CHƯƠNG 3 : THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ĐOÀN XE............................................35
3.1
Thông Số Kỹ Thuật Tổng Quát Đầu Kéo Và Bán Moóc...............................35
3.1.1 Thông Số Kỹ Thuật Tổng Quát Của Đầu Kéo...............................................35
3.1.2 Thông số Kỹ Thuật Bán Moóc......................................................................37
3.1.3 Sơ Đồ Bố Trí Chung Của Đoàn Xe................................................................40
3.2 Thông số Khối Lượng.......................................................................................40
3.2.1 Khối Lượng Từng Phần..................................................................................40
3.2.2 Khối Lượng Toàn Bộ Của Đoàn Xe...............................................................40
3.3 Thông số Tọa Độ Trọng Tâm............................................................................41
3.3.1 Xác Định Tọa Độ Trọng Tâm Đầu Kéo.........................................................41
3.3.2 Tọa Độ Trọng Tâm Của Bán Moóc................................................................42
3.4 Xác Định Tọa Độ Trọng Tâm Đoàn Xe............................................................43
3.4.1 Tọa Độ Trọng Tâm Theo Chiều Dọc..............................................................44
3.4.2 Tọa Độ Trọng Tâm Theo Chiều Cao..............................................................44
3.5 Xác Định Moment Quán Tính Khối Lượng......................................................45
3.5.1 Giá Trị Moment Quán Tính Khối Lượng Của Đầu Kéo................................47
3.5.2 Giá Trị Moment Quán Tính Khối Lượng của bán moóc................................48
3.5.3
Giá Trị Moment Quán Tính Khối Lượng Của Container..............................49
3.5.4
Giá Trị Moment Quán Tính Khối Lượng Đoàn Xe ......................................50
3.5.5 Giá Trị Moment Quán Tính Khối Lượng Theo Vị Trí Tải Của Đoàn Xe......51
3.5.5.1 VỊ Trí Tải Đặt Tnróc Của Đoàn Xe.............................................................52
3.5.5.1 VỊ Trí Tải Đặt Giữa Của Đoàn Xe..............................................................53
3.5.5.1 VỊ Trí Tải Đặt Phía Sau Của Đoàn Xe........................................................54
3.6 Xác Định Độ Cứng Lốp Xe Theo Phương Ngang............................................55
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ...........59
4.1
Sơ Đồ Tiến Trình Mô Phỏng.............................................................................59
4.2
Tính Toán Tính Năng Động Lực Học Theo Phương Dọc........................................................60
4.2.1 Tính Lực Kéo Lớn Nhất.................................................................................60
4.2.2 Lực Kéo Trên Bánh Xe Chủ Động.................................................................60
4.2.3 Lực cản lăn.....................................................................................................60
4.3
Khảo Sát Lực Ngang Fy Theo Thời Gian Trong 4 Trường Hợp Thay Đổi Vị Trí
Tải Theo Thới Gian..................................................................................................61
4.4
Khảo Sát Lực Ngang Sinh Ra Tại Các Bánh Xe Trong 4 Trường Hợp
Theo Thời Gian........................................................................................................68
4.5
Khảo Sát Hệ số Fy/Fyc Tại Các Bánh Xe Theo Thời Gian..............................72
4.6
Khảo Sát Lực Ngang Fy Sinh Ra Trong 4 Trường Hợp Thay Đổi Vị Trí
Tải Theo Vận Tốc.....................................................................................................76
4.7
Khảo Sát Lực Ngang Sinh Ra Tại Các Bánh Xe Trong 4 Trường Hợp
Theo Vận Tốc...........................................................................................................80
4.8
Khảo Sát Hệ số Fy/Fyc Tại Các Bánh Xe Theo Vận Tốc.................................84
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN........................................87
5.1
Kết Luận................................................................................................................................. 87
5.2
Hướng Phát Triển Của Đề Tài................................................................................................. 87
Phụ Lục........................................................................................................................................... 89
Tài Liệu Tham Khảo........................................................................................................................ 97
Lý Lịch Trích Ngang....................................................................................................................... 98
1
2
Hình 1.1: Trung chuyển hàng hóa bằng xe đầu kéo tại cảng Cát Lái Tp HCM
Việt Nam là một nước đang trong giai đoạn hội nhập và phát triển. Cùng với sự phát
triển về kinh tế, giáo dục, văn hóa và xã hội là sự phát triển hạ tầng cơ sở và mạng lưới giao
thông vận tải. Nền kinh tế của chúng ta đang thay da đổi thịt từng ngày, các ngành sản xuất
trong nước liên tục được mở rộng. Trong giai đoạn từng bước hội nhập kinh tế toàn cầu,
hàng hóa thông thương trong nước và quốc tế ngày càng tăng. Trước tình hình kinh tế đó,
vấn đề vận tải hàng hóa trong nước và quốc tế là vô cùng quan ttọng, nó ảnh hưởng lớn lao
tới nền kinh tế đất nước. Trong những năm gần đây, ngành vận tải hàng hóa trong nước cũng
có những bước phát triển mạnh mẽ nhằm phục vụ cho nền kinh tế. Sự phát triển ttong vận
tải hàng hóa trong nước được thể hiện ở cả mặt phương tiện vận tải và cả hệ thống cơ sở hạ
tầng giao thông. Và ngành vận tải hàng hốa bằng container đóng góp rất lớn cho vận tài
hàng hóa trong nước
Có thể nói việc ra đời của vận tải container là một cuộc cách mạng trong vận tải quốc tế,
là chiếc cầu nối để kết nối các phương thức vận tải thành một quần thể thống nhất phục vụ
cho việc vận chuyển hàng hoá trong container. Quá trình vận chuyển hàng hoá từ kho người
gửi hàng đến kho cảng xuất hàng sau đó vận chuyển đến ga cảng nhận và đến kho người
nhận hàng thường có sự tham gia của vận tải ôtồ, đường sắt, đường sông, đường biển, hàng
không. Sự tham gỉa của các dạng vận tải trong quá trình vận chuyển hàng hoá bằng
container tạo nên những mối quan hệ và tác động lẫn nhau giữa chúng, đặc biệt ở đầu mối
3
vận tải (hàng hoá được chuyền từ dạng vận tải này sang dạng vận tải khác). Việc phối hợp
chặt chẽ cùa các phương thức vận tải có một ý nghĩa quan trọng. Để đạt hỉệu quả kinh tế cao
cũng như đáp ứng được yêu cầu của người gửi hàng, người nhận hàng trong quá trình vận
chuyển container với sự tham gia của nhiều phương thức phải phối hợp sử dụng bợp lý các
phương tiện kỹ thuật ở các điểm xếp dỡ, tổ chức hợp lý các luồng ôtô, toa tàu, đảm bảo hệ
thống thông tin thông suốt để quản lý toàn bộ quá trình vận chuyển một cách thống nhất.
Theo thống kế ừên thế giới, thì 70% lượng hàng hóa lưu thông được vận tải bằng
container, và ở Việt Nam nó cũng đóng góp một tỷ trọng tương tự. Hàng ngàn container
được luân chuyển qua các cảng biển và cửa khẩu đường bộ trong cả nước phục vụ cho nhu
cầu xuất nhập khẩu. Việc vận chuyển hàng hóa giữa các vùng trong nước băng container
cũng chiếm số lượng đáng kể.
Ngành vận tải bằng xe đàu kéo container ở Việt Nam đang rất được quan tâm và phát
triển mạnh mẽ bởi các nguyên nhân sau:
Từ giữa tháng 9/2014, tất cả cảc cảng trong toàn quốc đồng loạt siết chặt việc kiểm soát
tải trọng xe ra vào cảng theo đề nghị của Bộ Giao thông vận tải, xe chở hàng quá tải sẽ
không được ra khỏi cảng, Đây là một trong những lý do quan trọng dẫn đến nhiều nhà đầu
tư nhảy vào ngành vận tảỉ Container. Theo đánh giá của ngành vận tải, lượng xe cần phải
đầu tư mới phải bằng 250% lượng xe hiện tại trước 2014, trong đó 90% phải đầu tư xe tải
trọng lớn.
4
Hình 1,2: Kiểm tra tải trọng xe khỉ lưu thông ra vào các cảng
Lượng cung xe tải hạng trung và nặng đang thiếu trầm trọng. Thống kê cho thấy, tính đết
hết tháng 4/2015 chủ yếu lượng nhập xe tải trung và nặng trong số hơn 8.800 xe từ trung
quốc, tăng đến 400% so với 2014, giá trị tăng 300%. Trong khi đó Trường Hải Auto cũng
chỉ mới tăng doanh số là 86%.
Bộ giao thông muốn kéo giảm quá tải ưên các quốc lộ, đưa ra hành trình vận tải theo
đường biển trong nước nhằm giảm chi phí, giảm áp lực giao thông. Hành trình này kéo dài
từ Bắc đến Nam thông qua con đường biển ven bờ. Ưu thế của nó là vận chuyển được lượng
lớn hàng hóa với chỉ phí rẻ hơn 40% so với vận chuyển đường bộ. Nhược điểm là thời gian
vận chuyển dài hơn. Để thành công cần phải mờ thêm nhiều cảng nhỏ tại nhiều địa phương,
kết nối cảc cảng này lại trong một lộ trình thống nhất, và đầu tư tàu vận chuyển cũng như
các dịch vụ đi kèm.
Chờ hàng bằng container cố lợỉ hơn một số phương tiện tải nặng khác. Hoạt động tải
trước năm 2014 chủ yếu là dùng xe quá tải, dòng xe chủ yếu là 5, 8, 10,15 tấn được chở quá
tải thường gấp hơn 2 lần tải trọng cho phép. Chủ trương của ngành vận tải khiến nhu cầu
vận tải cũng thay đổi hẳn. Lấy ví dụ như trước đây nông sản thường được vận tải bằng các
xe tải chở quá tải trọng thì nay chuyển đổi qua vận tải bằng container và container lạnh. Loại
hình vận tải này cỗ ưu điểm là tải trọng lên đến từ 15 - 36 tấn.
5
Nhiều dự án đầu tư lớn cũng thu hút vận tải "ăn theo". Hàng nghìn xe container chuyên
dùng để vận chuyển đến cảng tại Đông Nam Bộ hay các dự án thép lớn ở Bắc Miền Trung
cũng kéo theo nhu cầu container cao.
Giá dầu giảm kéo nhiều doanh nghiệp gỉa nhập ngành vận tải bởi biên lợi nhuận gộp
tăng lên. Do cơ cấu giá dầu chiếm 40% trong chi phí vận chuyển nên việc giá dầu giảm làm
cho biên lợi nhuận tăng lên, thu hút các doanh nghiệp gia nhập ngành.
Hạ tầng giao thông dần hoàn chỉnh cũng là một yếu tố thúc đẩy ngành container phát
triển. Hiện tại, Bộ GTVT đang đầu tư mạnh, mở rộng quốc lộ khắp cả nước. Nhiều tuyến
cao tốc hình thành. Từ đố cho phép xe tải trọng lổn lưu thông là một nguyên nhân cơ bản
dẫn đến hoạt động vận tải Container thu hút đầu tư.
Pháp luật ngày càng được coi trọng. Việt Nam đang dần hình thành một thị trường vận
tải chuyên nghiệp và hoàn chỉnh, mọi thứ bắt đầu từ giữa 2014. Hiện tại đường sắt không
đáp ứng được vận tải container, tạm thời hình thành theo hai dạng vận tải đường bộ
container và đường thủy nội địa. Nguyên nhân cơ bản nhất vẫn là kiểm soát chặt tải trọng
của Bộ GTVT, hạ tầng đáp ứng tải trọng tối đa, nền kinh tế phát triển trở lại, thói quen lâu
này đã chuyển sang chuyên nghiệp hơn.
Tính đến ngày 01/04/2015, cả nước cỏ 38032 đàu kéo và 47125 rơ moóc, riêng khu vực
Tp. Hồ Chí Minh có 13266 xe đầu kéo chiếm 22 % và Hải Phòng có hơn 8000 xe đầu kéo
chiếm 18%. Trong đó tồng số cảc rơ moóc thì bán moốc chở container 40 feet chiếm tới
80%. Hàng năm, thị trường Việt Nam cố nhu cầu khoảng 30000 bán moóc các loại.
6
Hình 1.3: Thị phần cung cấp bán moóc tại Việt Nam
Việc tăng nhanh về số lượng xe đầu kéo ở Việt Nam đã tạo ra áp lực rất lớn cho cơ sơ
hạ tầng giao thông trong nước, kèm theo là tai nạn giao thông do phương tiện vận tải này
gây ra tăng liên tục ừong thời gian vừa qua. Theo Cục Đăng kiểm Việt Nam, trong năm
2014 toàn quốc xảy ra chín vụ tai nạn giao thông liên quan đến xe container. Nhưng chỉ
riêng sáu tháng đầu năm 2015, cả nước đã xảy ra 22 vụ taỉ nạn giao thông liên quan đến xe
container, trong đỏ TP HCM xảy ra 11 vụ (chiếm 50% cả nước).
7
Hình 1.4: Tai nạn giao thông do xe đầu kéo gây ra
Tai nạn giao thông là vấn đề được quan tâm của toàn xã hội: gây thiệt hại về người và
hàng hóa. Người ta nhận thấy rằng tai nạn giao thông có liên hệ trực tiếp tới động lực học
đoàn xe
Hình 1.5: Tắc đường do số lượng xe đầu kéo ngày càng tăng
Với việc bắt đầu từ ngày 01/04/2014, chính phủ và Bộ GTVT ra chỉ thị thắt chặt kiểm
ưa tải trọng tham gỉa giao thông của các phương tiện, thì nhu cầu về xe đầu kéo, rơ moóc,
bán moóc sẽ ngày càng tăng cao đề đáp ứng nhu cầu vận tải của xã hội. Các đơn vị sản xuất
cũng đang đẩy mạnh sản xuất nhằm cung cấp đầy đủ cho thị trường.
8
Kết luận: Qua những phân tích trên cho ta thấy được tiềm năng phát triền của xe đầu
kéo bán moóc ở TP HCM và trên cả nước. Ngoài ra có những ưu điểm của xe đầu kéo, bán
moóc đạt được là rất lớn mà phương tiện vận tải khác không có. Vì vậy việc nghiên cứu tính
toán động lực học an toàn của xe đầu kéo và bán moóc là rất cần thiết cho việc tăng khã
năng vận chuyển hàng hóa và giảm áp lực cho hệ thống giao thông, đồng thời gốp phần
giảm thiểu taỉ nạn giao thông do xe đầu kéo gây ra.
1.3 Mục Tiêu Và Đối Tượng Nghiên Cửu
1.3.1 Mục Tiêu Nghiên Cứu
1.3.1.1 Mục Tiêu Tổng Thể
Phân tích tính năng động lực học an toàn chuyển động quay vòng của đoàn xe đầu
kéo và bán moóc loại 3 trục ( xe đầu kéo HYUNDAI HD700 và bán moóc Tân Thanh)
1.3.1.2 Mục Tiêu Cụ Thể
♦♦♦ Xác định được mối quan hệ giữa góc đánh lái và vận tốc tới hạn chuyền động của
xe đầu kéo,bán moóc cụ thể đảm bảo an toàn chuyển động khi quay vòng.
❖
Xác định các thông số động học, động lực học của đoàn xe cho một chế độ điều kiện
quay vòng cụ thể ( góc đánh lái, vận tốc chuyển động)
1.3.2 Đối Tượng Nghiên Cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là đoàn xe gồm: xe đầu kéo HYUNDAI HD700 và
bán moóc 3 trục của công ty cổ Phần Thương Mại Cơ Khí Tân Thanh
1.4 Nội Dung Nghiên Cứu
1.4.1 Nghiên Cứu Tổng Quan
❖
Cơ sở lý thuyết
❖
Xây dựng mô hình tính toán mô phỏng
❖
Xác định các thông số tính toán cần thiết dựa trên các thông số của đoàn xe
HYUNDAI HD 700 và bán moóc
Tính toán mô phỏng
❖
❖
Phân tích, đánh giá kết quả tính năng động học, động lực học của đoàn xe
trong quá trình chuyển động quay vòng.
Kết luận
❖
1.4.2 Phạm Vi Nghiên Cứu
❖
Sử dụng mô hình động lực học phẳng một dãy tuyến tính
❖
Mô tả chuyển động quay vòng của đoàn xe
❖
Các thông số tính toán sử dụng trong mô hình mô phỏng được xác định từ
xe HYUNDAI HD700 bằng phương pháp tính toán gần đúng.
1.4.3 Phương Pháp Nghiên Cứu
❖
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Lý thuyết tính toán động học và động lực
học của đoàn xe, thu thập tài liệu qua sách giáo khoa, luận văn thạc sĩ và các bài báo
khoa học
❖
Sử dụng phần mềm Matlab hỗ trợ tính toán mô phỏng.
1.5 Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài
1.5.1 Ý Nghĩa Khoa Học
♦♦♦ Đề xuất mô hình tính toán động học và động lực học chuyển động của
đoàn xe phù hợp với mô hình và nhu cầu thực tế.
