Thiết kế tối ưu hóa dao động bằng phương pháp mô phỏng ghế ngồi người lái cho xe buýt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------

U TRUNG T N

T

T

TỐ ƯU
NG G

NG

Đ NG
NGƯỜ

NG

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô – máy kéo
Mã số: 11130436

LUẬN VĂN T Ạ SĨ

TP.H

N , tháng 07 năm 2015

Ư NG
U T

ĐẠI HỌC QUỐC GIA T

Ố

TRƯỜ G ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------

U TRU G T

T

T

TỐ ƯU
GG

G

Đ
G
GƯỜ

G

Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô – máy kéo
Mã số: 11130436

LUẬ VĂ T Ạ SĨ

TP.

Ư

G
U T


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜ G ĐẠ
ĐẠ

Ọ

Ọ QUỐ G

T .

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN HỮU NHÂN ............................................
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS NGU

N THÀNH TÂM ..........................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS TS NGU

N HỮU HƯ NG .................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM
ngày 29 tháng 07 năm 2015.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. PHẠM UÂN M I ……………………………………………
2. TS. HỒNG Đ C THÔNG………
3. TS. NGU

……………………………………………

N THÀNH TÂM……………………………………………………

4. PGS.TS NGU

N HỮU HƯ NG

5. TS. PHẠM TU N NH …………………………………………………………
ác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa
Ủ TỊ

Đ

(Họ tên và chữ ký)

G

TRƯ

G

T UẬT G
(Họ tên và chữ ký)

T

G


ĐẠI HỌC QUỐC GI TP HCM
TRƯỜ G ĐẠ

G

Ò

Ọ

Ã

Ủ G Ĩ V ỆT

Độc lập - Tự do -

Ệ

ạ

p úc

VỤ UẬ VĂ T Ạ SĨ

Họ tên học viên: KI U TRUNG T N

MSHV: 11130436

Ngày, tháng, năm sinh: 08-04-1982

Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Kỹ Thuật ôtô – máy kéo

Mã số: 605235

. TÊ Đ T : Thi t k , tối ưu h a dao động b ng phương pháp mô ph ng gh
ngồi người lái cho xe buýt
II.

Ệ

VỤ V

U G:

1. ác định các thông số đầu vào và x y d ng mô h nh dao động của gh ngồi
người lái cho xe buýt
2.

y d ng phương pháp t nh toán dao động gh ngồi người lái cho xe buýt theo

phương pháp Lagrange
3. T nh tốn mơ ph ng và xác định thơng số c, k tối ưu cho dao động gh lái
4. Ph n t ch, đánh giá k t quả

III. G Y G
IV. G Y
V.

Ệ

VỤ : 19/01/2015

T

Ệ

VỤ: 14/06/2015

ƯỚ G Ẫ : TS Trần Hữu Nh n
Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 2015
ƯỚ G Ẫ
(Họ tên và chữ ký)

TRƯ

G

Ủ

T UẬT G
(Họ tên và chữ ký)

Ệ
Đ

(Họ tên và chữ ký)

T

G

TẠ


Ờ
Tôi xin ch n thành cảm ơn s động viên, gi p đ và tận t nh hướng dẫn của
tập th giảng viên Bộ mơn Kỹ thuật Ơtơ - Máy kéo thuộc Khoa Công nghệ ô tô
Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Ch Minh trong suốt thời gian học tập,
nghiên c u tại trường
Tôi xin cảm ơn chân thành đ n TS. Trần Hữu Nh n đã tận t m hướng dẫn
cho tôi trong suốt quá tr nh th c hiện luận văn
Cuối cùng, tôi cảm ơn s u sắc đ n gia đ nh đã động viên, khuy n kh ch, gi p
đ công việc, đã gánh vác một phần công việc gia đ nh trong suốt quá tr nh học tập
và làm luận văn của tôi
Tp. HCM, ngày……tháng…… năm 2015
Học viên th c hiện

KI U TRUNG T N


T

TẮT UẬ VĂ

Khi con người chịu tác d ng của dao động với biên độ và tần số không phù

hợp trong một thời gian dài s g y ra các tác hại xấu cho s c kh e V th vấn đ
dao động của ô tô và gh ngồi người lái luôn được quan t m phát tri n của các hãng
xe nh m n ng cáo tiên nghi và n định cho xe Với s phát tri n của máy t nh và
các phần m m mô ph ng gi p cho người thi t k c công c hiệu quả tăng độ ch nh
xác, giảm thời gian và chi ph trong t nh toán tối ưu h a dao động
Trong đ tài này, tôi sử d ng phần m m t nh tốn mơ ph ng Matlap đ t nh
toán tối ưu h a dao động gh ngồi người lái xe buýt nh m cải thiện đi u kiện làm
việc, giảm mệt m i cho người lái Đ tài đã giải quy t được các vấn đ sau:
-

Xây mơ h nh t nh tốn mơ ph ng dao động cho gh ngồi người lái xe
buýt đồng thời thi t lập các phương tr nh c ng như đ xuất cách t nh toán
dao dộng gh ngồi người lái xe buýt.

-

Trên cơ sở đ đ xuất cách t nh toán tối ưu h a dao động gh ngồi người
lái xe buýt

-

ách định các giá trị c,k tối ưu


Ờ

Đ

Ủ T

GẢ

Họ tên học viên: KI U TRUNG T N
Ngày tháng năm sinh: 0 0 1

2

Nơi sinh: TP HCM

Tôi xin cam đoan luận văn T
p

p

p

l

c o e

d o ộ

p

là do tôi th c hiện dưới s hướng

dẫn của TS Trần Hữu Nh n không sao chép của người khác N u sai s thật, tơi
hồn tồn chịu trách nhiệm trước nhà trường và pháp luật.
Học viên th c hiện

KI U TRUNG T N


Trang i

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ..................................................................................... 1
1.1.

........................................................................................... 1

1.2.

................................................. 2

1.3.

................................................................................... 3

1.4.

............................................................... 3

1.5. P

ơ

á

............................................................................. 3

1.6.

.................................................... 4

1.7.

....................................................................................................... 4

CHƯƠNG II: CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG ................................................................................ 5
2.1. C ỉ

á

á .......................................................................................... 5

2.1.1. C ỉ

ầ s d

2.1.2. C ỉ

d

ộ
ộ

: ..................................................................... 5
ẳ

2.1.3. C ỉ

d

2.1.4 C ỉ

ô

2.1.5. C ỉ
ẩ q

2.1.6.

ẩ
ơ

s ấ d

ộ

ờ

2.1.5.

2.2. P

...................................................... 6

á

ộ
á

................................................... 7

................................................................. 8
d

d

ộ

ộ

ộ

..................................................... 9

............................................................... 9
V

N

.................................................. 9

á ............................................................................... 10

CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................... 14
3.1.

ô

3.2. Cá

ô

.................................................................................... 14

y ............................................................................................ 16


Trang ii

3.3. P

ơ

á

3.4. á

............................................................................. 16

á

ô

4

Cá d

4

á

4

á

s

44

á

s

s

ô

........................................................... 18

ộ

ờ

ộ

.................................................. 18

............................................................ 22
ộ

á
ấ

,

........................... 23
,

...................................................... 24

CHƯƠNG IV:
TH NG S

T NH TỐN M

4.1.

ơ

s

4.2.

ơ

s

ơơ

ơ

s

4

ơ

s

4

á

ộ

d

....................................................................... 30

ấ

s

ơ

y

á
á ,

d

d
ơ

ộ

......................................... 34
d

ộ

.................. 36

ờ

................................................................................................... 38

á

y

á

4

ô

y
ộ

................................................... 31

PH NG ........................................................... 34

ô

á

ờ

á ............................................................................. 33

CHƯƠNG V: T NH TỐN M

5.2.

C .............. 25

....................................................................... 28
ấ

ơ

5.1.

ã

........................................................................... 28

4.3. Thơng s
4.4.

PH NG .............................................................. 25

.......................... 40
d

ộ

.............. 43

á ,

ô

á

á

á ,

ô

á

ô

á ........................ 47
s

á .................... 52


Trang iii

4

sá

y

,
,
d
ộ
ờ á
ã
ầ ...................................................................................... 54

CHƯƠNG VI:

ẾT LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRIỂN C A Đ TÀI .......... 57

6.1.

..................................................................................................... 57

6.2.
TÀI LIỆU THAM

á

....................................................................... 57
HẢO

PHỤ LỤC
LÝ LỊCH TR CH NGANG


DANH MỤC HÌNH
Trang
........................................................................... 03
2

Đồ thị đặ rư g ức êm dịu chuyể động của ơ tơ ........................................ 06

22

độ g ủ

2

g

Hình 2

g

gư
r

g

-weighted ................................................... 12
ị

gư
2

...................................................... 11

độ g
ư

ư

g

ư

............................................ 12

....................................................... 14

độ g gư

................................................ 15

động 1 DOF .......................................................................................... 17

Hình 3.3. H

Hình 3.4:. Mơ hình ơtơ chuyể động trên mặ đư ng
mấp mô ngẫu nhiên với vận t c v ...................................................................................... 18
Hình 3.5 Mơ hình ơtơ chuyể động trên mặ đư ng
biên d g

đổ đột ngột, vận t c v............................................................................. 19

Hình 3.6 Biên d ng mặ đư ng mơ tả bằ g

p ươ g

Hình 3.7 Biên d ng mặ đư ng theo quy l ậ
độ g

gẫ

........................... 19
.............................. 20

r r ..................................................... 21

Hình 3.9 Mặt cắt l p xe .................................................................................................... 22

Hình 3.10 Thơng s k
g

ước h th ng treo .................................................................. 23

k

2 Đồ thị t

ước lò xo lá ............................................................................ 23
ư

s giảm chấn cho xe có kh

ượng m với t n s

≈

z ..... 24

Hình 4.1: Mặt cắt l p xe ................................................................................................... 29
2

ấ
g

g r
k

....................................................................................... 29

ước lò xo lá ............................................................................. 29


Đồ thị t

ư

ượng m với t n s

s giảm chấn cho xe có kh

Hình 4.5 Biên d ng mặ đư ng mơ tả bằ g

p ươ g

Hình 4.6 Biên d ng mặ đư ng mô tả bằ g

p ươ g

ậ

k

p

2

........................... 32

g ................................................................................. 35
p

g ............................................................................. 36

ể

ị

g

...................................................................... 38

ể

ị

g

....................................................................... 39

ể

ịg

g

....................................................................... 39

ể

ị

ể

ị ớ

ấ ủ

ậ

............................... 41

ể

ị ớ

ấ ủ

ậ

................................ 41

ể

ị ớ

ấ g

ể

g

ị ớ

................................................................................... 40

ậ

ấ

........................................ 42

ậ

.................................................. 42

ậ

độ g ớ

ấ ủ

ậ

................. 43

ậ

độ g ớ

ấ ủ

ậ

.................. 43

ậ

độ g ớ

ấ ủ g

ậ

................... 44

ậ

độ g ớ

ấ

độ g ớ

ấ ủ

ậ

................. 45

độ g ớ

ấ ủ

ậ

.................. 46

độ g ớ

ấ ủ g

ậ

................... 46

độ g ớ

ấ

ể
2

z ........ 31

............................................................................................................... 32

ơ đồ

2

≈

ậ

ị ớ
ớ

ấ
ấ

..................................... 45

ậ
ậ

ậ

ậ

...................................... 47
ứ g ớ

ứ g ớ

k k
k k

k ...................... 48

k .......................... 49


2

ớ

22
2

ể
ậ

2
2
2

ể
ậ

2

ấ

ị ớ

đ

ư

ư

độ ứ g k

k .......................... 50
ậ

......................... 51

độ ứ g k

ậ

............................ 51

ớ

ấ ủ g

độ ứ g k

ậ

............................. 52

ị ớ

ấ ủ g

gả

ấ

ậ

..................... 53

ớ

ấ ủ g

gả

ấ

ậ

......................... 53

ớ

ấ ủ g

gả

ấ

ậ

......................... 54

ậ

đ

k k

ấ ủ g

ịg

gồ
độ g g

gư

đ
gồ

ư

đ

............... 55

gư

.......................................................................................................... 55
g

đ

ấ ủ g

ể

đ

ứ g ớ

ớ

2
2

ậ

độ g g

gồ

gư

......................................................................................................... 56


DANH MỤC BẢNG
Trang

à

ọ

s

................................................................................................ 10
s

nhau ........................................................................................................................... 13
4.1

s

.................................................................................... 33


DANH MỤC KÝ HIỆU

ms
mb
mw
kw
kb
ks
cw
cb
cs
d1
d2
v

M
C
K
F
xs
xb
xw
̇
̇
̇
̈
̈
̈
y

C


Trang 1

Chƣơng I
i i hi

1.1

i:

H
T H
i h, )

.
N
/ /
ã

h

Đề
T H

(theo Website x
Q

ị

ổ

68

; ụ

ẽ ổ
í é

ợ

7

8

8

ỗ

7

ổ

:

6
ỗ ẽ

ỗ

ỗ

- Nă

8

NG;

6

6

8

ỗ

ỗ

;

ỗ

- Nă

7 ổ

ỗ

ợ

;

S

ầ

ỗ

;

ợ

ể

ỗ

ợ
ừ

ừ

H

ă

T
ợ

ề

/

ề
6- 7

N

â

/ ầ

7

T
ề

í

ợ

â

N

86

ề
ể

ỗ
H

ă

ề

â

í

ợ
í

ụ

ụ

ợ

ị

ề

ụ
í

â

NG;

ỗ

T

ể

ă

ỗ

- Nă

8

/QĐ-UBND ề

- 2017. Từ 2014

ẽ ầ

;

h h
8

ầ

- Nă

h

ể

â
Từ

ề

, â


Trang 2

í

ă
ề

â

ă

ị

ợ
í

ụ

ừ

Tổ

T

í GTVT S G
ợ

ụ

ể

ể
ã

S

– TNHH

T

ị

: BGQ

V
ề

í

ể
nh h nh nghi n

1.2

.

ng

í
ng

i nƣ

quan:

N

X â N

N
–

B

T
B

Q

V

N

H

ă

í

V

Đ

ă

N

ị

ă

Đ

Đ N

9

ổ

2011.

liên quan:
B

Design of Optimal Linear Suspension for Quarter

Car with Human Model using Genetic Algorithms”.

Dr. Tantawy

M. Farid, Dr. Ashraf Salah and Dr.Wael Abbas. Bài báo xâ
.D

4
ể

ã

ề ầ
: ầ

â

í
B

â

ầ

c
A Seven Degrees of Freedom (7 DOF) Human Body –

Vehicle Structure Model for Impact Applications”.
N

N

D

Să

7
mơng,

â

í
ể

T

ề

B

ầ
ầ

S

ợ
ầ

T

â

ể

ầ
ừ

Từ

Các tác

â

6

ầ

.B

ể

:

ầ

ợ
ể

í

ị

ợ


Trang 3

h nghi n

1.3

-

Xâ

-

Tí

ụ

:

í
ị
i ƣ ng

1.4

ề

h

i nghi n

:

1.4.1
G

:

:Ơ

N ã

:S

S
: Tổ

T

í GTVT S G

: BGQ
– TNHH

T

V

i BGQ1

:
1.4.2
ể

-T
ầ

ề

T

ầ

ề

N

- Tí
-T

1.5
N

ề

T

ị

ề

ể

í

ị

ề

Phƣơng há nghi n
ợ

ầ

ị

ị

:
ị


Trang 4

-

Tính

-

T

ầ
â
ngh

1.6
H

h

V

h

í

h

N

ề

ề
i n

i:

ề ề

ị

ẫ

ợ

â
ề

ẽ

í

lái xe buýt
í
Từ ă

8

â

ể

ầ
ề

ợ

ợ

ể

ề

Tuy nhiên

ề

ợ

H
ợ

ị

ề

ể

V

N

D

ề

ẽ

í

ề
n:

1.7
V

â

í

í
ề

ẽ
n n giao thông.

T

ợ

ầ

ề

S

ề

ị


Trang 5

CHƢƠ

II:

CÁC CHỈ IÊ VÀ PHƢƠ
Á H

IÁ Ộ Ê

PHÁP

DỊ CH YỂ

Ộ
2.1

Chỉ i

ánh giá

2.1.1 C ỉ
T

ầ

da

ợ

ợ

ầ

ợ

T

ụ

:

ể

ị

√

√

Đ

ầ

(

)

ầ

Đ
ợ

ợ

Tầ

ợ

ị

ợ

ụ

:
√
ợ

Tầ

ợ
ỉ

ầ

ể

ị

ể

tô.
G

T

ị

é

ầ

ợ

Đ

kh

Đ

:

ị

ầ

(

:
(

ầ /
ầ /

ợ


Trang 6

Đâ

ỉ

ị

í

â
2.1.2 C ỉ
ỉ

a

í

da

ị

ẳ

ể

ị

ầ

ề

ợ

í

ị

â

ể

ị
ầ

ụ

ẽ

ị

í

í
D
ợ

ị

ể

ỉ

í

í
̈.

t

Hình 2.1: Đ

T

ụ

ị

ị

ể


Trang 7

2.1.3 C ỉ
ỉ

a

ậ

da

ợ

ợ

ị
ụ

ể

ầ
ụ

ợ

ợ

ể

ể

:
̈

( ̈)

√

T

( ̈)

√

:
: Tầ

H

̈ :G

(m/s2)

H

ụ

( ̈) G

(m/s2).

ị

Đ ợ í

:
( ̈)

̈ ( )

√ ∫

H

T-

ụ g)

ị

ị

cao.
ỡ

K = 0.1

í

í

â

[K] = 10 ~ 25

[K] = 25 ~ 63
N

ị

ề
ề

ợ

ị

ẽ

ỗ

K

n

K
i 1

T

ể
ề

ẽ :

i

ầ

2
i

ầ

i ta tính


Trang 8

2.1.4 C ỉ

ô

ấ da

ỉ

ụ
ề
ị

T

ề

:

:
P(t) :
v(t) : V

T

ị

c



[Nc ] = 0,2

:

í

ể

ị

ụ

ể

í

:

:
( )̈

-

G

ề

ị
â

-

( ̈)

-

( )̈ G

ị

-

( )̈ G

ị

-

G

H

ị

ợ

ể
ụ

ề

ề

â
ụ

â
ổ

ề

gi

ỉ

T

é
ă

ề

ị

W T

ụ

T

ợ

W G




[Nc ] = 06

é

ị
ị

ẽ

Trang 9

2.1.5 C ỉ

a

ờ

a da

ỉ
â

ẽ

ể

í
ầ

é

8

ợ



ị

8HZ
:

D

0,1m/s2

ị :

Gâ

0,315 m/s2

:

Gâ

0,63 m/s2

:
ỉ

ỉ

ể
ề ầ

ị

ị

ỉ

ầ

ẽ
ỉ

ể

ầ

ợ

T

â

ợ

V
ỉ

Ư

ể í

ề

Nam.
N

ỉ

ể

ỉ
ợ

2.1.6 Tiêu

ẩ q

T

ế

ủa V ệ Na
IS

6

- : 997

TCVN 6964- :

IS

ụ

T VN 696 - :
â

-

ă

-

T

ẻ

S

ũ
6

ị
:

S

ể

ISO 2631-1:1997

ẩ

T

ị

da

ề
2.1.7 T

ổ

ị

-1:1997.

ể
V


Trang 10

í

T

2

/

G

ị

ợ í

:

-

aw(t) - G

2

:
√ ∫

T

/

( )

ị

í

/ 2 hay rad/s2.
-

T-

Theo TCVN 6964- :

:

ể

ụ

:

w

< 0.315 m/s2

ị

0.315 m/s2 – 0.63

í

m/s2

mái

ề

0.5 m/s2 – 1 m/s2
0.8 m/s2 – 1.6 m/s2
1.25 m/s2 – 2.5 m/s2

R

>2 m/s2

ỳ

Phả ứ g ủ

ơ hể

gười đ i với hữ g ứ r

hụ h ộ v
2.2

Phƣơng há

rọ g

gi

ánh giá

Để

ể
VDI

7 ă

:

[2]

D

â

:
ề

ề

ể
:

T

g độ g khá

ợ

h