Page 109 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Tập 6 4
Tập 64
Số 12/2024 (748)
đều nhằm đạt được độ cứng chống xoắn cần thiết giúp cải Gọi điểm A là điểm đặt lực và O là gốc ứng với tâm
thiện độ ổn định và hiệu suất làm việc của hệ thống mà mặt cắt của nửa thanh ổn định ngang và a, b, c, d, e, f là độ
không vượt quá giới hạn cơ học của thanh. Trong nghiên dài các đoạn như hình dưới ta có:
cứu này, thanh ổn định ngang được khảo sát dựa trên sự
thay đổi các thông số kết cấu như đường kính của thanh,
vị trí ống lót và tải trọng tác dụng. Kết quả của bài toán là
các giá trị đầu ra như chuyển vị và ứng suất của thanh, từ
đó tính toán được độ cứng chống xoắn và nhận biết vùng
làm việc tối ưu của thanh ổn định ngang.

2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC THANH ỔN
ĐỊNH NGANG
Theo hình dáng tiêu chuẩn, độ cứng chống xoắn của
thanh ổn định ngang và độ lệch tại hai đầu thanh chịu ảnh
hưởng dưới tác dụng của một tải trọng, mô-đun đàn hồi
của vật liệu chế tạo, các khoảng cách cánh tay đòn, đường Hình 2.2: Hình dạng thanh ổn định ngang dùng trong khảo sát
kính ngoài của thanh ổn định ngang. Tuy nhiên, các công Công thức tính góc bo:
thức này chỉ áp dụng cho các thanh có hình dạng tiêu
chuẩn, được thể hiện trong Hình 2.1. (6)
(7)

(8)

Độ lệch chuyển vị của thanh nghiên cứu:
(9)

Trong đó: - Hàm mô tả sự ảnh hưởng của góc
Hình 2.1: Hình dạng và kích thước vật lý ổn định ngang kiểu chữ U [1] α. Khi α thay đổi, giá trị hàm này cũng thay đổi và nếu α =
Tải trọng F được đặt tại điểm A theo phương thẳng 90 (f (α= 1)). Khi đó, phương trình (9) trở về phương trình
0
vuông góc với mặt phẳng trang với chiều có thể hướng đi (3) của thanh chữ U cơ bản.
vào hoặc đi ra bên ngoài trang. Độ cứng chống xoắn của
thanh được tính như sau: 3. MÔ PHỎNG THANH ỔN ĐỊNH NGANG BẰNG
(1) HYPERMESH
Phần này mô tả chi tiết các quy trình được áp dụng
Trong đó: trong phân tích phần tử hữu hạn của thanh ổn định ngang
f - Độ dịch chuyển tại điểm A: sử dụng phần mềm HYPERMESH. Quá trình phân tích bao
A
(2) gồm ba giai đoạn chính: Tạo mô hình và chia lưới; gán các
điều kiện biên và lựa chọn dạng bài toán và cuối cùng là
G - Mô-đun đàn hồi cắt: khảo sát kết quả phân tích.
(3)

Với µ là hệ số poisson tương ứng với từng loại vật
liệu. Trong cấu trúc của thanh ổn định ngang lựa chọn làm
bằng vật liệu thép có µ = 0,3 tại hai gối cao su nối thanh ổn
định ngang với khung phương tiện ta chọn µ = 0,45.
L - Một nửa chiều dài của thanh ổn định ngang:
(4)
I - Mô-men quán tính của thanh:
(5)

Với D là đường kính ngoài của thanh; E - Mô-đun đàn
hồi của vật liệu, E = 210.000 MPa
Nếu coi a = 0, khi đó l = l , khi đó rời lực F từ điểm A
2
1
về trọng tâm của thanh ổn định ngang, thu được 3 thành
phần: Lực F, mô-men xoắn T = F.l và mô-men uốn M = F.L. Hình 3.1: Quy trình phân tích đặc tính của thanh ổn định ngang
1
108