Mô hình dao động của ô tô khi qua cầu được mô hình hóa bởi một hệ khối lượng – lò xo – giảm chấn di chuyển trên dầm đàn hồi. Bài báo trình bày một kết quả nghiên cứu mới về xác định vận tốc tới hạn của ô tô khi qua cầu. Vận tốc tới hạn của ô tô tính theo mô hình mới nhỏ hơn nhiều so với vận tốc tới hạn tính theo công thức cũ. | Tạp chí Khoa học và Công nghệ 54 (3) (2016) 415-425 DOI: VỀ VẬN TỐC TỐI HẠN CỦA Ô TÔ KHI QUA CẦU Nguyễn Văn Khang*, Nguyễn Thị Vân Hương, Nguyễn Đức Phong Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội * Email: Đến Tòa soạn: 1/3/2015; Chấp nhận đăng: 3/2/2016 TÓM TẮT Mô hình dao động của ô tô khi qua cầu được mô hình hóa bởi một hệ khối lượng – lò xo – giảm chấn di chuyển trên dầm đàn hồi. Bài báo trình bày một kết quả nghiên cứu mới về xác định vận tốc tới hạn của ô tô khi qua cầu. Vận tốc tới hạn của ô tô tính theo mô hình mới nhỏ hơn nhiều so với vận tốc tới hạn tính theo công thức cũ. Từ khóa: dao động đàn hồi, mô hình hóa, vận tốc tới hạn của ô tô, mô phỏng số, dầm ứng suất trước. 1. MỞ ĐẦU Trong các tài liệu về dao động kĩ thuật và về kĩ thuật cầu đường trước đây khi mô hình hóa dao động của ô tô qua cầu dầm người ta thường sử dụng mô hình một lực di chuyển trên dầm giản đơn có thiết diện không đổi (Hình 1). Hình 1. Mô hình một lực di chuyển trên dầm. Bằng tính toán giải tích người ta nhận được công thức xác định vận tốc tới hạn của ô tô [1 - 4] vkth = kπ l EI µ , k = 1, 2, 3,. (1) trong đó l là độ dài của dầm, EI là độ cứng chống uốn, µ là khối lượng một đơn vị dài của dầm. Khi tính đến ứng suất trước của dầm bê tông cốt thép công thức xác định vận tốc tới hạn bậc nhất của ô tô có dạng [7] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Thị Vân Hương, Nguyễn Đức Phong vth = π 2 EI E + ε0 2 l µ ρ (2) trong đó E là môđun đàn hồi, EI là độ cứng chống uốn, l là chiều dài dầm, µ là khối lượng một đơn vị dài của dầm, ε 0 là biến dạng dài tỷ đối ban đầu, ρ là bán kính cong của lớp trung hòa của dầm. Việc sử dụng mô hình cơ học giản đơn, thay thế ô tô bằng một lực có độ lớn không đổi di chuyển trên dầm với vận tốc không đổi là quá thô. J. G. Panovko đã chỉ ra nhiều sai lầm khi sử dụng mô hình đơn giản trên [5 - 6]. Trong bài báo này ta thay ô tô bằng một hệ dao động như Hình 2. Ta thiết lập phương .
