Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng một số thông số kết cấu ghế ngồi đến rung động người ngồi trong xe

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU GHẾ NGỒI ĐẾN RUNG ĐỘNG NGƯỜI NGỒI TRONG XE

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu ghế ngồi đến rung động người ngồi trong xe" được thực hiện tại Viện Nghiên cứu Cơ khí - Bộ Công Thương, thuộc ngành Kỹ thuật cơ khí. Đề tài tập trung giải quyết vấn đề rung động cơ học trên ô tô, vốn ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền chi tiết xe, sức khỏe và an toàn của người ngồi, đặc biệt khi rung động tần số thấp trùng với tần số dao động riêng của cơ quan con người.

Mục đích chính của luận án là nghiên cứu và làm chủ tính toán thiết kế thông số kết cấu ghế ngồi nhằm đảm bảo sức khỏe cho hành khách, đồng thời ứng dụng thử nghiệm thành công các thông số này. Đối tượng nghiên cứu là ảnh hưởng của rung động đến ghế ngồi của hành khách trên xe có hệ thống treo độc lập, với phạm vi cụ thể là xe Toyota Vios 2009 – một loại xe đại diện được lắp ráp và sử dụng rộng rãi tại Việt Nam.

Luận án áp dụng kết hợp hai phương pháp nghiên cứu chính: lý thuyết và thực nghiệm. Phương pháp lý thuyết sử dụng phương trình Lagrange loại II để xây dựng mô hình dao động không gian của xe và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để thiết lập mô hình khối 3-D của ghế ngồi. Phương pháp thực nghiệm tiến hành đo đạc tần số dao động tại các vị trí chân ghế và trên cơ thể người để kiểm chứng độ chính xác của mô hình lý thuyết.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xây dựng bộ thông số về kết cấu ghế ngồi phù hợp với thể trạng và điều kiện đường sá Việt Nam, nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu ghế đến người sử dụng nhằm nâng cao sự thoải mái và tiện nghi. Luận án cũng phát triển mô hình tích hợp Đường-Xe-Ghế-Người bằng công cụ mô phỏng hiện đại để khảo sát tác động rung động từ mặt đường, từ đó xác định độ cứng và cản giảm chấn tối ưu cho vật liệu đệm. Mô hình dao động xe được xây dựng với 7 bậc tự do và hệ ghế – người ngồi với 12 bậc tự do, sử dụng chỉ tiêu RMS theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 để đánh giá độ êm dịu.

Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy dải tần cộng hưởng của cơ thể người nằm trong khoảng 4–12 Hz, phù hợp với các nghiên cứu trước. Độ sai lệch giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm từ 3,44% đến 9,1% khẳng định độ tin cậy cao của mô hình nghiên cứu. Dựa trên các phân tích, luận án đề xuất các giải pháp cải tiến về kết cấu và vật liệu ghế nhằm giảm biên độ rung động truyền lên người ngồi, góp phần nâng cao độ êm dịu và bảo vệ sức khỏe hành khách. Hướng phát triển trong tương lai là mở rộng mô hình và tích hợp trí tuệ nhân tạo để thiết kế ghế ngồi thông minh, tối ưu hóa độ êm dịu và an toàn.