Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Ansys xác định độ bền lốp ô tô sử dụng tại Việt Nam
Trang: 242-250 Trương Mạnh Hùng, Nguyễn Thành CôngTóm tắtLốp ô tô là linh kiện quan trọng của ô tô trong việc đảm bảo khả năng truyền lực, khả năng chịu tải, tạo độ êm dịu và duy trì hướng chuyển động. Đánh giá độ bền của lốp được đặc biệt quan tâm nhằm đảm an toàn cho ô tô khi tham gia giao thông. Bài báo trình bày nội dung nghiên cứu ứng dụng phần mềm Ansys tính toán mức độ biến dạng của lốp ô tô. Dựa trên quy chuẩn QCVN 34:2017/BGTVT của Việt Nam quy định quá trình thử nghiệm độ bền lốp ô tô để xây dựng một mô hình tính toán, bao gồm hai thành phần tiếp xúc nhau: một là mặt tang trống có đường kính 2m với giả thiết bề mặt tang trống không biến dạng và hai là lốp ô tô với giả thiết toàn bộ vật liệu lốp đồng nhất là cao su. Mức áp suất bên trong lốp theo quy định và tang trống ép lên lốp một lực bằng 80% mức tải trọng cho phép lên lốp. Kết quả tính toán cho một lốp cụ thể tại Việt Nam xác định được đường kính của lốp sau khi biến dạng theo phương ép của tang trống, căn cứ quy định không chênh lệch quá 3,5% so với đường kính ngoài của lốp, lốp tính toán đảm bảo đủ bền.
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của dung môi đến quá trình tổng hợp nano composite SiO2/PPy
Trang: 251-263 Lại Thị Hoan, Trần Thúy NgaTóm tắtVật liệu nanocompozit silica/polypyrol (SiO2/PPy) hiện nay được sử dụng rất rộng rãi ở trên thế giới cũng như trong nước. Vật liệu này đã được tổng hợp bằng phương pháp vi nhũ in situ nhằm ứng dụng trong lớp phủ hữu cơ bảo vệ chống ăn mòn cho thép CT3. Ảnh hưởng của dung môi đến các đặc trưng, tính chất của nanocpmpozit SiO2/PPy đã được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy dung môi tổng hợp không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc và hình thái của vật liệu tổng hợp được. Nanocompozit SiO2/PPy-W tổng hợp trong dung môi nước có độ dẫn điện cao nhất (σ = 0,19 S.cm-1), cao hơn độ dẫn điện của SiO2/PPy-EW và SiO2/PPy-E được tổng hợp trong dung môi rượu/nước và dung môi rượu (0,14 và 0,11 S.cm-1 tương ứng).
Trang: 264-276 Cồ Như Văn, Đỗ Việt Hà, Nguyễn Thanh HảiTóm tắtMạng diện rộng công suất thấp truyền cự ly dài LoRaWan (long range wide area networks) được triển khai và phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Với các ưu điểm nổi bật như giá thành thấp, tiết kiệm năng lượng, độ tin cậy cao, số lượng các thiết bị kết nối đến mạng lớn và phạm vi mạng rộng, LoRaWan đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng IoT (Internet-of-things). Bài báo thực hiện ước lượng khoảng cách truyền dẫn lớn nhất và vị trí đặt trạm lặp của mạng LoRa hai chặng. Không giống như các nghiên cứu khác chỉ xét đến suy hao và nhiễu tạp âm khi ước lượng cự ly truyền, bài báo phân tích các loại nhiễu trong mạng LoRa gồm nhiễu giữa các thiết bị trong cùng một vùng SF (Spreading Factor) và giữa các vùng SF khác nhau đều được tính đến khi đánh giá chất lượng hệ thống. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng gồm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR (Singal-to-Noise Ratio) và SIR (Singal-to-Interference Ratio) được tính toán dùng mô hình kênh Rayleigh có xét đến suy hao truyền dẫn, hiệu ứng che khuất và hiệu ứng đa đường. Dựa vào ngưỡng yêu cầu của các chỉ số này trong quy hoạch mạng LoRa, cự ly truyền tối đa và vị trí trạm lặp được tính toán. Kết quả của bài báo có thể được áp dụng trong quy hoạch và thiết kế mạng LoRa.
Nghiên cứu phân tích lún thực đo và dự báo lún nền đường sắt tốc độ cao
Trang: 277-290 Nguyễn Hồng Phong, Chu Quang ChiếnTóm tắtĐường sắt tốc độ cao có yêu câu khống chế lún rất khắt khe trong suốt vòng đời của dự án, thông thường lượng khống chế lún nhỏ hơn 15mm. Để đạt được điều kiện khống chế khắt khe như vậy, trong quá trình xây dựng nền đường, trong thời kỳ quan trắc, theo dõi và dự báo lún cũng cần có các phương pháp đặc biệt, có sự khác biệt lớn so với các phương pháp hiện đang được sử dụng ở Việt Nam. Bài báo tiến hành phân tích lún thực đo nền đường để đề xuất phương pháp tính toán dự báo lún, kết quả cho thấy trong trường hợp lún lớn khuyến nghị sử dụng kết quả quan trắc lún mặt nền làm số liệu đầu vào, sử dụng ba tham số khống chế chất lượng dự báo mô phỏng lún. Trong trường hợp lún nhỏ, khuyến nghị sử dụng số liệu đo được từ bản quan trắc lún và ống quan trắc lún mặt cắt (để đối chứng), đề xuất sử dụng phương pháp ba điểm và phương pháp hai đường mở rộng để mô phỏng lún thực đo và dự báo lún sau thi công.
Phát triển chương trình tính toán kết cấu mặt đường nhựa theo phương pháp phân lớp hữu hạn
Trang: 291-305 Lê Nguyên KhươngTóm tắtPhương pháp phần tử hữu hạn (FE) đã được sử dụng rộng rãi trong việc mô phỏng và dự báo sự xuống cấp của kết cấu mặt đường nhựa. Tuy nhiên, mô hình khối ba chiều (3D) trong các hệ thống phần mềm thương mại như ABAQUS hay phần mềm mã nguồn mở như Cast3M đòi hỏi tài nguyên và thời gian tính toán lớn. Để giải quyết vấn đề này, các mô hình đơn giản hóa được quan tâm phát triển cho các mục tiêu cụ thể. Trong nghiên cứu này, lý thuyết cơ bản về phương pháp phân lớp hữu hạn (Finite Layer Method) được trình bày và là cơ sở phát triển mã nguồn FastKM bằng ngôn ngữ lập trình Python và giao diện người dùng cho phép mô phỏng bài toán kết cấu mặt đường nhựa nhiều lớp. Kết quả nhận được là đồ thị và biểu đồ màu thể hiện chuyển vị, ứng suất, biến dạng của kết cấu. Tiếp đó, một kết cấu mặt đường nhựa điển hình được mô phỏng trên 3 phần mềm là CAST3M, ABAQUS và FastKM theo với 3 phương pháp phân tích khác nhau là LET (Layer Elastic Theory), FEM (Finite Element Method) và phân lớp hữu hạn FLM (Finite Layer Method) nhằm kiểm chứng tính chính xác cũng như so sánh thời gian tính toán giữa các mô hình. Phần mềm FastKM sử dụng phương pháp FLM cho kết quả chính xác tương đương với mô hình phần tử hữu hạn 3D trên Abaqus và thời gian tính toán nhanh hơn hai phương pháp còn lại.
Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia ZAG1 đến một số tính năng của bê tông asphalt
Trang: 306-316 Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Võ Đại Tú, Nguyễn Thị Mỹ TiênTóm tắtPhụ gia ZAG1 là sản phẩm hạt nhựa mới, được sản xuất trên nền nhựa PE (Polyethylene) tái chế và một số hợp chất khác. Với tính chất của nền nhựa gốc PE, phụ gia ZAG1 có thể cải thiện được một số tính năng cho bê tông asphalt nóng. Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm đánh giá độ lún vệt hằn bánh xe và chỉ số kháng nứt (Cracking Tolerance Index - CTIndex) của hỗn hợp bê tông asphalt nóng có các tỷ lệ phụ gia ZAG1 lần lượt bằng 0%; 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7% và 0,9% theo khối lượng hỗn hợp bê tông asphalt, tất cả các hỗn hợp đều sử dụng bitum quánh mác 60/70. Kết quả chỉ ra rằng, khi tỷ lệ phụ gia ZAG1 tăng lên thì độ lún vệt hằn bánh xe và chỉ số CTIndex của bê tông asphalt đều giảm xuống. Để cân bằng được giữa khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe và kháng nứt của hỗn hợp, nghiên cứu bước đầu đưa ra tỷ lệ phụ gia ZAG1 tối ưu là 0,58%.
Tối ưu tốc độ chạy tàu đường sắt đô thị để tối thiểu hóa điện năng tiêu thụ và êm dịu của hành khách
Trang: 317-329 Trần Văn Khôi, An Thị Hoài Thu Anh, Đặng Việt PhúcTóm tắtSử dụng năng lượng hiệu quả đang là một vấn đề rất quan trọng. Do các nguồn năng lượng bị hạn chế nên việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng đã được đưa vào bất kỳ chính sách nào của chính phủ. Hệ thống đường sắt tiêu tốn một năng lượng rất lớn, do đó việc tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng đã và đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khai thác đường sắt và các nhà nghiên cứu. Bài báo trình bày phương pháp xác định tốc độ chạy tàu tối ưu tại từng điểm trong khu gian giữa hai nhà ga. Mục tiêu là tối thiểu hóa tổng năng lượng đoàn tàu tiêu thụ trong hành trình của khu gian được quy định bởi khoảng cách khu gian và thời gian chuyển động. Các yếu tố thực tiễn trên tuyến đường như độ dốc trắc dọc, đoạn đường cong, đường hầm, các đoạn giới hạn tốc độ đều được xem xét tính toán trong thuật toán. Trong bài báo này mô hình năng lượng theo quãng đường được đề xuất sử dụng với biến trạng thái là thời gian theo quãng đường và tốc độ theo quãng đường. Biến điều khiển được đề xuất sử dụng là gia tốc để điều khiển một cách chủ động giá trị lực kéo đoàn tàu và độ êm dịu chuyển động. Dựa trên mô hình điều khiển tối ưu năng lượng đã xây dựng, thuật toán quy hoạch được áp dụng để tìm ra tốc độ tối ưu tương ứng trên từng vị trí tuyến đường đáp ứng điều kiện làm việc an toàn và tối thiểu hóa năng lượng tiêu thụ. Khu gian giữa ga Cát Linh và ga La Thành trong tuyến đường sắt đô thị số 2 Cát Linh – Hà Đông được lựa chọn để kiểm nghiệm kết quả mô phỏng của thuật toán. Với phương pháp đề xuất sẽ tối ưu hóa được điện năng tiêu thụ của đoàn tàu, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong hệ thống đường sắt đô thị.
Trang: 330-341 Nguyễn Huệ Chi, Vũ Quang Huy, Mai Văn HiếuTóm tắtPhối hợp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu trên các trục đường chính theo nguyên lý "làn sóng xanh" là một giải pháp phổ biến trên thế giới để giảm thời gian di chuyển của các phương tiện. Tuy nhiên, để áp dụng một cách hiệu quả giải pháp này ở Việt Nam trong điều kiện giao thông hỗn hợp với tỷ lệ xe máy cao gặp nhiều khó khăn. Mục tiêu của bài báo này là giới thiệu sự thay đổi tốc độ của các phương tiện trên một trục đường một chiều với các nút giao thông liên tục và sử dụng các giá trị đó để tăng hiệu quả của việc điều phối tín hiệu. Bằng việc thu thập dữ liệu hành trình thông qua việc sử dụng các thiết bị cá nhân đặt trên các xe khảo sát, các vị trí gây gián đoạn hành trình được phân tích và điều chỉnh dải sóng xanh phù hợp với tình hình hiện trạng. Kết quả thực nghiệm trên trục đường Bà Triệu cho thấy tính đúng đắn của phương pháp này, qua đó đem lại cơ sở để hoàn thiện hơn công tác tổ chức giao thông trên các trục đường theo nguyên lý "làn sóng xanh" phù hợp với giao thông Việt Nam.
Thiết lập một thuật toán dự báo mù và sương mù cho khu vực sân bay quốc tế Nội Bài
Trang: 342-355 Lê Thị Việt Hà, Hoàng Nam Bình, Trần Thu PhươngTóm tắtHiện tượng mù và sương mù là sản phẩm ngưng kết hơi nước trong lớp không khí sát mặt đất làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 4000m (mù) hoặc 1000m (sương mù). Đây là hiện tượng thời tiết nguy hiểm có quy mô vừa và nhỏ, ảnh hưởng xấu đến nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực hàng không. Nếu tầm nhìn ngang dưới giá trị khai thác tối thiểu, các chuyến bay phải hoãn lại việc cất cánh, hoặc bay chờ trong khoảng thời gian nhất định cho đến khi tầm nhìn đạt hoặc vượt ngưỡng khai thác tối thiểu để hạ cánh, hoặc quyết định chuyển sang sân bay dự bị. Do đó, công tác dự báo tầm nhìn ngang là rất cần thiết nhằm đảm bảo an toàn khai thác bay. Bài báo trình bày một thuật toán dự báo mù và sương mù trước 24 giờ cho khu vực sân bay quốc tế Nội Bài bằng phương pháp hồi quy và phân lớp. Thuật toán dự báo phụ thuộc các chỉ số FSI (Fog Stability Index), Fog Threat (Fog Potential), Fog Point (Fog formation temperature) và lớp nghịch nhiệt ở độ cao 1000 - 800mb tương ứng cao độ từ sát bề mặt đến độ cao khoảng 1500m. Thuật toán dự báo được thiết lập với hệ 2 phương trình hồi quy kết hợp một số điều kiện khác. Phân tích thống kê kết quả dự báo cho thấy mô hình có khả năng dự báo tốt hiện tượng có mù hoặc không mù nhưng chưa dự báo tốt hiện tượng sương mù.
Trang: 356-368 Đặng Việt ĐứcTóm tắtKết cấu cầu cong thường được áp dụng phổ biến tại các nút giao cắt khác mức, cầu vượt và cầu cạn làm ven sườn núi nhằm tránh sụt trượt hay qua các khu bảo tồn thiên nhiên. Xoắn trong cầu cong là vấn đề rất được quan tâm trong quá trình thiết kế kết cấu công trình. Nội dung nghiên cứu của bài báo sẽ xét đến kết cấu dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) nhịp liên tục khẩu độ 40m, bán kính cong 70 m, là bán kính cong nhỏ nhất có thể được áp dụng theo phạm vi yêu cầu của loại đường cấp 3 đồng bằng. Các sức kháng làm việc như uốn, cắt và xoắn sẽ được kiểm tra với kết quả nội lực thu được từ mô hình phân tích tính toán nhịp kết cấu nhịp dầm cong theo thuật toán phương pháp phần tử hữu hạn (PP PTHH). Kết luận về sức kháng xoắn của mặt cắt dầm được chọn sơ bộ từ nhịp thẳng so sánh với nội lực gây ra bởi tải trọng tác dụng trên nhịp dầm cong, ảnh hưởng bởi giải pháp bố trí gối và hệ thống DƯL lên phân bố mô men xoắn trong dầm sẽ được trình bày trong bài báo.
Trang: 369-383 Lý Hải Bằng, Nguyễn Thùy Anh, Mai Thị Hải VânTóm tắtLĩnh vực xây dựng đang phát triển nhanh chóng trong thập kỷ qua. Các hoạt động này đòi hỏi một lượng lớn cốt liệu để xây dựng mới và cũng tạo ra một lượng lớn chất thải từ việc phá dỡ các công trình cũ. Để khắc phục điều này, bê tông cốt liệu tái chế (RAC), trong đó cốt liệu tự nhiên được thay thế bằng cốt liệu bê tông tái chế, hiện đang là một hướng nghiên cứu tiềm năng và giúp bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu tác động đến môi trường. Tuy nhiên, việc tối ưu hóa hỗn hợp RAC do thành phần khác nhau của cốt liệu tái chế và việc ước tính cường độ nén đòi hỏi các kỹ thuật mới và phức tạp. Trong nghiên cứu này, mô hình mạng nơ ron nhân tạo với thuật toán Conjugate gradient được đề xuất để dự đoán cường độ nén của RAC. Cơ sở dữ liệu RAC trong nghiên cứu này gồm 650 kết quả thí nghiệm được tổng hợp từ 69 nghiên cứu thử nghiệm. Hiệu suất của mô hình ANN được đánh giá bằng cách sử dụng các tiêu chí thống kê, cụ thể là hệ số tương quan (R), sai số toàn phương trung bình (RMSE), sai số tuyệt đối trung bình (MAE) và sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE). Kết quả cho thấy mô hình ANN đề xuất là một công cụ dự đoán hợp lý và hữu ích cho các kỹ sư, giúp tiết kiệm thời gian, giảm thiểu các thí nghiệm tốn kém.
Nghiên cứu thực nghiệm mô đun độ cứng của đất nền dưới tác dụng của tải trọng lặp
Trang: 384-394 Bùi Văn Phú, Nguyễn Quang TuấnTóm tắtMô đun đàn hồi động (Mr) của đất nền đường được sử dụng để mô tả mối quan hệ ứng suất-biến dạng của đất nền đường dưới tác dụng của tải trọng có tính chu kỳ. Bài báo trình bày kết quả thí nghiệm trong phòng xác định giá trị Mr của đất nền đường. Hai loại vật liệu đất nền đường của 2 dự án xây dựng kết cấu áo đường mềm tại Việt Nam được sử dụng để nghiên cứu. Thí nghiệm được thực hiện bằng máy nén 3 trục. Quy trình thí nghiệm tuân theo tiêu chuẩn AASHTO T 307-99. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng trạng thái ứng suất (áp lực buồng nén và ứng suất lệch) là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến mô đun đàn hồi động của đất nền. Khi cấp áp lực buồng nén tăng thì giá trị Mr tăng lên, trong khi nếu cấp ứng suất lệch tăng thì giá trị Mr giảm xuống. Ngoài ra, loại đất nền là đất hạt mịn hay đất hạt thô có ảnh hưởng tới mối quan hệ giữa giá trị Mr với trạng thái ứng suất. Từ kết quả thí nghiệm, phần mềm tính toán kết cấu hệ nhiều lớp Viscoroute 2.0 được sử dụng để mô phỏng và tính toán để xác định giá Mr phù hợp cho công tác thiết kế kết cấu áo đường cụ thể.
