Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Nghiên cứu tính toán động lực học kết cấu cho phần tử đàn hồi dạng nhíp lá của hệ thống treo đã kết hợp phương pháp PTHH và mô phỏng dao động với việc ứng dụng phần mềm ANSYS và ADAMS để kiểm tra bền và phân tích động lực học kết cấu cho MLS của hệ thống treo cân bằng.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU CHO PHẦN TỬ ĐÀN HỒI DẠNG NHÍP LÁ CỦA HỆ THỐNG TREO Nguyễn Văn Kựu, Nguyễn Đức Ngọc Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenvankuu123@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU ôm sát với mặt bệ nhíp trục cân Đối với hệ thống treo sử dụng nhíp làm bằng, tương tự nhíp số 10 phần tử đàn hồi kết cấu phần tử đàn hồi đệm ốp nhíp; Các cạnh bên nhíp nhíp (Multi Leaf Springs - MLS) phần tiếp xúc với mặt ốp quang nhíp tử chịu lực Vì vậy, việc nghiên cứu bu lông quang chữ U; Các bề mặt tiếp xúc tính tốn độ bền MLS cần thiết, khơng có khe hở giúp nâng cao độ tin cậy phương tiện trình sử dụng, giảm thiểu hư hỏng chi phí sửa chữa Các kết nghiên cứu làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu cải tiến tối ưu hóa kết cấu MLS, nâng cao tính êm dịu an toàn chuyển động cho phương tiện PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hình Mơ hình MLS: 1- nhíp lá; 2- bệ nhíp; 3- bu lơng quang nhíp; 4- ốp quang nhíp; 5- chốt định vị; 6- đệm ốp Tính tốn, mơ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trên tơ có nhiều cầu, thường sử dụng hệ thống treo cân với phần tử đàn hồi nhíp kết hợp với cân mô men để phân phối tải trọng thẳng đứng bánh xe cầu Phần tử đàn hồi nhíp bao gồm 10 nhíp (dầy 18 mm, rộng 90 mm) Chiều dài lớn nhíp 1500 mm, nhíp có chiều dài nhỏ 340 mm Các nhíp bó với ốp quang nhíp cố định bệ đỡ trục cân bu lông quang chữ U, [1] Hai đầu bó nhíp tựa vỏ cầu xoay quanh trục quay nằm giá trục cân Các giả thiết để xây dựng mơ hình PTHH, [2]: - Bỏ qua bán kính cong ban đầu nhíp; Các nhíp ơm sát với khơng có khe hở với, bề mặt nhíp số Độ bền kết cấu MLS đánh giá theo tiêu giới hạn chảy vật liệu (σ s ) có kể đến hệ số dự trữ bền (kb - Đối với kết cấu khí, thường kb 1,5) : kb s td max (1) với : ( td max) - giá trị ứng suất tương đương lớn 222 Hình Mơ hình PTHH MLS Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Để tính tốn, nhóm tác giả sử dụng phần tử Slolid45 phần mềm ANSYS để chia lưới PTHH mô cho mô hình MLS Hình Và tạo ba điểm nút (Nodes) làm ba điểm liên kết MLS hình Hình Phân bố ứng suất kết cấu MLS Hình Các điểm liên kết ngồi Trên hình hình chuyển vị tổng thể phân bố ứng suất Von-mises MLS trường hợp tải trọng lớn F = 100 kN, [1] Các nhíp có phân bố ứng suất tương đối đồng đều, khu vực tập trung ứng suất nằm vị trí: đầu đệm ốp bu lơng quang nhíp với mặt nhíp số 10, mặt nhíp nơi tiếp xúc với đầu nhíp nằm Giá trị ứng suất tương đương lớn hệ số dự trữ bền chi tiết cho Bảng Có thể thấy chi tiết MLS đảm bảo điều kiện bền Trên sở kết kiểm tra bền tĩnh, chọn điểm nút có ứng suất tương đương lớn tính bền chế độ tải trọng tĩnh để khảo sát động lực học kết cấu MLS Bài báo sử dụng phần mềm ADAMS để thiết lập mô hình dao động xe ([3], [4]), sở thiết lập tải trọng tác dụng lên phần tử đàn hồi qua tệp trung gian(*.lod) qua phần mềm ANSYS để tính tốn, khảo sát, [5] Trên hình giá trị ứng suất tương đương Von-mises điểm nút khảo sát mô điều kiện vận hành khác mặt đường cấp C Trên hình hình giá trị trung bình (Average - AR) giá trị hiệu dụng (Root mean square - RMS) ứng suất điểm nút khảo sát điều kiện vận hành khác nhau: i 2.04 Bảng Kết tính tốn kiểm nghiệm AR Chi tiết σtd-max (MPa) kd Nhíp đệm ốp quang nhíp Bu lơng quang chữ U chốt định vị 743.78 1.85 278.30 2.34 Bệ nhíp ốp nhíp 110.09 3.13 td i i 0.04 N , RMS i 2.04 N i 0.04 td i (2) Hình Ứng suất Von-mises (điểm khảo sát) Hình Chuyển vị kết cấu MLS Có thể thấy, mấp mô mặt đường vận tốc ô tơ tăng giá trị ứng suất kết cấu MLS tăng lên Để đánh giá độ bền 223 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 kết cấu, sử dụng công thức lấy giá trị Khi mấp mô mặt đường vận tốc ô tô ứng suất RMS điểm nút để tính hệ số dự tăng giá trị S tăng Tuy nhiên trữ bền động: khoảng vận tốc từ 20 km/h đến 60 km/h, mức tăng S lớn so với mức tăng d RMS s (3) khoảng từ 60 km/h đến 80 km/h kb RMS( td i ) KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trên, nhóm tác giả rút số kết luận sau : Bài báo kết hợp phương pháp PTHH mô dao động với việc ứng dụng phần mềm ANSYS ADAMS để kiểm tra bền phân tích động lực học kết cấu cho MLS hệ thống treo cân - Ở trạng thái tải trọng tĩnh nhíp phận khác MLS đảm bảo điều kiện bền - Khi chịu tác dụng tải trọng thay đổi theo thời gian mấp mô mặt đường gây nên, mấp mô mặt đường vận tốc tơ tăng giá trị ứng suất tương đương tăng lên Hình Giá trị ứng suất AR (Von-mises) TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Giá trị ứng suất RMS (Von-mises) Kết tính hệ số dự trữ bền động nhỏ của điểm nút ô tô chuyển động mặt đường cấp D, vận tốc 80 km/h, k 1.53 đảm bảo điều kiện bền Sử dụng giá trị sai lệch bình phương trung bình (S) để đánh giá mức độ dao động giá trị ứng suất so với giá trị ứng suất trung bình, kết tính tốn cho hình S i 2.04 td i AR N i 0.04 (4) [1] Huyndai Tractor Truck HD700 Catalog [2] Z Triveni, B Amara Babu (2016), Finite Element Analysis on Leaf Spring made of Compos ite material, International Journal of Advance Research in Science and Engineering, Vol No.5 [3] Mechanical Dynamics, Inc (2002), ADAMS/Flex Training Guide, Printed in the United States of America [4] Mechanical Dynamics, Inc (2000), Building Models in ADAMS/View, Printed in the United States of America [5] ANSYS, Inc Structural Analysis Guide – ANSYS Release 12.1 ANSYS, Inc Published in USA Hình Giá trị sai lệch bình phương trung bình 224 ... lớn tính bền chế độ tải trọng tĩnh để khảo sát động lực học kết cấu MLS Bài báo sử dụng phần mềm ADAMS để thiết lập mơ hình dao động xe ([3], [4]), sở thiết lập tải trọng tác dụng lên phần tử đàn. .. ) KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trên, nhóm tác giả rút số kết luận sau : Bài báo kết hợp phương pháp PTHH mô dao động với việc ứng dụng phần mềm ANSYS ADAMS để kiểm tra bền phân tích động lực học. .. quang nhíp với mặt nhíp số 10, mặt nhíp nơi tiếp xúc với đầu nhíp nằm Giá trị ứng suất tương đương lớn hệ số dự trữ bền chi tiết cho Bảng Có thể thấy chi tiết MLS đảm bảo điều kiện bền Trên sở kết