ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ

tiểu luận ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động cơ trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngành công nghệ kỹ thuật ô tô sử dụng phần mềm solitworks để mô phỏng động cơ Giới thiệu về ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động cơ: Công việc ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động cơ cho phép các kỹ sư thiết kế và xem xét hầu như bất kỳ phương án nào mà không cần tốn chi phí lớn để chế tạo các chi tiết của động cơ. Thử nghiệm các thiết kế hoặc ý tưởng mới dựa vào mô phỏng trên máy tính để loại bỏ các vấn đề trước khi bắt đầu sản xuất. Dù cho các chi tiết phức tạp của động cơ cũng được dễ dàng mô phỏng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC  BÁO CÁO THỰC HÀNH Môn học: ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG ĐỘNG CƠ GVHD: Võ Tấn Châu Nhóm thực hiện: Nhóm Lớp học phần: DHOT16E TP.HCM, tháng 10 năm 2023 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO THỰC HÀNH Mơn học: Ứng Dụng Máy Tính Trong Thiết Kế Và Mơ Phỏng Động Cơ Lớp học phần: DHOT16E Nhóm thực : Nhóm STT Họ tên MSSV Vai trị Lê Văn Hượng 20081681 Nhóm trưởng Kiều Quang Dũng 20079931 Thư ký Nguyễn Sỹ Tiến Vũ Thế Nam Thành viên 20117101 TP.HCM, tháng 10 năm 2023 Thành viên Bảng phân công nhiệm vụ thành viên nhóm STT Họ tên Lê Văn Hượng Phân chia nhiệm cơng việc Dựng hình 3D piston, xuất vẽ piston, mô tả piston, mô bền máy tính piston Tính bền chốt, thân piston Làm bảng giả thuyết tính bền piston Tổng hợp viết báo cáo Kiều Quang Dũng Lấy kích thước thơng số piston Tính bền đỉnh, đầu piston So sánh kết mơ với lý thuyết Đưa giải pháp Tổng hợp chỉnh sửa báo cáo Nguyễn Sỹ Tiến Lấy kích thước thơng số truyền, trục khuỷu Dựng hình, mơ tả, xuất vẽ trục khuỷu Tính bền thân truyền Đưa kết luận Vũ Thế Nam Dựng hình 3D truyền, mơ tả, xuất vẽ, mơ bền máy tính truyền Tính bền đầu to truyền, đầu nhỏ truyền Xuất vẽ lắp Bảng đánh giá chéo kết Họ tên Lê Văn Hượng Kiều Quang Dũng Nguyễn Sỹ Tiến Vũ Thế Nam Người chấm Lê Văn Hượng X 95% 50% 90% Kiều Quang Dũng 90 X 90 90 Nguyễn Sỹ Tiến 90 90 X 90 Vũ Thế Nam 90 90 90 X Báo cáo thực hành Nhóm Mục lục I Mở đầu II Thiết kế 3D cụm chi tiết 2.1 Các bước quy trình thiết kế lại piston – truyền 2.1.1 Thiết kế ngược 2.1.2 Các bước thiết kế lại piston truyền 2.2 Quy trình thiết kế vẽ chi tiết 2.2.1 Piston 2.2.2 Thanh truyền 2.2.3 Trục khuỷu 13 2.2.4 Quy trình lắp vẽ phân rã 16 III Tính tốn bền piston cụm truyền 19 3.1 Chọn thơng số tính tồn nhiệt 20 3.2 Tính tốn nhiệt [1] 21 a Quá trình nạp : 21 b Quá trình nén : 22 c Quá trình cháy : 23 3.3 Thông số kết cấu động 25 3.4 Tính bền lý thuyết [2] 25 3.4.1 Tính tốn piston 25 3.4.2 Chốt piston 28 3.4.3 Tính bền truyền 31 VI Thực mơ bền chi tiết máy tính 40 4.1 Quy trình mơ [3] [4] [5] 40 4.1.1 Piston 40 4.1.2 Mô chốt piston 45 4.1.3 Thanh truyền 46 4.2 Kết 49 4.2.1 Phân tích kết mơ đưa giải pháp 49 3.3 So sánh kết tính bền máy tính với tính bền lý thuyết 54 V Kết luận 54 Tài Liệu Tham Khảo 56 GVHD: Võ Tấn Châu i Báo cáo thực hành Nhóm Danh mục hình ảnh Hình Sơ đồ thiết kế ngược Hình Thơng số kích thước piston 19 Hình Sơ đồ đỉnh piston 25 Hình Sơ đồ kích thước chốt piston 28 Hình Sơ đồ kích thước đầu nhỏ truyền 31 Hình Sơ đồ tính tốn đầu nhỏ truyền 32 Hình Sơ đồ tính tốn đầu nhỏ đồ thị thực nghiệm ứng suất bề mặt đầu nhỏ chịu chịu nén 35 Hình Mơ stress đầu piston 49 Hình Mơ chuyển vị đầu piston 50 Hình 10 Mơ stress thân piston 50 Hình 11 Mơ Stress chốt piston 51 Hình 12 Mơ chuyển vị chốt piston 51 Hình 13 Mơ Stress đầu to truyền 52 Hình 14 Mơ chuyển vị đầu to truyền 52 Hình 15 Mơ stress đầu nhỏ truyền 53 Hình 16 Mơ chuyển vị đầu nhỏ truyền 53 GVHD: Võ Tấn Châu ii Báo cáo thực hành Nhóm Danh mục bảng biểu Bảng Bảng thống số kích thước piston 19 Bảng Bảng trị số ứng suất cho phép chốt piston 30 Bảng Bảng thông số kích thước đầu nhỏ truyền 32 GVHD: Võ Tấn Châu iii Báo cáo thực hành Nhóm I Mở đầu Giới thiệu ứng dụng máy tính thiết kế mơ động cơ: Cơng việc ứng dụng máy tính thiết kế mô động cho phép kỹ sư thiết kế xem xét phương án mà khơng cần tốn chi phí lớn để chế tạo chi tiết động Thử nghiệm thiết kế ý tưởng dựa vào mơ máy tính để loại bỏ vấn đề trước bắt đầu sản xuất Dù cho chi tiết phức tạp động dễ dàng mô II Thiết kế 3D cụm chi tiết 2.1 Các bước quy trình thiết kế lại piston – truyền 2.1.1 Thiết kế ngược Thuật ngữ "Reverse engineering method” gọi thiết kế ngược Khác với thiết kế thuận,thiết kế ngược quy trình thiết kế lại vật mẫu mơ hình có sẵn thơng qua q trình số hóa bề mặt vật mẫu thiết bị đo tọa độ Từ tiến hành thiết kế mơ hình dựa liệu số hóa phần mềm thiết kế ngược Sử dụng thiết bị scan 3D (quét 3D) để chụp lại biên dạng chiều, chép lại layer, đưa liệu sang phần mềm (Geomagic designX, Cimatron, Solidworks, ProE, Catia ) để tiến hành thiết kế Các phần mềm cho phép người dùng thay đổi kích thước kiểu dáng theo ý muốn GVHD: Võ Tấn Châu Báo cáo thực hành Nhóm Quy trình thiết kế ngược: Sản phẩm thực → Scan 3D (Số hóa) → Xử lý liệu số hóa → Tối ưu vẽ thiết kế → Chế thử, mơ mơ hình thiết kế → Kiểm tra → Sản xuất đại trà Ý nghĩa: Thiết kế ngược giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu, tái xây dựng sản phẩm khơng cịn sản xuất nữa, cho phép chép nhanh xác mẫu thiết kế có độ phức tạp hình học cao, mẫu dạng bề mặt tự (không xác định quy luật tạo hình) Nhờ chép, sản xuất lại sản phẩm, kiểm tra chất chất lượng sản phẩm điều chỉnh mơ hình thiết kế sản phẩm cải tiến mà không cần vẽ thiết kế Tuy nhiên, thiết kế ngược không xác định thông số thiết kế 2.1.2 Các bước thiết kế lại piston truyền Theo yêu cầu đề bài, piston truyền cần phải thay đổi vật liệu chế tạo (hợp kim nhôm) Để đánh giá hoạt động chi tiết khía cạnh độ bền tĩnh, ta cần dùng phương pháp thiết kế ngược trình bày sử dụng cơng cụ đo, thu thập kích thước Từ đó, tạo mơ hình 3D đưa vào phần mềm để mô Công việc mô thực dựa vào việc cố định điều kiện biên (điều kiện làm việc piston truyền) thay đổi vật liệu chế tạo thuộc hợp kim nhôm đến đảm bảo điều kiện làm việc piston truyền kết thúc cơng việc mô Tiếp đến chế tạo mẫu, thử nghiệm đạt chế tạo hàng loạt, khơng đạt thiết kế tính tốn lại Dưới sơ đồ hóa bước để thiết kế lại piston truyền GVHD: Võ Tấn Châu Báo cáo thực hành Nhóm Hình Sơ đồ thiết kế ngược 2.2 Quy trình thiết kế vẽ chi tiết 2.2.1 Piston Quy trình dựng hình 3D Solidworks Bước Lệnh Mô tả Chọn môi trường làm việc solidworks > Chọn Part -> OK GVHD: Võ Tấn Châu Báo cáo thực hành Nhóm Sau vào mơi trường làm việc 3D, nhấn chọn Sketch công cụ, dựa vào hình mẫu chọn mặt phẳng Right Plane tương ứng Sketch + Line + Smart Tạo môi trường 2D, vẽ biên dạng Piston, ràng Dimension buộc kích thước hình Features + Revolved Boss/Base GVHD: Võ Tấn Châu Tạo khối 3D cho hình