An toàn tích cực và các biện pháp nâng cao ATTC liên quan đến kết cấu khung vỏ xe .... Trong bối cảnh sự thay đổi khí hậu đang diễn ra từng ngày, nhiều tiến bộ kỹ thuật, công nghệ mới, đ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN HỌC PHẦN KỸ THUẬT THÂN XE Ô TÔ NGHIÊN CỨU CÁC KẾT CẤU TRÚC THÂN VỎ XE Ô TÔ Nguyễn Thanh Danh Tp.HCM, 30 tháng 10 năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN HỌC PHẦN KỸ THUẬT THÂN XE Ô TÔ NGHIÊN CỨU CÁC KẾT CẤU TRÚC THÂN VỎ XE Ô TÔ HVTH: Nguyễn Thanh Danh Mã HV: 2341921001 Lớp: 23SOT31 Ngành: Kỹ thuật ô tô GVHD: TS Lê Thanh Tuấn Tp.HCM, 30 tháng 10 năm 2023 Đề số: 01 VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN KỸ THUẬT THÂN XE Ô TÔ 1 Họ và tên học viên: Nguyễn Thanh Danh MSHV: 2341921001 Lớp: 23SOT21 2 Tên đề tài: Nghiên cứu các kết cấu trúc thân vỏ xe ô tô 3 Nội dung nhiệm vụ: - Giới thiệu về nội dung nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu theo đề tài - Kết luận 4 Kết quả tối thiểu phải có: 1) Bản thuyết minh (word); 2) Bản báo cáo (powerpint); Ngày giao đề tài: 01/10/2023 Ngày nộp báo cáo: 01/11/2023 TP HCM, ngày 31 tháng 10 năm 2023 Học viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Thanh Danh TS Lê Thanh Tuấn 2 VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN TÊN HỌC PHẦN: KỸ THUẬT THÂN XE Ô TÔ NGÀNH: Kỹ thuật ô tô 1 Tên đề tài: Nghiên cứu các kết cấu thân vỏ xe ô tô Lớp: 23SOT21 2 Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Thanh Tuấn 3 Họ và tên học viên: Nguyễn Thanh Danh MSHV: 2341921001 Tổng điểm tiêu chí 4 Đánh giá bài tiểu luận: đánh giá về quá trình thực hiện Tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện 4 Họ tên sinh viên Tính chủ động, Đáp ứng yêu cầu Đáp ứng mục tích cực, sáng về hình thức tiêu, nội dung đề Nguyễn Thanh Danh trình bày tạo (tối đa 2 điểm) ra (tối đa 3 điểm) (tối đa 5 điểm) 2 1 3 TP HCM, ngày 31 tháng 10 năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Lê Thanh Tuấn 3 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 MỞ ĐẦU .5 1 Lý do chọn đề tài 5 2 Mục tiêu đề tài 6 3 Nội dung, nhiệm vụ đề tài 6 4 Phương pháp nghiên cứu .6 5 Kết cấu bài tiểu luận 6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU KHUNG VỎ XE Ô TÔ 7 1.1 Giới thiệu chung về khung vỏ xe ô tô: .7 1.2 Những yêu cầu đối với khung vỏ: 9 1.2.1 Yêu cầu đối với khung vỏ 9 1.2.2 Chế tạo 9 1.2.3 Vận hành .9 1.2.4 Môi trường giao thông: Được đặc trưng bởi 9 1.2.5 Phương pháp chế tạo 9 1.3 Yêu cầu đối với khung vỏ liên quan đến an toàn giao thông 9 1.3.1 An toàn tích cực (an toàn tự động) 10 1.3.2 An toàn thụ động .10 1.4 An toàn tích cực và các biện pháp nâng cao ATTC liên quan đến kết cấu khung vỏ xe .10 1.4.1 An toàn chuyển động 10 1.4.2 An toàn trạng thái 10 1.4.3 An toàn quan sát: .11 1.5 An toàn thụ động các biện pháp nâng cáo ATTĐ liên quan đến kết cấu KV xe: 11 1.5.1 An toàn bên ngoài: 11 1.5.2 An toàn bên trong: 11 1.6 Những vấn đề công thái học trong quá trình thiết kế vỏ xe: .12 CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI CÁC KẾT CẤU KHUNG GẦM Ô TÔ 13 2.1 Body-on-frame 13 1 2.1.1 Lịch sử 13 2.1.2 Khái niệm 14 2.1.3 Các tên gọi khác của body-on-frame .14 2.1.4 Cấu tạo của body-on-frame 15 2.1.5 Chức năng của body-on frame 16 2.1.6 Ứng dụng trên ô tô 17 2.1.7 Các dòng xe sử dụng khung xe body-on-frame 18 2.1.8 Ưu, nhược điểm của body-on-frame 18 2.1.9 So sánh body-on-frame với các loại khung xe khác .19 2.2 Unibody 21 2.2.1 Lịch sử 21 2.2.2 Cấu tạo 22 2.2.3 Ưu, nhược điểm của Unibody 24 2.2.4 Một số dòng xe sử dụng cấu trúc unibody 24 2.3 Monocoque .26 2.3.1 Khái niệm 26 2.3.2 Ưu điểm 26 2.3.3 Nhược điểm 26 2.4 Ladder 27 2.4.1 Khái niệm 27 2.4.2 Ưu điểm 27 2.4.3 Nhược điểm 27 2.5 Tabular .28 2.5.1 Khái niệm 28 2.5.2 Ưu điểm 28 2.5.3 Nhược điểm 28 2.6 Backbone 29 2.6.1 Khái niệm 29 2.6.2 Ưu điểm 29 2.6.3 Nhược điểm 29 CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU CHẾ TẠO KHUNG VỎ Ô TÔ 30 3.1 Thép 30 2 3.1.1 Thép boron 30 3.1.2 Đặc tính của Boron 31 3.1.3 Khả năng thực tế với ô tô 32 3.2 Nhựa 36 3.3 Composite 36 3.3.1 Định nghĩa và phân loại 36 3.3.2 Ứng dụng vật liệu composite chế tạo khung vỏ ô tô [14] .38 3.4 Nhôm 40 3.4.1 Ưu điểm của nhôm trong sản xuất ô tô 41 3.4.2 Điểm mặt vài chiếc ô tô “hàng khủng” có cấu tạo từ nhôm 42 3.5 Sợi Cacbon 43 3.5.1 Những tính đặc trưng của sợi carbon: 44 3.5.2 Cách mà ngành công nghiệp xe hơi khai thác vật liệu carbon? 45 CHƯƠNG 4 TỔNG QUAN ĐỘ BỀN MỎI CỦA KHUNG XE 47 4.1 Tầm quan trọng khi nghiên cứu độ bền mỏi 47 4.2 Tổng quan về bài toán mỏi 47 4.2.1 Lý thuyết mỏi chi tiết máy 47 4.2.2 Khái niệm tổn thương mỏi 47 4.2.3 Bài toán mỏi 49 4.3 Cơ sở đánh giá độ bền mỏi khung xe ô tô 50 4.3.1 Bằng kết quả thực nghiệm 50 4.3.2 Bằng tính toán lý thuyết 54 KẾT LUẬN .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 1 Phân loại khung 7 Hình 1 2 Kết cấu khung .8 Hình 2 1 Ford Model T 13 Hình 2 2 Khung xe body-on-frame 13 Hình 2 3 Khung xe và lớp ngoài 14 Hình 2 4 Ladder frame 14 Hình 2 5 Cấu tạo body-on-frame 15 Hình 2 6 Khung xe Unibody 20 Hình 2 7 Khung xe Spaceframe 20 Hình 2 8 Khung xe Monocoque 21 Hình 2 9 Khung xe Unibody 22 Hình 2 10 Citroen Traction Avant (1934) 22 Hình 2 11 Kết cấu khung gầm liền khối xe Toyota Inova 23 Hình 2 12 Ảnh hưởng khi đậm xe 23 Hình 2 13 Toyota Vios 24 Hình 2 14 Honda CRV 25 Hình 2 15 KIA Sedona 25 Hình 2 16 Khung Monocoque 26 Hình 2 17 Khung Ladder 27 Hình 2 18 Khung tabular 28 Hình 2 19 Khung Backbone 29 Hình 3 1 Thép là vật liệu dùng để sản xuất thân vỏ ô tô phổ biến nhất 30 Hình 3 2 Thép Boron – Một trong những vật liệu khung ô tô cứng cáp nhất thế giới? 31 Hình 3 3 Thép boron 32 Hình 3 4 Volvo XC90 test va chạm 33 Hình 3 5 Khả năng chịu áp lực 34 Hình 3 6 Pha thép Boron 34 Hình 3 7 Thép Boron trên những chiếc Subaru từ đầu những năm 2000 35 Hình 3 8 Vật liệu trong mơ của các nhà sản xuất ô tô 35 Hình 3 9 Thân vỏ xe bằng nhựa FRP là chống biến dạng tốt, trọng lượng nhẹ 36 Hình 3 10 Một số dạng cốt thường gặp 37 Hình 3 11 Ô tô với vật liệu composite của hãng TaTa Motors 39 Hình 3 12 Cản ô tô bằng Composite của Công ty SX TM&DV Hợp Long Thành 39 Hình 3 13 Các sản phẩm bằng vật liệu Composite (cản, nội thất)của Công ty TNHH MTV Hoàng Cương 40 Hình 3 14 Khung vỏ dùng vật liệu nhôm 40 Hình 3 15 Ưu điểm của nhôm trong sản xuất ô tô 41 Hình 3 16 Land Rover Range Rover 42 Hình 3 17 Tesla Model S 42 Hình 3 18 Ford F-150 43 Hình 3 19 Sợi carbon được xem là loại vật liệu rất hấp dẫn trong chế tạo thân vỏ xe ô tô 43 Hình 3 20 Những tấm carbon đang chờ được đi sản xuất chi tiết 44 Hình 3 21 Người ta vẫn đang nghiên cứu về khung sườn carbon cho xe hơi 45 Hình 3 22 Một trong những công đoạn sản xuất ra vật liệu carbon 45 4 MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài Ngành công nghiệp ô tô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động phát triển của xã hội Nó được sử dụng phổ biến, để phục nền kinh tế quốc dân và trong hoạt động quân sự Trong bối cảnh sự thay đổi khí hậu đang diễn ra từng ngày, nhiều tiến bộ kỹ thuật, công nghệ mới, đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô, để làm tăng khả năng phục vụ và độ tin cậy của ô tô, cũng như nghiên cứu chế tạo ra các loại khung vỏ ô tô mà chịu được các tác động từ bên ngoài một cách bền bỉ có khả năng thích nghi cao với điều kiện sửa chữa, dã ngoại và có khả năng cơ động cao Ôtô có thể đến được nhiều vùng mà các phương tiện vận tải khác không đến được hoặc khó có thể đến được Trong chương trình nội địa hoá và ngay cả trong các công nghệ lắp ráp ôtô, một số cụm chi tiết sẽ được chế tạo tại Việt Nam, trong đó có khung xe đã dần trở thành hiện thực đối với nền công nghiệp sản xuất ôtô Việt Nam Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khung xe có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhằm đáp ứng các yêu cầu thực tế nói chung và trang bị ôtô nói riêng Ngành Ô tô Việt Nam mới đang ở giai đoạn đầu của chu kỳ phát triển Hiện nay, Việt Nam chỉ có hơn 350 doanh nghiệp sản xuất liên quan đến ô tô, với tổng công suất lắp ráp thiết kế khoảng 680.000 xe/năm Trong số 350 doanh nghiệp sản xuất liên quan đến ô tô, có hơn 40 doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô; 45 doanh nghiệp sản xuất khung gầm, thân xe, thùng xe; 214 doanh nghiệp sản xuất linh kiện, phụ tùng ô tô với sản lượng sản xuất lắp ráp trong nước đáp ứng khoảng 70% nhu cầu xe dưới 9 chỗ ngồi trong nước Xét trong các thành viên của hiệp hội các nhà sản xuất xe ô tô Việt Nam - VAMA, tiêu thụ xe du lịch đạt 196.949 xe năm 2018, chiếm 69% tổng lượng xe tiêu thụ Tiêu thụ xe dịch vụ đạt 84.598 chiếc và xe mục đích đặc biệt đạt 7,136 chiếc Với quá trình phát triển công nghệ hiện đại, đòi hỏi các cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc các công nghệ mới để đáp ứng sự phát triển của công nghệ cao Tiểu luận là bước đầu tiên tạo cho người kỹ sư có cái nhìn tổng hợp, đánh giá tổng quát toàn bộ kiến thức bắt đầu làm quen với thực tế sản xuất là một bước vô cùng quan trong để em từng bước hoàn thiện bản thân mình và có nhiều kiến thức Với đề tài “Nghiên cứu các kết cấu khung vỏ ô tô” ngoài sự cố gắng của bản thân không thể thiếu sự hướng dẫn tận tình của Thầy TS Lê Thanh Tuấn để em có thể hoàn thành đề tài này Em xin chân thành cảm ơn 2 Mục tiêu đề tài - Phân tích tổng quan khung vỏ ô tô và chức năng của nó trong ngành công nghiệp ô tô - Phân tích các kết cấu khung vỏ ô tô và ưu, nhược điểm khi vận hành - Phân tích các loại vật liệu chế tạo khung vỏ ô tô - Phân tích tổng quan độ bền mỏi trên khung vỏ ô tô - Vận dụng các kiến thức được học vào bài báo cáo và nêu quan điểm - Đảm bảo tiến độ 3 Nội dung, nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu tổng quan về khung vỏ ô tô - Tìm hiểu các các kết cấu khung vỏ ô tô - Tìm hiểu ưu nhược điểm các kết cấu khung vỏ ô tô - Tìm hiểu tầm quan trọng nghiên cứu độ bền mỏi - Tìm hiểu ví dụ và tính toán độ bền mỏi trên khung vỏ ô tô 4 Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu và thu thập tài liệu: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến ô tô, bao gồm sách, bài báo, tài liệu trên mạng, hồ sơ kỹ thuật, báo cáo công nghệ và các nghiên cứu trước đó về các vấn đề liên quan đến ô tô - Lựa chọn vấn đề nghiên cứu: Đặt ra câu hỏi nghiên cứu cụ thể Có thể là một vấn đề chưa được giải quyết hoặc một vấn đề cần được nghiên cứu sâu hơn 5 Kết cấu bài tiểu luận Kết cấu bài tiểu luận gồm 5 chương: - Chương 1: Giới thiệu đề tài - Chương 2: Tổng quan khung vỏ xe ô tô - Chương 3: Phân loại các kết cấu và vật liệu chế tạo khung vỏ xe ô tô - Chương 4: Tổng quan độ bền mỏi khung vỏ xe ô tô - Chương 5: Kết luận