Cơng dụng- Phần mềm xử lý tốn học rất mạnh, thông qua việc thực hiện các phép toán trên ma trận MAT - Matrix- Định hưởng của phần mềm Matlab là dùng cho những cán bộ nghiên cứu, thiết kế
lOMoARcPSD|39222806 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HỌC: Ứng dụng máy tính trong thiết kế tính toán ô tô Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Tiến Khóa: K15 Lớp: AT6059.5 SVTH: Nguyễn Hữu Phước Mã sinh viên: 2020606026 Hà Nội - 2023 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Mục Lục Câu 1: Tìm hiểu phần mềm và nêu quy trình xây dựng hệ thống treo ¼ 2 khối lượng bằng Matlab – Simulink (hoặc ½ ) 2 I Tìm hiểu phần mềm 2 1 Công dụng .2 2 Giao diện, chức năng, câu lệnh… 2 II Cơ sở lý thuyết 4 1 Phương trình động lực học 4 2.Thông số đầu vào: 5 III MÔ PHỎNG 6 Câu 2: Tìm hiểu phần mềm và nêu quy trình xây dựng bài toán kiểm bền tĩnh cho 1 chi tiết bất kì trên ô tô ( lý giải các vị trí đặt ngàm vàn ngắn gọn cơ sở chọn lực) 14 I Tìm hiểu phần mềm 14 1 Công dụng 14 2 Giao diện, chức năng, câu lệnh… 14 II Quy trình xây dựng .17 1 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Câu 1: Tìm hiểu phần mềm và nêu quy trình xây dựng hệ thống treo ¼ 2 khối lượng bằng Matlab – Simulink (hoặc ½ ) I Tìm hiểu phần mềm 1 Công dụng - Phần mềm xử lý toán học rất mạnh, thông qua việc thực hiện các phép toán trên ma trận (MAT - Matrix) - Định hưởng của phần mềm Matlab là dùng cho những cán bộ nghiên cứu, thiết kế và lập trình - Công cụ đồ họa 2D, 3D, Đơn thức, đa thức, vi phân, tích phân, …, Xử lý các tín hiệu đo, Thuật giải bài toán tối ưu - Giải PT đạo hàm vi phân phục vụ kiểm bền, nghiên cứu các dòng chảy khi hay chất lỏng, Simulink mô phỏng các cơ cấu máy 2 Giao diện, chức năng, câu lệnh… - Cửa sổ lệnh: ▪ Nơi nhập lệnh thực hiện từng phép toán, các chương trình con, kết nối với các module ứng dụng trong Matlab 2 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 ▪ Luôn có dấu nhắc “>>”: Trực tiếp tên lệnh vào đó, kết thúc gõ Enter để thực lệnh ▪ Nếu 1 cậu lệnh dài, để xuống dòng thì sử dụng 3 dấu chấm " " trước khi gõ Enter ▪ Nếu trước 1 dòng lệnh có ký tự “%” thì dòng lệnh đó chỉ là chú thích, Matlab không thực hiện lệnh trong dòng soạn thảo đó ▪ Khi thực hiện xong 1 lệnh đúng (không có lỗi), Matlab sẽ đưa ngay kết quả của lệnh đó nếu cuối câu lệnh không có dấu ";" Kết quả sẽ được trả lời sau dòng ans ▪ Lệnh clc cho phép xóa toàn bộ các lệnh đã thực hiện trước đó, trả về 1 trang cửa sổ trắng ▪ Lệnh clear all cho phép xóa toàn bộ lưu trữ các biến có trong bộ nhớ hiện thời của máy tính Gõ help trên cửa sổ sẽ hiện cho cách thức sử dụng lệnh đó - Tính toán biểu thức số ▪ Nhập trực tiếp các biểu thức, sau khi ấn Enter kết quả của biểu thức sẽ hiện ra màn hình ▪ Các phép tính: Cộng +, Trừ -, Nhân *, Chia /, Luỹ thừa ^ và dấu ngoặc ( ) ưu tiên phép tính ▪ Phân lệnh ra nhiều dòng (bằng cách ấn Enter), tuy nhiên cuối mỗi dòng (trừ dòng cuối cùng) ta phải thêm dấu - Sử dụng các hàm, hằng và biến ▪ Các hàm: sqrt, sin, cos, tan, cot, sind, cosd, exp, log, log10, asin, acos, atan, acot ▪ Các hằng số đã định nghĩa: eps, realmax, realmin, pi, … ▪ Khi viết biểu thức, kết quả tính toán sẽ được lưu trữ vào trong biển có tên mặc định là ans ▪ Thông thường để lưu kết quả tính ta thường dùng phép gán với cú pháp sau: = hoặc = - Các phím chức năng • Để biên tập các dòng lệnh ta dùng các phím mũi tên hoặc dùng chức năng cắt dán • Phím xoá lùi, phím del, end, pageup, pagedown… 3 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 • Các phím tắt thông thường khác như: Ctrl + C, Ctrl + N, Ctrl + O, Ctrl + X, Lưu ý – Tìm kiếm các hàm trong thư viện phần mềm: F1 – Help II Cơ sở lý thuyết 1 Phương trình động lực học - Mô hình 1/4 xe được dùng để khảo sát dao động của khối lượng được treo và không được treo trên một trục khi chúng dao động độc lập, mô hình vật lý dao động 1/4 xe thể hiện trên hình dưới Có thể chia mô hình dao động 1/4 xe thành các phần tử: bánh xe; khối lượng không được treo; hệ thống treo và phần tử khối lượng được treo Z C k F(t) m 0 Hình 6.26 Mô hình hệ thống treo đơn Fqt F(t) Fc Fk 95 Phần tử bánh xe có hai kích thích đầu vào là dịch chuyển của khối lượng không được treo và chiều cao mấp mô biên dạng đường Đầu ra là lực tương tác với khối lượng không được treo và cũng là lực tương tác với đường Mô hình dao động 1/4 xe (Gồm khối lượng được treo và khối lượng dầm cầu trên hệ thống treo phụ thuộc) 4 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Phương trình động lực học của hệ thống:(Tham khảo giáo trình :tin học ứng dụng trong ô tô HAUI) Phương trình động lực học của hệ thống: -ms - Ks(Z’s – Z’u) – Cs(Zs - Zu) = 0 (1) -mu + Ks(Z’s – Z’u) + Cs(Zs - Zu) – Kt(Z’u – q’) – Ct(Zu - q) = 0 (2) Từ (1) Phương trình dùng để tạo khối Từ (2 ) Phương trình dung để tạo khối Để giải hệ phương trình vi phân dùng Simulink có các cách sau: Cách 1: Dùng khối trong Simlink giải trực tiếp Cách 2: Dùng hàm Function hoặc Matlab Function Dưới đây là phương pháp dung khối để giải trực tiếp: Phương trình động lực học của hệ thống: 2.Thông số đầu vào: Cho Cs = 6 Ct = 2 Ks=202 5 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Kt=6 ms=608 mu=301 III MÔ PHỎNG Bước 1: Khởi động matlab bằng cách nhấn biểu tượng matlab trên màn hình windows Bước 2: Tạo thư mục Baocaoungdungmt để lưu lại bài làm Bước 3: Nhập thông số đầu vào Có hai cách để nhập thông số đầu vào: 6 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Chọn cách nhập trực tiếp tại màn hình command windows: Lưu ý : khi nhập thông số dạng này thì cần lưu chung file matlab và file simulink trong cùng một thư mục và cùng tên thì quá trình mô phỏng mới có thể chạy được Bước 4: Khởi động simulink bằng cách chọn biểu tượng simulink như trên hình và tạo file mô phỏng mới bằng cách chọn blank model 7 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Bước 5: Dựa trên phương trình động lực học xây dựng sơ đồ simulink Có 2 cách lấy các sơ đồ khối: Cách 1 : Vào thư viện Library Cách 2 : Gõ tên khối trực tiếp trên màn hình: Ta 8 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 9 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Bước 6: Xây dựng sơ đồ mô phỏng như hình dưới: 10 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Dựa vào phương trình (1) và (2) kết hợp với các khối trong simulink ta sẽ vẽ được khối sơ đồ kết nối => Sau đó cho hiển thị ra đồ thị Bước 7: Tạo tín hiệu đầu vào cho khối Step Tín hiệu dạng Step và giúp kết quả đầu ra là dạng song như mong muốn tùy vào kiểu diễn đạt mà ta chọn tín hiệu đầu vào phù hợp 11 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Bước 8: Chạy mô phỏng bằng cách ấn nút “Run” Bước 9: Xuất kết quả mô phỏng và kiểm tra kết quả mô phỏng, đánh giá kết quả mô phỏng 12 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Nhận xét: Dạng đồ thị là hình sin, là dao động tắt dần phù hợp với nhiệm vụ của giảm chấn và lò so (dập tắt dao động) 13 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Câu 2: Tìm hiểu phần mềm và nêu quy trình xây dựng bài toán kiểm bền tĩnh cho 1 chi tiết bất kì trên ô tô ( lý giải các vị trí đặt ngàm vàn ngắn gọn cơ sở chọn lực) I Tìm hiểu phần mềm 1 Công dụng - HyperMesh là bộ tiền xử lý tiên tiến hàng đầu dành cho quá trình mô hình hóa có độ trung thực cao Khả năng tạo lưới nhanh chóng và chất lượng chính là điểm cốt lõi của HyperMesh Giải pháp mô hình hóa này cung cấp các công cụ lắp ráp mô hình tiên tiến hỗ trợ việc tạo và lắp ráp các mô hình phức tạp, ngoài ra việc mô phỏng các chi tiết đa vật liệu được hỗ trợ bởi các công cụ tạo, chỉnh sửa và hiển thị nâng cao Quá trình thay đổi thiết kế được thực hiện thông qua mô hình lưới và biến đổi hình học - Thuật toán tạo lưới 2D và lưới 3D liền mạch, tạo và kiểm soát lưới tự động hoặc thủ công - Tương tác tốt với các phần mềm CAD - Hỗ trợ các mô hình đa vật liệu – Vật liệu composite - Tương thích với các bộ giải phổ biến hiện nay - Quản lý các cụm chi tiết phức tạp thúc đẩy xây dựng mô hình chung 2 Giao diện, chức năng, câu lệnh… 14 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Mở và lưu file trong HyperMesh - New.hm file – tạo 1 file làm việc mới - Open hm file – mở 1 file có sẵn - Save hm file – lưu file Import – nhập một file bên ngoài vào môi trường HyperMesh nhập 1 file HyperMesh nhập 1 file FE nhập 1 file hình học (iges, Step, …) nhập 1 file connector - Export – xuất file ra các định dạng file khác - Load User Profile – mở cửa sổ User Profile Các panel lệnh trong HyperMesh Hầu hết các chức năng làm việc trong HyperMesh(HM) được tập trung tại các panel Vùng panel được chia làm 7 trang, và trên mỗi trang là những panel cho phép sử dụng tất cả các chức năng của module HM Hầu hết tất cả các thông tin liên quan đến việc chia lưới đối tượng đều được đưa vào tại vùng panel Panel Layout Trong HM có 3 loại layout 15 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Các công cụ trong panel lệnh Trong panel lệnh có nhiếu nút nhấn và tùy chọn, Thanh công cụ Mask Được dùng để làm hiện lên hay làm ẩn đi các đối tượng được chọn 16 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 II Quy trình xây dựng Trước khi mô phỏng cần có sẵn file mô hình dạng STEP Có thể tự thiết kế hoặc tìm kiếm và lưu file có sẵn trên mạng Bước 1: Khởi động và thêm mô hình dạng STEP vào trong hypermesh Bước 2: Chia lưới tự động cho mô hình +) Thanh công cụ chọn 3D >>tetramesh>>volume tetra>>element size là 3000>>chọn mô hình và bấm Mesh 17 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Bước 4: Đặt ngàm +) Chọn analysis >> constraints như hình: Chọn điểm đặt ngàm ở một mặt >>by face Bước 5: Đặt lực +) chọn analysis >> forces với P=2000N như hình: 18 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Bước 6: Đặt điều kiện và các thông số cho mô hình +) Chuột phải vào khoảng trắng như hình, chọn create >> material Tương tự, chọn các tùy chọn property, load step, load collector Lưu ý: load collector sẽ tạo 2 lần +) Đổi tên và cài thông số cho các điều kiện Material: 19 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com)