Nghiên cứu xác định ảnh hưởng các biến dạng khung vỏ ôtô samco BT3 đến hành khách khi va chạm giữa hai xe

ix MC LC Trang Trang ph bìa Quyt đnh giao đ tƠi LỦ lch khoa hc iii Li cam đoan iv Li cm n v Tóm tt vi Mc lc ix Bng chú thích các kỦ hiệu xii Danh sách các bng xiii Danh sách các hình xiv M đu 1 Chng 1 TNG QUAN 4 1.1 Thực t sn xut ô tô ch khách trên th gii vƠ Việt Nam 4 1.1.1 Tình hình sản xuất ô tô khách trên thế giới 4 1.1.2 Tình hình sản xuất ô tô khách ở Việt Nam 7 1.2 Tình hình an toƠn giao thông ti Việt Nam trong những năm qua 9 1.3 Những công trình nghiên cứu v va chm trên Th gii vƠ Việt Nam. 13 1.3.1 Những công trình nghiên cứu về va chạm trên Thế giới. 13 1.3.1.1 Những nghiên cứu lý thuyết. 13 1.3.1.2 Những nghiên cứu thực nghiệm. 16 1.3.2 Những công trình nghiên cứu tại Việt Nam 17 1.3.3 Nhận xét về tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 18 1.4 Các yêu cu kỹ thuật ca khung v xe đ đm bo an toƠn giao thông 20 1.4.1 Các tác động về mặt thiết kế 20 1.4.2 Các bộ phận bảo vệ khung vỏ xe 21 1.5 Nhiệm v ca luận văn vƠ gii hn đ tƠi 21 1.5.1 Mục tiêu đặt ra của luận văn là 22 1.5.2 Giới hạn đề tài 22 1.6 Phng pháp nghiên cứu 23 Chng 2 C S Lụ THUYT TÍNH TOÁN, CÁC TIểU CHUN ĐÁNH GIÁ AN TOẨN CHO HẨNH KHÁCH KHI CHU TÁC ĐNG VA CHM 26 2.1 Các khái niệm c bn ca lỦ thuyt va chm c đin. 26 2.1.1 Va chạm và quá trình va chạm. 26 2.1.2 Các định luật cơ bản của cơ học lý thuyết 27 x 2.2 Mt số mô hình va chm có k ti đc tính ca vùng va chm 27 2.2.1 Mô hình Macxoen đàn nhớt tuyến tínH 28 2.2.2 Mô hình đàn nhớt phi tuyến 29 2.2.3 Mô hình đàn nhớt Kelvin – Voight 30 2.3 BƠi toán va chm ô tô 31 2.3.1 Các đặc điểm của quá trình va chạm giữa hai ô tô 31 2.3.1.1 Thời gian tiếp xúc trong quá trình va chạm 31 2.3.1.2 Độ dịch chuyển trong khi va chạm 32 2.3.1.3 Việc phanh xe trong quá trình va chạm 33 2.3.2 Bài toán va chạm của ô tô vào tường cứng 35 2.3.2.1 Đặc tính biến dạng của ca pô ô tô 35 2.3.1.2 Chuyển động của hành khách khi va chạm 38 2.3.3 Va chạm giữa hai xe 40 2.4 Các tiêu chun an toƠn hƠnh khách khi chu tác đng va chm 41 Chng 3 PHỂN TÍCH ĐC ĐIM KT CU CA KHUNG XNG Ô TÔ SAMCO-BT3 VẨ MÔ HỊNH HịA BNG PHN MM H TR 45 3.1 Các loại xe khách cỡ lớn đang được sản xuất tại Việt Nam 45 3.2 Phơn tích chung v ô tô khách c ln sn xut trong nc 45 3.2.1 Bố trí các cm trên sát xi ô tô 45 3.2.2 Bố trí gh 46 3.2.3 Bố trí cửa ô tô 49 3.2.4 Bố trí khoang đ hƠnh lỦ trên ô tô 51 3.3 Mt số phn mm ứng dng đ mô phng, kt cu khung xng ô tô SAMCO-BT3 vƠ mô hình hóa hình hc trên phn mm SolidWorks 52 3.3.1 Một số phần mềm ứng dụng để mô phỏng va chạm 52 3.3.1.1 Phần mềm Solidworks 53 3.3.1.2 Phần mềm Ansys LS-DYNA 54 3.3.1.4 Phần mềm Hyperworks 55 3.4 Mô hình hóa ô tô SAMCO-BT3 do Tổng công ty ô tô Sài Gòn sản xuất 56 3.4.1 Khung gầm sử dụng để sản xuất SAMCO-BT3 56 3.4.2 Mô hình hóa kết cấu khung xe SAMCO-BT3 59 3.3.2.1 Mảng xương sàn 60 3.3.2.2. Mảng xương mặt bên 65 3.3.2.3 Mảng xương nóc 66 3.3.2.4 Mảng xương mặt trước và sau 67 Chng 4 MÔ PHNG VA CHM BểN CA Ô TÔ, XÁC ĐNH NH HNG BIN DNG KHUNG V TI HẨNH KHÁCH KHI VA CHM 70 xi 4.1 Xơy dựng mô hình phn tử hữu hn vƠ mô phng va chm giữa hai xe 70 4.1.1 Các giả thiết trong quá trình xây dựng mô hình 70 4.1.2 Số liệu dùng giải bài toán 71 4.1.3 Phương pháp mô phỏng và thuật toán 72 4.2 Xơy dựng mô hình phn tử hữu hn ca khung v xe SAMCO-BT3 74 4.3 Mt số kt qu đt đc sau va chm 82 4.3.1 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng của nó tới hành khách sau va chạm trong trường hợp vận tốc của xe bị va chạm bằng 0 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 90 0 , độ lớn V 0 = 15 km/h. 83 4.3.2 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng tới hành khách sau va chạm trong trường hợp vận tốc của xe bị va chạm bằng 0 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 27 0 , độ lớn V 0 = 15 km/h. 87 4.3.3 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng tới hành khách sau va chạm trong trường hợp vận tốc của xe bị va chạm bằng 10 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 90 0 , độ lớn V 0 = 20 km/h. 92 4.3.4 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng tới hành khách sau va chạm trong trường hợp vận tốc của xe bị va chạm bằng 10 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 43 0 , độ lớn V 0 = 48 km/h. 96 xii  STT    1  Mi ni mét mm 2  Mi ni mét vuông mm 2 3   mm 3 4  Ki lô gam Kg 5   Kg/mm 3 6  Newton N 7  Newton/ Mi ni mét vuông N/mm 2 8  Newton/ Mi ni mét vuông N/mm 2 9  giây s 10  Mi ni mét/ giây mm/s 11   mm/s 2 xiii   Trang  Tình hình ta 2013 6   7   7   53    54   56   57              hình 67  n CT3 74   74   78   95 xiv  Hình Trang Hình 1.1:  hai ô tô khách 6 Hình 1.2:  Ôtô    9 Hình 1.3:   20 Hình 2.1:  24 Hình 2.2:  25 Hình 2.3: Mô hình Kelvin  Voight 26 Hình 2.4:  31 Hình 2.5:  32 Hình 2.6:  34 Hình 2.7:  34 Hình 3.1:  41 Hình 3.2:  42 Hình 3.3:  42 Hình 3.4:  43 Hình 3.5:  43 Hình 3.6:  44 Hình 3.7: hãng Mercedes  Ben 44 Hình 3.8:  44 Hình 3.9:  45 Hình 3.10:  45 Hình 3.11:  46 Hình 3.12:  46 Hình 3.13:  46 Hình 3.14:  47 Hình 3.15:  47 Hình 3.16:  48 Hình 3.17:  53 Hình 3.18: -BT3 54 Hình 3.19: -BT3 61 Hình 3.20: -BT3 62 Hình 3.21: -BT3 62 Hình 3.22: -BT3 63 Hình 3.23: -BT3 64 Hình 3.25: -BT3 64 Hình 4.1: Mô hình mô phng hai xe va chm 67 Hình 4.2: Thut toán mô phng 69 Hình 4.3:  79 xv Hình 4.4:  80 Hình 4.5:  80 Hình 4.6:  80 Hình 4.7:  81 Hình 4.8:  81 Hình 4.9:  81 Hình 4.10:  82 Hình 4.11:  82 Hình 4.12:   82 Hình 4.13:   83 Hình 4.14:  composite 83 Hình 4.15:  84 Hình 4.16:  84 Hình 4.17:  85 Hình 4.18:   85 Hình 4.19:  85 Hình 4.20:  86 Hình 4.21:  86 Hình 4.22:             86 Hình 4.23:   87 Hình 4.24:  khác nhau 87 Hình 4.25: So  khác nhau 87 Hình 4.26:              0 88 Hình 4.27:  M2 88 Hình 4.28:  89 Hình 4.29:  89 Hình 4.30:  89 Hình 4.31:  90 Hình 4.32:   khác nhau 90 Hình 4.33:  khác nhau 90 Hình 4.34:  khác nhau 91 Hình 4.35:              91 xvi  Hình 4.36:             composite 92 Hình 4.37: Mô hình va chng hp xe va ch 43 0  ln V 0 =48 km/h 93 Hình 4.38: Chuyn v ng X, Y, Z ti nút 137681 Hình 4.39:  93 Hình 4.40:  93 Hình 4.41:  94 Hình 4.42:  94 Hình 4.43: l 94 1 M U IX  . ó nhiu chính sách m ca thu hút vn u t trong và ngoài nc nhm u tiên phát trin các ngành công nghip  .  góp  Nhà máy ô tô 1-5, Nhà máy ô tô 3-ô tô ô tô             Công ty ô tô ô tô Sài Gòn   tô  - 10% -  - ô tô  2006 - - 21,6%. ô tô     ô tô  ô tô               -      2              ic sn xut khung v xe) hin  vn làm theo qui trình ch to ca nc ngoài, cha có mt qui trình tính toán thit k khung v xe, c bit là cho các loi xe mang thng hiu Vit Nam. Mt khác cùng vi s phát trin ca công nghip ô tô, h thng ng xá giao thông cha theo kp  xung cp nhanh, h thng cu vt trên các quc l vn còn ang trong giai on xây dng, h thng tín hiu giao thông ti các on ng giao nhau còn nhiu hn ch  tr thành mt trong các tác nhân ng k gây nên s h hng ca các cm, h thng và c bit là s mt an toàn cho ngi, cho khung v ô tô do tai nn va chm gia các xe ô tô, gia xe ô tô vi vt cn và các phng tin giao thông khác. Trc tình hình trên,  tài Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của biến dạng khung vỏ ô tô SAMCO-BT3 đến hành khách khi va chạm giữa hai xe. y là mt  tài có tính thi s cao, rt có ý ngha trong thc tin sn xut ca ngành Công nghip ô tô, nhm to ra các dòng sn phm p ng c nhu cu tiêu dùng trong c nc và có sc cnh tranh khi Vit Nam chính thc gia nhp WTO và là c s  , son tho và ban hành tiêu chun chung áp dng cho thit k và kim tra, th nghim khung xng xe khách. Mc tiêu chính ca  tài là nghiên cu mô phng quá trình va chm bên ca xe khách  xác nh bin dng ca khung xng và  hành khách , ni dung ca  tài gm 4 chng: Chng 1 Tng quan  vn  nghiên cu Chng 2 C s lý thuyt tính toán, các tiêu chun nh giá an toàn cho hành khách khi chu tác ng va chm bên.  Phân ô tô SAMCO-BT3 và mô  Solidworks. [...]... quát tái tạo lại toàn bộ quá trình va chạm cũng như ứng xử của khung vỏ xe khi va chạm * Đặc tính biến dạng của khung vỏ xe khi va chạm, đặc tính sửa chữa và các biện pháp sửa chữa khung vỏ sau khi va chạm, mối quan hệ giữa đặc tính va chạm và đặc tính sửa chữa từ đó đề xuất các giải pháp thiết kế khung vỏ xe để nâng cao an toàn bị động và khả năng sửa chữa sau khi va chạm * Với sự phát triển của công... của khung vỏ xe mang thương hiệu Việt Nam 1.5.1 Mục tiêu đặt ra của luận văn là * Nghiên cứu các cơ sở khoa học về động học và động lực học của khung vỏ ô tô khi va chạm để định hướng cho những tính toán lý thuyết đối với khung vỏ xe khảo sát * Xác định phương pháp tính và xây dựng mô hình để tính biến dạng và ứng suất của khung vỏ ô tô khi va chạm nhằm đánh ảnh hưởng của biến dạng khung vỏ tới hành khách. .. khung vỏ xe Những hướng nghiên cứu chủ yếu về ảnh hưởng của tác động va chạm đối với khung vỏ xe và người được tập trung trên một số vấn đề sau: * Thống kê và phân tích các tai nạn va chạm thực * Nghiên cứu động học và động lực học của xe khi va chạm như năng lượng hấp thụ, vận tốc và gia tốc va chạm, dịch chuyển sau va chạm, phanh khi va chạm, thời gian va chạm v.v… những nghiên cứu này cho một cái nhìn... nghiên cứu lý thuy t  Các mô hình nghiên cứu va chạm  Phân tích đặc điểm kết cấu khung xương xe khách  Xây dựng công thức tính toán hàm lực tác dụng lên khung vỏ xe khi va chạm bên  Xây dựng mô hình khung xương xe trên phần mềm Solidwork để mô phỏng va chạm Đánh giá k t qu nghiên cứu bằng mô hình mô ph ng s quá trình va ch m nh ANSYS 1 So sánh kết quả ứng suất và biến dạng ảnh hưởng đến hành khách. .. tăng cường thêm các gân tăng cứng ở các vị trí quan trọng Việc sử dụng các bộ phận lắp ráp thêm vào khung vỏ xe để giảm biến dạng cho khung vỏ khi va chạm cũng trở nên quan trọng Các bộ phận này sẽ có hiệu quả lớn khi xe va chạm ở tốc độ thấp Sau đây là một số biện pháp mà các nhà thiết kế đưa ra để hạn chế biến dạng của khung vỏ xe và an toàn cho hành khách: + Lắp đặt phần tử biến dạng nhiều chức... cho đến nay đối với các kết cấu khung vỏ cũng như cho các ngành cơ khí khá hiệu quả Trong luận văn sử dụng phần mềm ANSYS được dùng khá phổ biến hiện nay, để mô phỏng tính toán va chạm kết cấu khung vỏ xe SAMCO - BT3 từ các kết quả tính toán đó có thể đánh giá ảnh hưởng của biến dạng khung vỏ tới hành khách, cũng như kiến nghị các giải pháp hoàn thiện kết cấu khung vỏ 18 1.4 Các yêu c u kỹ thu t của khung. .. Đánh giá độ chính xác của mô hình 3 Đề xuất kiến nghị và khả năng ứng dụng của mô hình Nội dung nghiên cứu mô ph ng s  Tổng hợp các bước trong quá trình mô phỏng số va chạm của khung xương xe  Xây dựng mô hình toán học va chạm của khung xương xe dưới tác dụng của lực va chạm bên Hình 1.3: Phương pháp xác định ảnh hưởng của biến dạng khung vỏ tới hành khách khi chịu tác động va chạm bên 23 K T LUẬN... Hyperview và Hyper graph 1.6 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận văn là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng số quá trình va chạm giữa xe SAMCO- BT3 và xe khách Số liệu đầu vào cho mô hình mô phỏng để xác định ứng suất, biến dạng, lực va chạm được xác định dựa trên cơ sở một số kết quả thực nghiệm đã được công bố khi thử nghiệm va chạm Trước đây, do chưa có sự trợ giúp... phân loại các dạng va chạm cụ thể như bảng (1.2) B ng 1.2: Tỷ lệ % các dạng va chạm ở Việt Nam năm 2010 (Trích số liệu của Cục Cảnh sát giao thông đường bộ - đường sắt) Dạng va chạm Số vụ tai nạn ô tô Tỷ lệ % Va chạm trực diện 1482 53,6% Va chạm bên 886 32,1% Va chạm sau 216 7,8% Nóc và gầm xe 76 2,7% Va chạm khác 104 3,8% 2764 100% Tổng số Theo các số liệu của một số nước như Viện nghiên cứu an toàn... trình va chạm bên bằng phần mềm ANSYS để kiểm chứng các kết quả tính toán Nghiên cứu lý thuy t  Lý thuyết về va chạm  Phương pháp PTHH  Phương pháp xây dựng mô hình va chạm bên ô tô  Các số liệu thực nghiệm va chạm đã được công bố Đ i tượng nghiên cứu Ô tô khách (SAMCO_ BT3) Mô ph ng s  Các phương pháp và phần mềm mô phỏng số  Xây dựng mô hình mô phỏng số quá trình va chạm của hai xe Nội dung nghiên . thông khác. Trc tình hình trên,  tài Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của biến dạng khung vỏ ô tô SAMCO- BT3 đến hành khách khi va chạm giữa hai xe . y là mt  tài có tính thi s cao,. của xe bị va chạm bằng 0 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 27 0 , độ lớn V 0 = 15 km/h. 87 4.3.3 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng tới hành khách sau va chạm. của xe bị va chạm bằng 10 km/h, còn vận tốc của xe va chạm có phương là 90 0 , độ lớn V 0 = 20 km/h. 92 4.3.4 Kết quả tính ứng suất, biến dạng của vỏ xe và ảnh hưởng tới hành khách sau va chạm