NGHIÊN cứu THIẾT kế TÍNH AN TOÀN kết cấu ôtô KHÁCH KHI xảy RA VA CHẠM TRỰC DIỆN

M CL C Lụ L CH KHOA H C i L I CAM ĐOAN ii L I C M N iii TịM T T iv ABSTRACT v M C L C vi DANH SÁCH CÁC B NG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix Ch ng I T NG QUAN V V N Đ NGHIÊN C U 1.1 Tình hình an toƠn giao thông t i Vi t Nam nh ng năm qua 1.2 Nh ng công trình nghiên c u v va ch m tr c di n 1.2.1.Nh ng công trình nghiên c u v va ch m tr c di n th gi i 1.2.1.1.Nh ng công trình nghiên c u lỦ thuy t 1.2.1.2 Nh ng nghiên c u th c nghi m 1.2.2 Nh ng công trình nghiên c u n c 1.3 Yêu c u kỹ thu t c a khung v xe va ch m tr c di n vƠ tiêu chuẩn an toƠn cho ng i 1.3.1 Yêu c u kỹ thu t c a khung v xe va ch m tr c di n 1.3.2 Tiêu chuẩn an toƠn cho ng i va ch m 1.4 Tính c p thi t c a đ tƠi 1.5 M c tiêu c a đ tƠi 1.6 Đối t 1.6.1 Đối t ng, ph m vi nghiên c u vƠ ph ng pháp nghiên c u ng nghiên c u 1.6.2 Ph m vi nghiên c u 1.6.3 Ph ng pháp nghiên c u 1.7 Nội dung nghiên c u Ch ng II C S Lụ THUY T V VA CH M TR C DI N C A Ọ TỌ vi 2.1 Nghiên c u vƠ tính toán va ch m tr c di n c a ô tô v i v t c n 2.1.1 Va ch m 2.1.2 Đặc tính bi n d ng đ u tr c c a xe va ch m 2.1.2.1 Đặc tính bi n d ng không đ i c a đ u tr c c a xe 11 2.1.2.2 Đặc tính bi n d ng n tính c a đ u tr c c a xe 11 2.1.2.3 L c bi n d ng ph thuộc n tính vƠo v n tốc bi n d ng 12 2.1.3 Chuyển động c a ng i ng i xe va ch m tr c di n gi a ô tô vƠ v t c n c ng 13 2.2 Nghiên c u vƠ tính toán va ch m tr c di n c a hai ô tô 14 2.2.1 C h c va ch m tr c di n c a hai ô tô 14 2.2.2 Hi u su t c a h thống chống va ch m ô tô 16 Ch ng III XÂY D NG MỌ HỊNH PH N T H U H N K T C U KHUNG VÀ X NG ỌTỌ KHÁCH 18 3.1 Gi i thi u ph n m m HYPERWORK 18 3.2.Ph n m m LS ậ DYNA 24 3.2.1 Gi i thi u chung v LS ậ DYNA 24 3.3.Xơy d ng mô hình ph n t h u h n khung s n ô tô khách gh ng i 25 3.3.1 Đặc điểm k t c u khung v xe kh o sát 25 3.3.2 Mô hình t ng thể ôtô khách 2D 25 3.3.3 Đ ng phơn bố t i tr ng khung v xe khách kh o sát 33 3.4 Xơy d ng mô hình ph n t h u h n 34 3.4.1 L u đ mô ph ng trình va ch m tr c di n c a xe khách 34 3.4.2 Xu t vƠ ch nh s a mô hình CAD HYPERMESH 35 3.4.3 Chia l i mô hình 37 3.4.4 Kiểm tra vƠ ch nh s a l 3.4.5 Kiểm tra ch t l 3.4.6 HƠn l ng l i mô hình khung x ng xe khách 38 i 40 i 41 3.4.7 Ch n v t li u vƠ đặc tính cho mô hình 42 3.4.8 G n khối l ng mô hình xe khách 44 vii 3.4.9 Xác đ nh v trí gi đ nh c a tƠi x để phơn tích tác động 48 3.4.10 T o liên k t gi a thƠnh ph n mô hình 49 3.4.12 T o ti p xúc gi a toƠn xe v i mặt đ ng, v t c n 53 3.4.13 Xác đ nh chi u tr ng l c 55 3.4.14 Kiểm tra khối l ng xe khách 57 3.4.15 Gán u ki n biên 58 3.5 K t lu n 62 Ch ng IV NGHIÊN C U MỌ PH NG PHÂN TệCH VÀ THI T K C I TI N AN TOÀN K T C U ỌTỌ KHÁCH KHI X Y RA VA CH M TR C DI N 63 4.1 Mô ph ng phơn tích bi n d ng 63 4.1.1 Quá trình mô ph ng 63 4.1.2 K t qu mô ph ng 66 4.2 Thi t k c i ti n 67 4.2.1 Ph ng pháp c i ti n th nh t 67 4.2.2 Ph ng pháp c i ti n l n 2: 71 4.3 So sánh giá tr gia tốc t i v trí gh ng i lái va ch m tr c di n 75 4.4 K t lu n 77 Ch ng V K T LU N KI N NGH 78 5.1 K t lu n 78 5.2 Ki n ngh 78 TÀI LI U THAM KH O 79 DANH SÁCH CÁC B NG B NG B B B B B B TRANG ng 1.1 Tỷ l % d ng va ch m Vi t Nam năm 2013 ng 3.1 Thông số v t li u thép 43 ng 3.2 Thống kê khối l ng kh o sát ph n xe khách gh ng i: 44 ng 4.1 Thông số xơy d ng mô hình ph ng pháp c i ti n th nh t 68 ng 4.2 Thông số xơy d ng mô hình ph ng pháp c i ti n th 71 ng 4.3 Gia tốc l n nh t t i v trí gh ng i lái va ch m 100% phía tr c 76 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Th nghi m c a Mỹ theo tiêu chuẩn FMVSS 208 Hình 1.2 Th nghi m theo tiêu chuẩn ỎC Hình 1.3 Th nghi m theo tiêu chuẩn nh t b n Hình 1.4 Th nghi m va ch m c a hưng Mercedes-Benz Hình 2.1 Mô hình xe va ch m v i v t c n 10 Hình 2.2 Quá trình thay đ i v n tốc xe va ch m tr c di n 15 Hình 3.1 Chia l i vƠ phơn tích l i 19 Hình 3.2 Phơn tích mô ph ng túi khí bung 19 Hình 3.3 Tối u hóa k t c u chi ti t 21 Hình 3.4 Tối u hóa va ch m v i đ u gối 21 Hình 3.5 Tối u hóa hi u su t h thống 22 Hình 3.6 K t qu mô ph ng xác 23 Hình 3.7 Tối u hóa hƠm toán h c 24 Hình 3.8 Hình d ng t ng thể c a xe kh o sát 25 Hình 3.9 Mô hình CAD 2D 25 Hình 3.10 Mô hình chi ti t k t c u đ u c a xe khách 26 Hình 3.11 Khung x ng phía bên trái c a xe khách (trái) vƠ đuôi xe 27 Hình 3.22 Khung x ng bên ph i xe khách 28 Hình 3.12 K t c u khung x ng đuôi xe khách 29 Hình 3.13 Khung x ng tr n xe khách 30 Hình 3.14 Khung d m sƠn xe khách 31 Hình 3.15 Khung x ng Chassis t ng xe khách 32 Hình 3.16: Mô hình t ng thể khung x ng chi u c a xe khách 33 Hình 3.17 Hình phơn bố t i tr ng khung x ng chi u xe khách kh o sát 33 Hình 3.19 B ng điêu khiển Surfaces 35 Hình 3.20 B ng u khiển Edge Edit 36 Hình 2.21 B ng u khiển Defeature 37 Hình 3.22 Kiểm tra ch t l ng ph n t l i khung x ng đ u xe 38 Hình 3.23 B ng u khiển ch độ mƠu s c hi n th ch t l ng l i 38 Hình 3.24 B ng u khiển qualityindex 39 Hình 3.25 B ng u khiển thi t l p Automesh 40 Hình 3.26 B ng u khiển qualityindex pg1 40 Hình 3.27 B ng u khiển qualityindex pg2 40 Hình 3.28 B ng u khiển qualityindex pg3 40 ix Hình 3.29 B ng u khiển hƠn điểm v i kho ng cách ng n (Spotweld) 41 Hình 3.30 Các nút l i đư đ c hƠn l i v i 41 Hình 3.31 B ng thi t l p thông số v v t li u 42 Hình 3.32 Thi t l p t o đặc tính cho Components 43 Hình 3.33 B ng u khiển Traslate 45 Hình 3.34 Node đ c d ch chuyển vƠo v trí bên khung c a thoát hiểm 46 Hình 3.35 B ng u khiển Rigids để t o liên k t 46 Hình 3.36 Các mối liên k t đư đ c t o c a thoát hiểm 47 Hình 3.37 B ng u khiển masses 47 Hình 3.38 Thi t l p khối l ng mô hình l i 48 Hình 3.39 Xác đ nh v trí ng i lái xe khách 48 Hình 3.40 T o Node để kh o sát tác động v trí tƠi x 49 Hình 3.41 Trang Menu Analysis 49 Hình 3.42 B ng u khiển Entity sets đ c thi t l p để t o liên k t 49 Hình 3.43 T o nhóm cho c u xe v i mơm xe 50 Hình 3.44 B ng u khiển ch n đối t ng c n liên k t v i Set Nodes 50 Hình 3.45 B ng u khiển t o lên k t nhóm m c add 50 Hình 3.46 B ng u khiển ch n Set Nodes đư đ c t o 51 Hình 3.47 B ng u khiển t o Set Part 51 Hình 3.48 B ng u khiển summary 52 Hình 3.49 Hộp tho i hi n th thông số tính toán c a mô hình 52 Hình 3.50 Nh p t a độ tr ng tơm b ng u khiển Nodes 53 Hình 3.51 T o Node để kh o sát tác động v trí tƠi x 53 Hình 3.52 B ng u khiển ch c t o ti p xúc Interfaces 53 Hình 3.53 B ng thi t l p thông số cho b mặt ti p xúc 54 Hình 3.54 B ng thi t l p đối t ng vƠ ph tao ti p xúc 54 Hình 3.55 Thi t l p vƠ c p nh t đối t ng ti p xúc 54 Hình 3.56 B ng thi t l p thông số ti p xúc b mặt 55 Hình 3.57 Trong ch c Tools để t o chi u tr ng l c 55 Hình 3.58 B ng thông số thi t l p chi u tr ng l c theo ph ng Z 56 Hình 3.59 B ng u khiển đ nh v đối t ng 56 Hình 3.60 Mặt đ ng vƠ v t c n đư đ c t o cố đ nh 57 Hình 3.61 B ng u khiển mass calc 57 Hình 3.62 B ng ch n Comps để tính khối l ng 57 Hình 3.63 Khối l ng comps đư đ c ch n 58 Hình 3.64 B ng ch n tính khối l ng elems 58 Hình 3.65 B ng u khiển nh p giá tr v đ i l ng chuyển động v t lỦ 58 Hình 3.66 B ng u khiển Control Cards 59 x Hình 3.67 Thi t l p dung l ng phơn tích cho LS - DYNA 59 Hình 3.68 Thi t l p thông số v l ng 59 Hình 3.69 Thông số tỷ l hao h t l ng 60 Hình 3.70 Thi t l p thông số v th i gian mô ph ng 60 Hình 3.71 Thông số xu t d li u tính toán mô ph ng 60 Hình 3.72 Thi t l p thông số b c th i gian 61 Hình 3.73 Thông số xác đ nh d li u đ u mô ph ng 61 Hình 4.1 Mô hình khung x ng va ch m 100% phía tr c 63 Hình 4.2 Mô ph ng 0ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 64 Hình 4.3 Mô ph ng 54ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 64 Hình 4.4 Mô ph ng 84ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 65 Hình 4.5 Mô ph ng 114ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 65 Hình 4.6 Mô ph ng 144ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 65 Hình 4.7 Mô ph ng 180ms va ch m 100% phía tr c ch a c i ti n 66 Hình 4.8 Khung x ng chassic sau va ch m vƠ tr c va ch m 66 hình 4.9 Chassic phía tr c ch a c i ti n có độ dƠy 8mm 67 Hình 4.10 Chassic phía tr c đ c gia cố thêm có độ dƠy mm 68 Hình 4.11 Chassis vƠ sƠn xe đư đ c c i ti n theo ph ng pháp th nh t 68 Hình 4.12 Mô ph ng 54ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th nh t 69 Hình 4.13 Mô ph ng 84ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th nh t 69 Hình 4.14 Mô ph ng 150ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th nh t 69 Hình 4.15 Mô ph ng 180ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th nh t 70 Hình 4.16 chassic ch a c i ti n vƠ sau c i ti n l n 70 Hình 4.17 Chassic phía tr c đ c gia cố thêm 71 Hình 4.18 C u trúc h p th l ng hình t ong 72 Hình 4.19 c u trúc h p th l ng hình t ong d ng khối 72 Hình 4.20 c u trúc h p th hình t ong đ c c i ti n 72 Hình 4.21 Mô ph ng 50ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th hai 73 Hình 4.22 Mô ph ng 100ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th hai 73 Hình 4.23 Mô ph ng 150ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th hai 73 Hình 4.24 Mô ph ng 180ms va ch m 100% phía tr c c i ti n l n th hai 74 Hình 4.25 Chassic c i ti n l n vƠ l n sau va ch m 74 Hình 4.26 K t c u t ong tr c vƠ sau va ch m 74 Hình 4.27 Giá tr gia tốc t i v trí đ u gh ng i lái va ch m 100% phía tr c 75 Hình 4.28 Giá tr gia tốc t i v trí tr ng tơm gh ng i lái va ch m 75 Hình 4.29 Giá tr gia tốc t i v trí mặt gh ng i lái va ch m 100% phía tr c 76 xi Ch ng I T NG QUAN V V N Đ NGHIÊN C U 1.1 Tình hình an toàn giao thông t i Vi t Nam nh ng năm qua Theo thống kê c a C c c nh sát giao thông đ ng - đ ng s t (C67) vƠ y ban an toƠn quốc gia v tình hình tai n n giao thông t năm 2009 đ n năm 2013 cho th y trung bình m i năm c n ch t kho ng 10.000 ng i, b th c x y kho ng 26.000 v tai n n giao thông làm ng 31.000 ng i Đặc bi t nh ng năm g n đơy x y tai n n giao thông r t nghiêm tr ng va ch m gi a ôtô gơy thi t h i r t l n v ng i vƠ v t ch t Theo phơn tích số li u v va ch m gi a hai xe năm 2013 phơn lo i d ng va ch m nh sau: B ng 1.1 Tỷ l % d ng va ch m D ng va ch m Vi t Nam năm 2013 Số v tai n n Tỷ l % Va ch m tr c di n 741 53.6% Va ch m sau 108 7.8% Va ch m bên 443 32.1% Nóc vƠ g m xe 38 2.7% Va ch m khác 52 3.8% 1382 100% T ng số Qua số li u thống kê b ng 1.1 ta th y kho ng 50% số v va ch m khu v c đ u xe nên va ch m tr c di n chi m chi m tỷ l l n nh t vƠ gơy nh ng thi t h i v ng ngoƠi n 1.2 i vƠ ph ng ti n giao thông nhƠ thi t k ch t o ô tô vƠ c ph i t p trung nghiên c u Nh ng công trình nghiên c u v va ch m tr c di n 1.2.1 Nh ng công trình nghiên c u v va ch m tr c di n th gi i Các nghiên c u đ c đ c p theo t ng m c đích khác 1.2.1.1.Nh ng công trình nghiên c u lỦ thuy t Nh ng h ng nghiên c u ch y u v tác động va ch n tr c di n đối v i đ u, khung v xe số v n đ sau: - Thống kê vƠ phơn tích tai n n va ch m tr c di n - Nghiên c u động h c vƠ động l c h c c a xe va ch m tr c di n nh l ng h p th , v n tốc, gia tốc, th i gian van ch m - Đặc tính bi n d ng khung v xe va ch m tr c di n, ph ng pháp s a ch a vƠ bi n pháp s a ch a khung v sau va ch m - ng d ng ph n m m phơn tích k t c u hi n đ i nh PAM-CRASH, NASTRAN, LS-DYNA để xác đ nh bi n d ng k t c u đ u xe, khung d m K t qu cho th y đánh giá đ c độ b n c a k t c u khung v nh đ xu t gi i pháp hoƠn thi n k t c u qua công trình c a Yong Hu Han, Yu Su Kim; Moisey Shkolnikov; G Morvan, Sollac - ng d ng ph ng pháp l ng để tối u hóa đ ng truy n l c qua sƠn khoang hành khách va ch m đ m b o không gian sống cho hƠnh khách ng i xe v i vi c s d ng ph n m m PAM-CRASH Trong nh ng năm g n đơy nghiên c u sơu vƠo v n đ an toƠn cho ng va ch m vƠ t p trung cho nh ng h - Các tiêu chuẩn an toƠn cho ng i ng sau: i va ch m theo qui đ nh c a NCAP [4], FMVSS 208 [3] - Nghiên c u động h c vƠ động l c h c c a ng y u tố nh : Tiêu chuẩn ch n th (TTI), ch n th h ng vùng đùi, x i va ch m tr c di n v i ng đ u (HIC), tiêu chuẩn ch n th ng ng c ng ch u số tiêu chuẩn khác Cũng nh ng y u tố nƠy đ n tình tr ng ch n th ng vƠ kh ch u đ ng c a ng - Mô ph ng tác động va ch m c a ng an toƠn vƠ túi khí, m c độ ch n th nh i i v i thi t b an toƠn nh dơy ng tr xác đ nh yêu c u h thống an toƠn vƠ đánh giá đ ng h p va ch m khác t c hi u qu ho t động c a dơy đai an toƠn vƠ túi khí va ch m 1.2.1.2 Nh ng nghiên c u th c nghi m - Th nghi m c a Mỹ: Theo tiêu chuẩn FMVSS 208 th nghi m va ch m c a xe v i v t c ng vƠ va ch m tr c di n vƠo v t c n v i tốc độ 32 km/h đ n 56 km/h v i 100% b rộng [4] 1.2.2 Nh ng công trình nghiên c u n c Trong nh ng năm g n đơy số nhƠ khoa h c n c đư có nhi u n l c vi c xơy d ng c s đánh giá độ b n c a khung xe d khung x c quan nghiên c u i lo i t i tr ng khác Nghiên c u thi t k c i ti n, hoán c i ng vƠ chassis ô tô ch y u t p trung tính toán mô ph ng tr ng thái b n tĩnh vƠ tính n đ nh, nghiên c u c b n vƠ ng d ng liên quan t i tính an toƠn b động c a ô tô (bao g m va ch m tr v n ch a đ c, sau, hông, l t đ , vvầ) c th c hi n, vƠ hi n t i ch a th y công trình nghiên c u bƠi báo khoa h c nƠo liên quan đ c đăng t p chí khoa h c n c Do đ tƠi nƠy th c hi n ắnghiên c u thi t k tính an toƠn k t c u ôtô khách xẩy va ch m tr c di n” để ng d ng n toƠn cho ng c Nhằm đ m b o an i, đ ng th i đẩy nhanh lộ trình nội đ a hóa s n phẩm n c đ t tiêu chuẩn quốc t , lƠ lỦ để ch nhi m đ tƠi l a ch n nghiên c u nƠy 1.3 Yêu cầu kỹ thu t c a khung v xe va ch m tr c di n vƠ tiêu chuẩn an toƠn cho ng i 1.3.1 Yêu cầu kỹ thu t c a khung v xe va ch m tr c di n Kh b o v cho ng i vƠ xe d a nguyên t c v độ c ng v ng c a khoang hƠnh khách v i vi c thi t k khu bi n d ng k t h p v i h p th l ng va ch m c a h thống để b o v an toƠn Nh ng tiêu chuẩn d đ c đ m b o: i đơy - Chuyển đ i có hi u qu động thƠnh bi n d ng - Kh c a ô tô để h p th l tr ng h p x y tai n n vƠ để b o v ng ng a th ng t tác động, va ch m i ng i bên cabin c a ô tô vƠ ngăn ng tích - Gia tốc c a ng i va ch m ph i th p K t c u đ u xe c n ph i th a mưn hai yêu c u va ch m tr c di n: - Khung truy n dòng l c c n ph i đ độ b n, độ c ng v ng xe ho t động Do h n ch v kỹ thu t ô tô n thông n c hi n mƠ lo i ph ng ti n giao c s d ng (nh ô tô khách) ch y u lƠ nh p ngo i nguyên chi c, nh p linh ph ki n t hưng s n xu t ô tô n nh Công ty Ọ tô Tr c ngoƠi v n c l p ráp, ng H i, Tracomesco, Samco NgoƠi ra, nhu c u th c t c a doanh nghi p v n chuyển vƠ s ti n nghi c a hƠnh khách mƠ hưng l p ráp ô tô n c ti n hƠnh hoán c i k t c u, nh thêm độ dƠi xe để bố trí hàng gh rộng h n, c i trang t xe gh ng i sang g ng nằm,ầ nh ng không th c hi n tính toán tính an toƠn theo tiêu chuẩn, lƠm cho tính an toƠn c a lo i ô tô khách đ c hoán c i ch a có, r t nguy hiểm đ n tính m ng c a hành khách Do đó, ti n hành nghiên c u phơn tích tính an toƠn k t c u ô tô va ch m tr c di n h t s c c n thi t nhằm b o đ m an toƠn cho ng i l i ích cho xã hội 1.5 M c tiêu c a đ tƠi - Thi t l p mô hình vƠ xác đ nh thông số đặc tr ng c a mô hình ph n m m thi t k AUTO CAD 2D vƠ CAD 3D cho khung v xe khách - Xơy d ng mô hình ph n t h u h n vƠ đặc tr ng v t li u c a khung v xe khách ph n m m phơn tích k t c u Hyper Mesh - Mô ph ng trình va ch m tr c di n c a xe để xác đ nh bi n d ng vƠ ng su t c a khung v xe vi c s HYPER VIEW v i k t qu đ t đ d ng ph n m m LS-DYNA ph n m m c nhanh chóng vƠ xác - Ti n hƠnh thi t k c i ti n khung s cho ng n xe khách để đ m b o không gian sống i, đ ng th i gi m l c va đ p x y va ch m tr c di n 1.6 Đ i t ng, ph m vi nghiên c u vƠ ph 1.6.1 Đ i t ng pháp nghiên c u ng nghiên c u - H s thi t k , b n v kỹ thu t (2D vƠ 3D) dùng để mô ph ng, ch t o khung x ng vƠ chassis ô tô khách - Kh o sát l a ch n v t li u thông d ng để ti n hành xây d ng mô hình phân tích ph n t h u h n ô tô khách - Phơn tích c ch bi n d ng k t c u khung x ng ô tô khách va ch m tr c di n Trên c s k t qu phân tích bi n d ng k t c u ti n hành c i ti n nhằm đ m Ch ng III XÂY D NG MỌ HỊNH PH N T K T C U KHUNG VÀ X H UH N NG ÔTÔ KHÁCH Ô tô khách ngày nay, ngoƠi nh ng yêu c u tiêu chuẩn v kỹ thu t độ tin c y, tính êm d u đặc bi t lƠ tính an toƠn cho ng đ i ng i xe ph i đ m b o m i c phép l u hƠnh V y lƠm để thi t k c i ti n đ c tính an toƠn c a ô tô khách mƠ v n ti t ki m th i gian, tƠi vƠ nhơn l c nh t Th nên, ch ng nƠy ti n hƠnh nghiên c u thi t k xơy d ng mô hình ph n t h u h n k t c u khung x HYPERWORK LSDYNA chia l ng ô tô khách Bằng cách ng d ng ph n m m i , thi t l p thuộc tính v t li u, đặt u ki n biên,ầđể ti n hƠnh mô ph ng k t c u khung x va ch m tr c di n T đó, đ a Ph d ng ph n m m nƠy s ti t ki m đ ng ô tô khách, kiểm tra độ an toƠn ng án c i ti n phù h p V i vi c ng c th i gian vƠ chi phí 3.1 Gi i thi u phần m m HYPERWORK HYPERWORK lƠ nh ng ph n m m CAE (Computer Aided Engineering: ng d ng kỹ thu t máy tính tính toán phơn tích bƠi toán kỹ thu t) n i ti ng vƠ đ c ng d ng nhi u lĩnh v c v i kh phơn tích xác d a ph ng pháp ph n t h u h n HYPERWORK giúp doanh nghi p trung tơm nghiên c u nơng cao ch t l ng, gi m chi phí, nơng cao su t Giúp tối u hóa trình thi t k vƠ s n xu t HYPERWORK cung c p gi i pháp toƠn di n nh t m gi i pháp CAE n n công nghi p, bao g m c mô ph ng phơn tích, qu n lỦ d li u n tính vƠ phi n, tối u hoá c u trúc, c u trúc ch t l ng, s t ng tác gi a v t thể, vƠ nhi u ng d ng đối v i c c u Các gói ph n m m c a HYPERWORK bao g m: - HYPERMESH Đ c dùng để chia l i ph n t h u h n cho mô hình hình h c, đặt u ki n biên lên mô hình để t tính toán vƠ phơn tích s n phẩm Hi n nay, 18 - HYPERGRAPH HYPERGRAPH có kh phơn tích m nh m Giống v i HYPERVIEW, HYPERGRAPH đ c bi t đ n nh lƠ công c m nh cho phơn tích k t qu tinh toán vƠ v đ th ng d ng nƠy đ c k t qu phơn tích t nhi u ph n m m tính toán khác Thu t toán thông minh HYPERGRAPH cho phép x lỦ đ c biểu th c toán h c ph c t p nh t Kh tuỳ bi n để t o h thống phơn tích d li u đ y đ cho t ch c b t kỳ - HYPERCASH LƠ môi tr ng ti n x lỦ chuyên bi t cho thi t l p mô hình cho phơn tích va ch m vƠ an toƠn ng d ng nƠy đ c phát triển c s h p tác chặt ch v i nhƠ s n xu t, cho phép nơng cao hi u su t tính toán, k t qu mô ph ng v i độ xác cao V i ng d ng nƠy, ng i dùng nhanh chóng thi t l p mô hình tính toán va ch m nh tính toán túi ôtô, va ch m c a ôtô chuyển động vƠ bƠi toán liên quan đ n va ch m khác Giao di n tr c quan v i t động hoá trình thi t l p cho bƠi toán va ch m, bƠi toán an toƠn s giúp ng i dùng nhanh chóng th c hi n mô ph ng v i k t qu xác vƠ ti t ki m th i gian - OPTISTRUCT LƠ ng d ng chuyên bi t c a HYPERWORK tối u hoá k t c u c a chi ti t theo tiêu chí đ a c a ng i thi t k nh tối u v khối l ng, kích th c, t n số dao động riêng, độ rung, n, kh ch u l cầ OPTISTRUCT giúp kỹ s vƠ nhƠ thi t k nhanh chóng phát triển s n phẩm có khối l qu Bằng cách xác đ nh đ c k t c u tối u c a chi ti t ng nhẹ, k t c u hi u giai đo n đ u c a trình thi t k v i thu t toán tối u topo, OPTISTRUCT lƠm cho trình thi t theo đ nh h su t thi t k đ ng phơn tích tính toán đ c d dƠng h n vƠ nh v y nơng cao hi u giai đo n thi t k nơng cao, tối u v kích th c, hình d ng c th c hi n b i OPTISTRUCT nhằm nơng cao kh nănglƠm vi c c a chi ti t OPTISTRUCT gi i quy t đ c bƠi toán tối u ph c t p nh t v i hƠng ngƠn bi n thi t k th i gian ng n 20 - Mô hình khung x ng: K t c u toƠn khung x v i nhi u lo i kim lo i (th ng xe khách đ c liên k t ng lƠ thép) có ti t di n, hình d ng khác - Mô hình chi ti t đ u xe: Đ u xe có nh h toàn có va ch m phía tr ng r t l n đ n s c c n gió, độ an c, tính thẩm mỹ c a xe - K t c u đ u xe: Các kim lo i d ng ống hình ch nh t, ti t di n m i ống 2mm Hình 3.10 Mô hình chi ti t k t c u đ u c a xe khách - M ng khung x ng xe khách bên trái vƠ bên ph i + M ng khung bên trái vƠ bên ph i M i bên có c a thoát hiểm v i d c vƠ ngang dƠi, khoang hƠnh lỦ v i đ ng vƠ ngang, xéo gia cố vƠ đ ng 26 Hình 3.11 Khung x ng phía bên trái c a xe khách (trái) vƠ đuôi xe + M ng khung bên ph i: 27 Hình 3.22 Khung x ng bên ph i xe khách 28 - M ng khung đuôi xe: Có thi t k d ng uốn cong, đ c bố trí v i ph n khung hông xe vƠ gi kính sau Bên d i bố trí kho ng trống lƠ khoang động c Hình 3.12 K t c u khung x 29 ng đuôi xe khách - M ng khung tr n xe: G m nhi u thép thẳng đ c hƠn v i theo chi u ngang vƠ d c, g n kh p v i m ng khung x ng khác Hình 3.13 Khung x ng tr n xe khách 30 - M ng khung d m sƠn: G m đ c liên k t theo hình d ng bên toƠn khung xe, m ng khung d m sƠn có tác d ng cố đ nh v trí gh ng i, l p đặt sƠn, t o không gian bên xe G m có độ dƠy mm Hình 3.14 Khung d m sƠn xe khách - M ng khung x ng Chassis t ng: M ng khung nƠy đóng vai trò nh x ng sống c thể, g m nhi u có ti t di n l n vƠ dƠy h n so v i m ng khung khác, độ dƠy lƠ 8mm vƠ 4mm Số l ng g m có l n chính: 31 d c phía tr c vƠ d c phía sau; 28 ngang có l n; 22 chéo gia cố gi a đ ng, ngang vƠ d c; d c liên k t gi a khoang hƠnh lỦ Hình 3.15 Khung x ng Chassis t ng xe khách 32 3.4.8 G n kh i l ng mô hình xe khách Trên chi c xe khách, ngoƠi khung x khác để t o hoƠn ch nh chi c xe, chúng có khối l c a khung x Khối l ng mô hình tính toán đ Tên chi ti t, thi t b Động c ng vƠ đặt v trí, không gian ng B ng 3.2 Thống kê khối l STT ng có r t nhi u ph n c g n xe khách: ng kh o sát ph n xe khách gh ng i: Số l ng*khối l ng (kg) T ng khối l ng (kg) 500 500 HƠnh khách 42*65 2730 Gh 42*15 630 HƠnh lỦ 42*5 210 Hộp số 195 195 Phanh 150 150 Ly h p 80 80 C u tr 350 350 C u sau 500 500 10 Tr c quay 35 35 11 Lái 35 35 12 Ph n v phía tr 25 25 13 Ph n v phía sau 30 30 14 Lốp v xe bên trái 45 45 15 Lốp v xe bên ph i 45 45 16 Kính tr 90 90 17 Kính sau 45 45 18 M i c a s bên 6*10 60 19 Máy nén 95 95 20 GiƠn l nh 115 115 c c c 44 3.5 K t lu n Mô hình đ 3D cho khung x c thi t k c s mô hình 2D ti n hƠnh xơy d ng mô hình ng vƠ chassis ô tô khách T đ c nh p vƠo ph n m m HYPERMESH trình nh p vƠo ph n m m xu t hi n l i mô hình Chính u nƠy c n ch nh s a, kh c ph c l i mô hình, đ m b o tính k t nối c a ph n t sau chia l i ch t l ng l i c a ph n t đ c b o đ m Sau ch nh s a mô hình xong ta ti n hƠnh đặt thuộc tính v t li u, đặt u ki n biênầ u nƠy vô quan tr ng Nó nh h ph ng Do đó, đ n v đo l ng tr c ti p t i k t qu mô ng lƠ ph i thống nh t theo tiêu chuẩn c a ph n m m LS-DYNA 62 4.4 K t lu n Qua k t qu phơn tích, mô ph ng trình va ch m tr c di n c a xe khách cho th y k t c u khung x ng ban đ u lƠ không b n v ng Do x y va ch m tr c di n c u trúc khung x động vƠ lƠm nh h ng b bi n d ng v t không gian an toƠn, tác ng t i hƠnh khách bên xe, không đ m b o tính an toƠn Để đ m b o tính an toƠn cho hƠnh khách, tính b n c a k t c u khung x hay nói cách khác lƠ lƠm gi m thi t h i v ng ng, i vƠ tƠi s n Đ tƠi s d ng nh ng bi n pháp c i ti n vƠ mô ph ng th c nghi m thông qua s d ng ph n m m mô ph ng LS-DYNA K t c u khung x ng sau thi t k c i ti n b bi n d ng nh ng không v không gian an toƠn, nghĩa lƠ k t c u khung x chuẩn an toƠn x y 77 t ng sau c i ti n đ m b o tiêu Ch ng V K T LU N KI N NGH 5.1 K t lu n Sau h n sáu tháng nghiên c u th c hi n đ tƠi, đ tài đư hoƠn thƠnh m c tiêu nghiên c u c i ti n k t c u khung x ng vƠ sát xi ô tô nhằm đ m b o an toàn xe khách va ch m tr c di n C thể, đ tƠi đư th c hi n nh ng nghiên c u sau: - Trên c s mô hình CAD 2D ô tô khách ti n hành xây d ng mô hình CAD 3D - ng d ng ph n m m HYPERMESH để chia l i, thi t l p thuộc tính v t li u, đặt u ki n biên mô hình ph n t h u h n đư đ - ng d ng ph n m m LS-DYNA mô ph ng an toàn k t c u xe khách va ch m tr c di n, sau ti n hành c i ti n đ l đ c xơy d ng c k t c u an toàn thi t k h p th ng nhằm gi m l c va đ p va ch m tr c di n c a ô tô khách, đ m b o c an toàn k t c u xe khách va ch m tr c di n 5.2 Ki n ngh Trong th i gian có h n vƠ kinh phí không cho phép, k t qu c a đ tƠi lƠ c s cho vi c ng d ng thi t k ch t o ô tô khách, tăng nội đ a hóa s n phẩm n c, lƠm ch đ c công vi c thi t k xe khách nhằm đ m b o an toƠn va ch m tr c di n Bên c nh nh ng k t qu đ t đ - Thi t k tối u k t c u khung x c, đ tƠi c n b sung nghiên c u nh sau: ng ô tô khách x y va ch m tr c di n - Nghiên c u mô ph ng phơn tích t n th ng hƠnh khách x y va ch m tr c di n nhằm kiểm ch ng c i ti n khung x - Áp d ng nh ng k t qu c i ti n đ t đ ng xe khách c trình mô ph ng vƠo th c t để lƠm tăng thêm tính an toƠn cho hƠnh khách ng i xe vƠ khung x khách, góp ph n lƠm gi m nh ng th ng vong đáng ti c x y va ch m độ cao 78 ng xe tốc TÀI LI U THAM KH O [1] GVC.MSc Đặng QuỦ, Nghiên cứu tính toán động lực học va chạm ôtô, biện pháp giảm tổn thất va chạm, đ tƠi nghiên c u khoa h c c p tr ng, TP HCM 2007 [2] Teng Jing Tao, Da keche cheshen jiegou zhengmian pengzhuang youxianyuan fenxi, lu n văn th c sĩ chuyên ngƠnh kỹ thu t ô tô, Tr ng Đ i h c Tơy An, Trung Quốc, 05-2009 [3] William T Hollowell, Hampton C Gabler, Sheldon L Stuki, Stephen Summers, James R Hackney, NPS, updated review ofpotential test procedures for FMVSS no 208, office of vehicle safety research, October 1999 [4] Knowledge for tomorrow automotive, safety companion 2012 [5] HyperWorks Starter Manual, March 2011 [6] LS-DYNA Version 970 keyword user's manual, livermore software technology corporation, April 2003 79 S K L 0 [...]...b o an toàn - Ti n hành thi t k bộ h p thu năng l ng nhằm h p thu năng l ng va đ p khi xẩy ra va ch m tr c di n 1.6.2 Ph m vi nghiên c u - Phân tích tr ng thái khi va ch m tr c di n c a k t c u khung x ng vƠ chassis ô tô khách - Thi t k c i ti n tính an toàn k t c u ô tô khách d i đi u ki n va ch m tr c di n 1.6.3 Ph ng pháp nghiên c u Đ tài s d ng ph ng pháp nghiên c u k t h p bao g m: - Nghiên. .. sung nghiên c u nh sau: ng ô tô khách khi x y ra va ch m tr c di n - Nghiên c u mô ph ng phơn tích t n th ng hƠnh khách khi x y ra va ch m tr c di n nhằm kiểm ch ng các c i ti n khung x - Áp d ng nh ng k t qu c i ti n đ t đ ng xe khách c trong quá trình mô ph ng vƠo th c t để lƠm tăng thêm tính an toƠn cho hƠnh khách ng i trong xe vƠ khung x khách, góp ph n lƠm gi m nh ng th ng vong đáng ti c x y ra khi. .. cho phơn tích va ch m vƠ an toƠn ng d ng nƠy đ c phát triển trên c s h p tác chặt ch v i các nhƠ s n xu t, cho phép nơng cao hi u su t tính toán, k t qu mô ph ng v i độ chính xác cao V i ng d ng nƠy, ng i dùng có thể nhanh chóng thi t l p mô hình tính toán va ch m nh tính toán túi khi trên ôtô, va ch m c a ôtô khi đang chuyển động vƠ các bƠi toán liên quan đ n va ch m khác Giao di n tr c quan cùng v i... vong đáng ti c x y ra khi va ch m độ cao 78 ng xe tốc TÀI LI U THAM KH O [1] GVC.MSc Đặng QuỦ, Nghiên cứu và tính toán động lực học va chạm ôtô, các biện pháp giảm tổn thất khi va chạm, đ tƠi nghiên c u khoa h c c p tr ng, TP HCM 2007 [2] Teng Jing Tao, Da keche cheshen jiegou zhengmian pengzhuang youxianyuan fenxi, lu n văn th c sĩ chuyên ngƠnh kỹ thu t ô tô, Tr ng Đ i h c Tơy An, Trung Quốc, 05-2009... K t lu n Qua k t qu phơn tích, mô ph ng quá trình va ch m tr c di n c a xe khách cho th y k t c u khung x ng ban đ u lƠ không b n v ng Do đó khi x y ra va ch m tr c di n c u trúc khung x động vƠ lƠm nh h ng b bi n d ng v t quá không gian an toƠn, tác ng t i hƠnh khách bên trong xe, không đ m b o tính an toƠn Để đ m b o tính an toƠn cho hƠnh khách, tính b n c a k t c u khung x hay nói cách khác lƠ lƠm... thi t k bộ h p th ng nhằm gi m l c va đ p khi va ch m tr c di n c a ô tô khách, đ m b o c an toàn k t c u khi xe khách va ch m tr c di n 5.2 Ki n ngh Trong th i gian có h n vƠ kinh phí không cho phép, k t qu c a đ tƠi lƠ c s cho vi c ng d ng thi t k ch t o ô tô khách, tăng nội đ a hóa s n phẩm trong n c, lƠm ch đ c công vi c thi t k xe khách nhằm đ m b o an toƠn khi va ch m tr c di n Bên c nh nh ng k... h p th năng l khi xẩy ra va ch m tr c di n 8 ng Ch C S ng II Lụ THUY T V VA CH M TR C DI N C A Ọ TÔ Va ch m ô tô khách lƠ hi n t ng th tr c di n c a xe ô tô khách lƠm cho nhi u ng d n đ n nh ng h u qu đáng ti c cho ng ng xuyên x y ra Trong đó, va ch m i ch n th ng vƠ t vong cùng lúc i vƠ tƠi s n V y va ch m x y ra nh th nƠo? Thì qua nghiên c u động l c h c, bi n d ng k t c u khi x y ra va ch m tr c... đóng vai trò nh x ng sống trên c thể, g m nhi u thanh có ti t di n l n vƠ dƠy h n so v i các m ng khung khác, độ dƠy lƠ 8mm vƠ 4mm Số l ng thanh g m có 4 thanh l n chính: 2 31 thanh d c phía tr c vƠ 2 thanh d c phía sau; 28 thanh ngang trong đó có 7 thanh l n; 22 thanh chéo gia cố gi a các thanh đ ng, ngang vƠ d c; 4 thanh d c liên k t gi a khoang hƠnh lỦ Hình 3.15 Khung x ng Chassis t ng xe khách. .. c u khung x ng sau khi thi t k c i ti n b bi n d ng nh ng không v quá không gian an toƠn, nghĩa lƠ k t c u khung x chuẩn an toƠn khi x y ra 77 t ng sau khi c i ti n đ m b o tiêu Ch ng V K T LU N KI N NGH 5.1 K t lu n Sau h n sáu tháng nghiên c u th c hi n đ tƠi, đ tài đư hoƠn thƠnh các m c tiêu nghiên c u c i ti n k t c u khung x ng vƠ sát xi ô tô nhằm đ m b o an toàn khi xe khách va ch m tr c di n... trong một th i gian r t nh 2.1.2 Đặc tính bi n d ng đầu tr c c a xe khi va ch m Để kh o sát các đặc tính bi n d ng c a xe, chúng ta đ a ra mô hình động l c h c nh hình 2.1 Gi thuy t cho rằng khi xe va ch m tr c di n vƠo các v t c n tuy t đối vƠ cố đ nh thì xe s d ng l i mà không có hi n t ng dội ng c l i sau khi va ch m T c là chúng ta xem bi n d ng đ u xe khi va ch m là bi n d ng dẻo hoàn toàn và h số