Thiết kế tối ưu tính an toàn kết cấu ô tô khách khi xảy ra va chạm lật nghiêng theo tiêu chuẩn Châu Âu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯƠNG CHÍ THIỆN THIẾT KẾ TỐI ƯU TÍNH AN TOÀN KẾT CẤU Ô TÔ KHÁCH KHI XẢY RA VA CHẠM LẬT NGHIÊNG THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯƠNG CHÍ THIỆN THIẾT KẾ TỐI ƯU TÍNH AN TOÀN KẾT CẤU Ô TÔ KHÁCH KHI XẢY RA VA CHẠM LẬT NGHIÊNG THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Dương Chí Thiện Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/09/1985 Quê quán: Vĩnh Long Nơi sinh: Vĩnh Long Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 557/54 Trần Quang Diệu, Phường An Thới, Quận Bình Thủy TP Cần Thơ Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 01658284480 Fax: Email: duongchithien1985@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung cấp: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 9/2003 đến 9/2005 Nơi học (Trường, Thành Phố): Trường Dạy Nghề TP, Vĩnh Long Ngành học: Cơ Khí Động Lực Cao Đẳng: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 10/ 2007 Nơi học (Trường, thành Phố): Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ Thuật TP Vĩnh Long Ngành học: Cơ Khí Động Lực Đại Học: Hệ đào tạo: Tại Chức Thời gian đào tạo từ 10/2008 đến 10/ 2010 Nơi học (Trường, thành Phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Cơ Khí Động Lực i Tên đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu hệ thống điện thân xe INNOVA Ngày & nơi bảo vệ đồ án: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Người hướng dẫn: Th.S Cao Hùng Phi III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 12/2010 Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ Giáo Viên ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… (Ký tên ghi rõ họ tên) Dương Chí Thiện iii LỜI CẢM ƠN Trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thành Tâm,Thầy hướng dẫn giúp đỡ định hướng, tiếp cận khai thác tài liệu động viên trình thực đề tài Xin cảm ơn đến tất Thầy Cô giáo giảng dạy hướng dẫn toàn khóa học Xin cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, Phòng Đào Tạo tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu trường Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng Cao Đẳng Nghề Cần Thơ, Lãnh đạo khoa khí Động lực trường tạo điều kiện thuận lợi cho trình hoàn thành luận văn Cuối muốn cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, giúp đở thời gian qua Tp.HCM, ngày 16 tháng 09 năm 2015 Học Viên Thực Hiện Dương Chí Thiện iv NHẬN XÉT (Giảng viên hƣớng dẫn) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… v TÓM TẮT Cùng với phát triển kinh tế xã hội, lượng người tham gia giao thông ngày nhiều, đặc biệt vận chuyển hành khách tập thể, đường dài Do đó, nhu cầu ô tô khách ô tô buýt ngày nhiều trở thành hệ thống giao thông quan trọng quốc gia, ô tô khách phương tiện giao thông an toàn nhiên tai nạn giao thông xảy ra, đặc biệt va chạm lật nghiêng làm cho nhiều hành khách thương vong lúc, nhằm ngăn ngừa hạn chế tổn thương hành khách thiết kế cải tiến tối ưu hóa kết cấu đảm bảo an toàn lật nghiêng cần thiết Luận văn “Thiết kế tối ƣu tính an toàn kết cấu ô tô khách xảy va chạm lật nghiêng theo tiêu chuẩn Châu Âu” thực Đề tài ứng dụng kỹ thuật CAE để xây dựng mô hình mô phân tích trình lật nghiêng ô tô khách theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66, sở mô hình phân tích lật nghiêng tiến hành thiết kế thí nghiệm trực giao, mô thí nghiệm trình lật nghiêng Sử dụng phần mềm SPSS để phân tích hồi quyvà xây dựng hàm số mục tiêu điều kiện, sử dụng giải thuật di truyền MATLAB để tính toán tìm giá trị tối ưu hóa cho mô hình Sau tiến hành mô kiểm nghiệm tính an toàn xảy va chạm lật nghiêng, kết cho thấy kết cấu thân xe khách đảm bảo an toàn lật nghiêng theo tiêu chuẩn, đồng thời khối lượng kết cấu sau thiết kế tối ưu hóa giảm 12,8% chiều cao trọng tâm giảm 5,8(mm) so với trước tối ưu hóa vi SUMARY Along with the social economic development, there are more and more people in traffic, especially public passenger transport, long distance transport Consequently, demand for coaches and buses is higher and they become important transport systems of the country Although coaches one of the safe vehicles, accidents still occur; especially rollovercauses many casualties at the one time In order to prevent and restrict damage, innovative design to optimize structures for rollover safety is crucial Thesis “Innovative design to optimize coach’s structuresduring collision and rollover according to European standards" has been made The studyapplied technical simulation design to develop a modeland analyze simulationprocessof rollover coach according to European Standard ECE-R66, based on analytical rollover models to conduct designing orthogonal experiment, simulate experiments of rollover SPSS software is used for regression analysisof target and condition, genetic algorithms in MATLAB is used to calculate and figure out optimized values for the model After simulation for testing safety features during rollover was conducted, the results showed that coach’s body structure ensure safetyof rollover as standard and weight of the bars after optimization reduced by 12,8% vii MỤC LỤC Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Nhận xét v Tóm tắt vi Sumary vii Mục lục viii Danh sách từ viết tắt .xviii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan nghiên cứu nước .4 1.2.1 Các nghiên cứu nước .4 1.2.2 Các nghiên cứu nước .4 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Nội dung nghiên cứu 1.8 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 2.1 Giới thiệu 2.2 Lý thuyết biến dạng phi tuyến tính 2.3 Xác định giá trị, thiết lập mô hình lật nghiêng theo tiêu chuẩn ECE - R66 .12 2.3.1 Xác định trọng tâm xe 12 2.3.1.1 Xác định trọng tâm theo chiều dọc 12 2.3.1.2 Xác định trọng tâm theo chiều cao 13 viii 2.3.1.3 Xác định độ lệch trọng tâm theo chiều ngang 15 2.3.2 Xác định góc giới hạn lật đỗ xe 15 2.3.3 Vận tốc góc lật 17 2.4 Phần mềm nghiên cứu 21 2.4.1 Phần mềm HYPERWORKS 21 2.4.2 Phần mềm HYPERMESH 21 2.4.2.1 Giới thiệu phần mềm 21 2.4.2.2 Cách khởi động giao diện phần mềm 21 2.4.3 Phần mềm HYPERVIEW .25 2.4.3.1 Giới thiệu phần mềm 25 2.4.3.2 Cách khởi động giao diện phần mềm 25 2.4.4 Phần mềm LS-DYNA .26 2.4.4.1.Giới thiệu phần mềm .26 2.4.4.2.Cách khởi động giao diện phần mềm .26 2.4.4.3.Nhập file vào môi trường LS-DYNA 27 2.4.5 Phần mềm SPSS 28 2.4.5.1 Giới thiệu phần mềm 28 2.4.5.2.Cách khởi động giao diện phần mềm .30 2.4.6 Phần mềm MATLAB 31 2.4.6.1 Giới thiệu phần mềm 31 2.4.6.2 Cách khởi động giao diện phần mềm 31 2.5 Kết luận 33 Chƣơng 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG LẬT NGHIÊNG THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU 34 3.1 Giới thiệu 34 3.2 Sơ đồ xây dựng mô hình nghiên cứu theo tiêu chuẩn ECE-R66 .34 3.2.1 Mô hình Cad 2D .34 3.2.2 Sử dụng phần mềm Catia để thiết kế mô hình Cad 3D 36 3.2.2.1 Thiết kế khung xương đầu xe .36 3.2.2.2 Thiết kế khung xương đuôi xe .37 ix 3.2.2.3 Thiết kế khung xương hông bên trái 39 3.2.2.4 Thiết kế khung xương hông bên phải 40 3.2.2.5 Thiết kế khung xương trần xe 41 3.2.2.6 Thiết kế khung xương sườn 42 3.2.3 Sử dụng phần mềm HYPERMESH xuất mặt chỉnh sửa mô hình 44 3.2.3.1 Xuất mặt cho mô hình 44 3.2.3.2 Chỉnh sửa lỗi mô hình 45 3.2.4 Chia lưới mô hình 46 3.2.5 Kiểm tra chỉnh sửa lưới mô hình 50 3.2.5.1 Kiểm tra lưới 50 3.2.5.2 Chỉnh sửa lỗi lưới 55 3.2.6.Liên kết phận mô hình phương pháp hàn lưới 55 3.2.7 Thiết kế mô hình, tạo vật liệu, thuộc tính gán điều kiện biên theo tiêu chuẩn 61 3.2.7.1 Thiết kế mô hình theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 61 3.2.7.2 Tạo vật liệu, thuộc tính gán điều khiện biên theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 66 3.2.8 Sử dụng phần mềm LS-DYNA để mô trình lật nghiêng 76 3.2.9 Hiển thị phân tích kết phần mềm HYPERVIEW 77 3.2.9.1.Hiển thị kết .77 3.2.9.2 Phân tích, đánh giá kết mô hình khung xương ban đầu 78 3.3 Kết luận 79 Chƣơng 4: THIẾT KẾ TỐI ƢU TÍNH AN TOÀN KẾT CẤU KHUNG XƢƠNG Ô TÔ KHÁCH THEO TIÊU CHUẨN ECE-R66 80 4.1 Giới thiệu 80 4.2.Phương án thiết kế .80 4.2.1 Cải tiến kết cấu khung xương ô tô khách thỏa mãn điều kiện va chạm lật nghiêng 80 4.2.2.Tối ưu hóa kết cấu khung xương xe khách 82 4.2.2.1 Chọn biến lượng tối ưu hóa cho mô hình khung xương 82 x 4.2.2.2 Thiết kế thu thập mẫu thí nghiệm 83 4.2.2.3 Phân tích tối ưu hồi quy .86 4.3 Kết luận: .94 Chƣơng 5: KẾT LUẬN 95 5.1.Kết luận .95 5.2 Hướng phát triển đề tài 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 xi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Không gian an toàn theo mặt cắt ngang Hình Không gian an toàn theo mặt cắt dọc Hình Khoảng cách mặt phẳng lật mặt phẳng va chạm Hình Kết mô biến dạng kết cấu khung xương ô tô khách Hình Kết mô thí nghiệm an toàn lật nghiêng cho đoạn xe Hình Mối quan hệ ứng suất biến dạng 10 Hình 2 Quan hệ ứng suất – biến dạng : (a) vật liệu đàn hồi (b) vật liệu đàn – dẻo 11 Hình Thí nghiệm thực tế miền giới hạn đàn hồi 11 Hình Mô tả trình biến dạng trượt vật liệu 12 Hình Sơ đồ khối lượng phân bố xe theo chiều dọc 13 Hình 6.Cân xe lên bàn cân 14 Hình Cân bánh xe bên trái lên bàn cân 15 Hình Sơ đồ lực mô men tác dụng lên xe 16 Hình Xe đứng yên mặt phẳng lật 17 Hình 10 Xe bắt đầu lật 18 Hình 11 Xe bắt đầu va chạm với mặt phẳng lật 18 Hình 12 Qũy đạo thay đổi trọng tâm lật 19 Hình 13.Giao diện phần mềm HYPERMESH 22 Hình 14 Chọn môi trường làm việc 22 Hình 15 Giao diện phần mềm HYPERVIEW 26 Hình 16 Giao diện phần mềm LS-DYNA 27 Hình 17 Nhập file vào môi trường LS-DYNA 27 Hình 18 Cửa sổ start input Output 28 Hình 19 Giao diện phần mềm SPSS 30 Hình 20 Giao diện MATLAB Desktop 32 xii Hình 21 Giao diện nhập lệnh (m-filr editor) 32 Hình Mô hình Cad 2D thiết kế bên xe nhìn từ bên 35 Hình Mô hình Cad 2D thiết kế bên xe nhìn từ bên hông 35 Hình 3 Mô hình Cad 2D thiết kế phần trước sau xe 36 Hình Mặt đầu 36 Hình Mặt sau 37 Hình Hông bên trái 39 Hình Hông bên phải 40 Hình Khung xương trần xe 41 Hình Khung xương sườn 42 Hình 10 Mô hình 3D sau thiết kế hoàn chỉnh 43 Hình 11 Chọn đối tượng cần xuất mặt 44 Hình 12 Trước sau xuất mặt 45 Hình 13 Trước sau xóa lỗi mô hình 45 Hình 14 Hộp thoại chọn khoảng dung sai mặt bo tròn cần tìm 46 Hình 15 Trước sau xóa mặt bo tròn 46 Hình 16 Hộp thoại chọn đối tượng kẽ đường vuông góc 47 Hình 17 Trước sau kẽ đường vuông góc 47 Hình 18 Hộp thoại chọn kích thước hình dạng lưới 47 Hình 19 Trước sau chia lưới đối tượng 48 Hình 20 Điều chỉnh số nút lưới 48 Hình 21 Hộp thoại chọn khoảng dung sai cần tìm 49 Hình 22 Trước sau xóa khoảng dung sai 49 Hình 23 Hộp thoại chọn số phần tử lưới cần gộp 49 Hình 24 Trước sau gộp lưới 50 Hình 25 Hộp thoại điều khiển chia nhỏ lưới 50 Hình 26 Trước sau chia nhỏ lưới 50 Hình 27 Lỗi lưới tìm thấy 51 xiii Hình 28 Hộp thoại điều chỉnh tiêu chuẩn lưới 52 Hình 29 Hộp thoại điều khiển check elems – d 53 Hình 30 Hộp thoại hiển thị số lỗi phần trăm lỗi lưới 55 Hình 31 Trước sau chỉnh sửa lỗi lưới 55 Hình 32 Hộp thoại điều khiển di chuyển phận mô hình 56 Hình 33 Trước sau di chuyển 56 Hình 34 Hộp thoại điều khiển liên kết chi tiết mối hàn 56 Hình 35 Trước sau liên kết mối hàn 57 Hình 36 Tạo mặt phẳng cho bệ đở 57 Hình 37 Tạo bệ đở cho mô hình 58 Hình 38 Trước sau tạo bệ đở 58 Hình 39 Tạo node liên kết 59 Hình 40 Hộp thoại Sets bệ đở sườn xe 59 Hình 41 Bệ đở sườn xe liên kết 59 Hình 42 Bệ đở cầu xe liên kết 60 Hình 43 Mâm xe cầu xe liên kết 60 Hình 44 Mâm xe bánh xe liên kết 60 Hình 45 Không gian an toàn sườn xe liên kết 61 Hình 46 Trước sau tạo động cho mô hình 61 Hình 47 Hộp thoại tạo điểm với tọa độ cho trước 62 Hình 48 Hộp thoại tạo mặt phẳng từ nút có sẳn 62 Hình 49 Tạo mặt phẳng lật mặt phẳng va chạm từ nút có sẳn 62 Hình 50 Hộp thoại điều khiển góc lật tới hạn 63 Hình 51 Trước sau đặt góc giới hạn lật đỗ 63 Hình 52 Trước sau cố định mặt phẳng lật mặt phẳng va chạm 63 Hình 53 Không gian an toàn thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 64 Hình 54 Thiết lập đồ thị trọng lực 64 Hình 55 Hộp thoại tạo liên kết mô hình để đặt vận tốc góc 65 Hình 56.Tạo liên kết toàn phận mô hình 65 xiv Hình 57 Hộp thoại tạo tiếp xúc cho mô hình với mặt phẳng va chạm 66 Hình 58 Tạo tiếp xúc xe với mặt phẳng va chạm 66 Hình 59 Đường cong ứng suất kéo nén thực nghiệm 68 Hình 60 Hộp thoại tạo vật liệu cho mô hình 68 Hình 61 Hộp thoại tạo thuộc tính vật liệu 69 Hình 62 Hộp thoại gán thuộc tính vật liệu 69 Hình 63 Hộp thoại nhập đồ thị ứng suất tương ứng 69 Hình 64 Đặt khối lượng lên mô hình 72 Hình 65 Kiểm tra khối lượng chi tiết mô hình 73 Hình 66 Hộp thoại nhập giá trị vận tốc góc tọa độ trục lật 74 Hình 67 Tọa độ trọng tâm mô hình 74 Hình 68 Tạo liên kết trọng tâm với mô hình 75 Hình 69 Kiểm tra lỗi cho toàn mô hình 76 Hình 70 Kiểm tra thời gian mô lại 77 Hình 71 Lúc bắt đầu va chạm sau va chạm 78 Hình 72 Biến dạng khung xương xâm phạm không gian an toàn 78 Hình 73 Những khu vực tập trung ứng suất lớn 79 Hình Cải tiến kết cấu khung xương 81 Hình Kết cấu khung xương sau cải tiến 81 Hình Chọn biến lượng tối ưu hóa cho mô hình khung xương 82 Hình 4 Chọn biến điều kiện tối ưu cho mô hình khung xương 83 Hình Hộp thoại nhập biến thiết kế 88 Hình Kết sau tối ưu hóa nhìn từ phía trước 93 Hình Kết sau tối ưu hóa nhìn từ bên hông 93 xv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các loại thép khung xương đầu xe 37 Bảng 3.2 Các loại thép khung xương đuôi xe 38 Bảng 3.3 Các loại thép khung xương hông bên trái 39 Bảng 3.4 Các loại thép khung xương hông bên phải .40 Bảng 3.5 Các loại thép khung xương trần xe 41 Bảng 3.6 Các loại thép khung xương sườn 42 Bảng 3.7 Bảng tiêu chuẩn chất lượng lưới .51 Bảng 3.8 Giải thích số tiêu chuẩn chất lượng lưới 53 Bảng 3.9 Thuộc tính vật liệu[18] 66 Bảng 3.10 Thông số vật liệu 67 Bảng 3.11 Bảng thông số kéo nén thực nghiệm .67 Bảng 3.12 Bảng thuộc tính vật liệu 70 Bảng 3.13 Bảng khối lượng tổng thể mô hình 70 Bảng 3.14 Bảng so sánh khối lượng xe thật vói khối lượng xe mô hình 73 Bảng 3.15 Bảng đơn vị đo lường theo tiêu chuẩn 73 Bảng Bảng cấp độ nhân tố 84 Bảng Bảng giá trị biến thiết kế thí nghiệm trực giao 84 Bảng Giá trị mục tiêu điều kiện sau mô 85 Bảng 4 Thiết kế thí nghiệm phản ứng bậc khối lượng M 86 Bảng Bảng đánh giá độ tin cậy phương trình hồi quy 88 Bảng 6.Bảng tham số hồi quy, phân tích phương sai trọng lượng kết cấu tối ưu M 88 Bảng Bảng tham số hồi quy 88 Bảng Bảng đánh giá độ tin cậy phương trình hồi quy 89 xvi Bảng Bảng tham số hồi quy phân tích phương sai khoảng cách D1 89 Bảng 10 Bảng tham số hồi quy 90 Bảng 11 Bảng đánh giá độ tin cậy phương trình hồi quy 90 Bảng 12 Bảng tham số hồi quy phân tích phương sai khoảng cách D2 90 Bảng 13 Bảng tham số hồi quy 91 Bảng 14 Giá tri độ dày khung xương, trọng lượng, khoảng cách sau tối ưu hóa 92 Bảng 15.Giá trị trước tối ưu sau tối ưu 92 xvii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ECE R66: Economic Commission of Erope, Regulation 66 CAE: Computer Aided Engneering FMVSS 216: Federal Motor Vehicle Safety Standards 216 SPSS: Statistical Package for the Social Sciences MATLAB: MATrix LABorator xviii Chương 1: Tổng quan Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong thời buổi công nghiệp hóa đại hóa nay, ô tô phương tiện sử dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế - xã hội Ngoài tính yêu cầu kỹ thuật, thẩm mỹ, tiện nghi,…ô tô đòi hỏi tính an toàn độ tin cậy cao người sử dụng Trong lĩnh vực giao thông đường ô tô nói chung ô tô khách nói riêng có tầm ảnh hưởng lớn tới việc vận chuyển hàng hóa, người, ô tô khách loại phương tiện giao thông công cộng giải vấn đề ùn tắc giao thông đô thị lưu thông liên tỉnh… Song song với phát triển tai nạn giao thông tăng đáng kể, năm 2013 số vụ tai nạn đường xảy 30.874 vụ, có đến 21% người điều khiển ô tô gây 9,7% liên quan đến ô tô chở khách Các vụ tai nạn diễn trực diện, từ bên hông hay đằng sau, trình va chạm diễn làm biến dạng cấu trúc khung xe làm tổn thương đến hành khách bên Do vấn đề đảm bảo an toàn cho xe bảo vệ hành khách bên xe nhà thiết kế, sản xuất xe giới quan tâm hàng đầu Hiện nay, đa số nhà thiết kế chế tạo ô tô giới dựa vào tiêu chuẩn an toàn Châu Âu ECE-R66 (Economic Commission of Erope, Regulation 66) thực nghiên cứu an toàn kết cấu khung xương điều kiện lật nghiêng Tiêu chuẩn Uỷ Ban kinh tế Châu Âu sáng lập, phiên chỉnh lý vào cuối tháng năm 2006, ECE-R66 quy định cường độ cứng khung xương ô tô khách 22 chỗ ngồi trở lên (bao gồm tài xế phu xe) Trong tiêu chuẩn cung cấp nhiều phương pháp sát hạch tính an toàn, yêu cầu kỹ thuật chi tiết thuận lợi cho nhà sát hạch, không tiến hành thí nghiệm nguyên ô tô khách lật nghiêng tiêu chuẩn nầy cho phép nhà chế tạo lựa chọn bốn phương pháp sát hạch sau đây: GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Trang HVTH: Dương Chí Thiện S K L 0 [...]... phân tích kết quả trên phần mềm HYPERVIEW 77 3.2.9.1.Hiển thị kết quả .77 3.2.9.2 Phân tích, đánh giá kết quả mô hình khung xương ban đầu 78 3.3 Kết luận 79 Chƣơng 4: THIẾT KẾ TỐI ƢU TÍNH AN TOÀN KẾT CẤU KHUNG XƢƠNG Ô TÔ KHÁCH THEO TIÊU CHUẨN ECE-R66 80 4.1 Giới thiệu 80 4.2.Phương án thiết kế .80 4.2.1 Cải tiến kết cấu khung xương ô tô khách thỏa... KHẢO 96 xi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 1 Không gian an toàn theo mặt cắt ngang 2 Hình 1 2 Không gian an toàn theo mặt cắt dọc 3 Hình 1 3 Khoảng cách giữa mặt phẳng lật và mặt phẳng va chạm 3 Hình 1 4 Kết quả mô phỏng biến dạng kết cấu khung xương ô tô khách 5 Hình 1 5 Kết quả mô phỏng và thí nghiệm an toàn lật nghiêng cho đoạn xe 6 Hình 2 1 Mối quan hệ giữa ứng suất và... các bộ phận trong mô hình bằng phương pháp hàn lưới 55 3.2.7 Thiết kế mô hình, tạo vật liệu, thuộc tính và gán điều kiện biên theo tiêu chuẩn 61 3.2.7.1 Thiết kế mô hình theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 61 3.2.7.2 Tạo vật liệu, thuộc tính và gán điều khi n biên theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 66 3.2.8 Sử dụng phần mềm LS-DYNA để mô phỏng quá trình lật nghiêng 76 3.2.9... phẳng lật và mặt phẳng va chạm từ các nút có sẳn 62 Hình 3 50 Hộp thoại điều khi n góc lật tới hạn 63 Hình 3 51 Trước và sau khi đặt góc giới hạn lật đỗ 63 Hình 3 52 Trước và sau khi cố định mặt phẳng lật và mặt phẳng va chạm 63 Hình 3 53 Không gian an toàn được thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R66 64 Hình 3 54 Thiết lập đồ thị trọng lực 64 Hình 3 55 Hộp thoại tạo liên kết. .. đó ô tô khách là loại phương tiện giao thông công cộng giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông ô thị và lưu thông liên tỉnh… Song song với sự phát triển đó thì tai nạn giao thông cũng tăng đáng kể, chỉ trong năm 2013 số vụ tai nạn đường bộ xảy ra 30.874 vụ, trong đó có đến 21% là do người điều khi n ô tô gây ra và 9,7% liên quan đến ô tô chở khách Các vụ tai nạn diễn ra có thể là trực diện, từ bên hông... trình va chạm diễn ra làm biến dạng cấu trúc khung xe làm tổn thương đến hành khách bên trong Do đó vấn đề đảm bảo an toàn cho xe và bảo vệ hành khách bên trong xe được các nhà thiết kế, sản xuất xe trên thế giới quan tâm hàng đầu Hiện nay, đa số các nhà thiết kế chế tạo ô tô trên thế giới dựa vào tiêu chuẩn an toàn Châu Âu ECE-R66 (Economic Commission of Erope, Regulation 66) thực hiện nghiên cứu an toàn. .. khung xương ô tô khách thỏa mãn điều kiện va chạm lật nghiêng 80 4.2.2 .Tối ưu hóa kết cấu khung xương xe khách 82 4.2.2.1 Chọn biến lượng tối ưu hóa cho mô hình khung xương 82 x 4.2.2.2 Thiết kế và thu thập mẫu thí nghiệm 83 4.2.2.3 Phân tích tối ưu hồi quy .86 4.3 Kết luận: .94 Chƣơng 5: KẾT LUẬN 95 5.1 .Kết luận .95 5.2 Hướng phát... mô hình 76 Hình 3 70 Kiểm tra thời gian mô phỏng còn lại 77 Hình 3 71 Lúc bắt đầu va chạm và sau khi va chạm 78 Hình 3 72 Biến dạng khung xương xâm phạm không gian an toàn 78 Hình 3 73 Những khu vực tập trung ứng suất lớn 79 Hình 4 1 Cải tiến kết cấu khung xương 81 Hình 4 2 Kết cấu khung xương sau khi cải tiến 81 Hình 4 3 Chọn biến lượng tối ưu hóa cho mô... 3.2 Sơ đồ xây dựng mô hình nghiên cứu theo tiêu chuẩn ECE-R66 .34 3.2.1 Mô hình Cad 2D .34 3.2.2 Sử dụng phần mềm Catia để thiết kế mô hình Cad 3D 36 3.2.2.1 Thiết kế khung xương đầu xe .36 3.2.2.2 Thiết kế khung xương đuôi xe .37 ix 3.2.2.3 Thiết kế khung xương hông bên trái 39 3.2.2.4 Thiết kế khung xương hông bên phải 40 3.2.2.5 Thiết kế khung xương trần... kết cấu khung xương dưới điều kiện lật nghiêng Tiêu chuẩn này do Uỷ Ban kinh tế Châu Âu sáng lập, phiên bản mới nhất được chỉnh lý vào cuối tháng 2 năm 2006, ECE-R66 quy định cường độ cứng khung xương ô tô khách 22 chỗ ngồi trở lên (bao gồm tài xế và phu xe) Trong bộ tiêu chuẩn này cung cấp nhiều phương pháp sát hạch tính an toàn, yêu cầu kỹ thuật rất chi tiết và thuận lợi cho nhà sát hạch, nếu không