Kiểm nghiệm bền khung xe điện 3 bánh bằng phần mềm 3d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN THỊNH KIỂM BỀN KHUNG XE ĐIỆN BA BÁNH BẰNG PHẦN MỀM 3D LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN THỊNH KIỂM BỀN KHUNG XE ĐIỆN BA BÁNH BẰNG PHẦN MỀM 3D Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀM HOÀNG PHÚC Hà Nội - 2014 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ XE ĐIỆN 1.2 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM KHI SỬ DỤNG Ô TÔ ĐIỆN 1.3 GIỚI THIỆU VỀ CATIA 1.4 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU KHUNG XE ĐIỆN BÁNH CHƯƠNG II BỐ TRÍ CÁC HỆ THỐNG VÀ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 12 2.1 THÔNG SỐ VÀ YÊU CẦU PHÂN BỐ KHỐI LƯỢNG TRÊN XE ĐIỆN BÁNH 12 2.1.1 Thông số đầu vào xe điện thiết kế 12 2.1.2 Yêu cầu việc phân bố khối lượng xe điện bánh 12 2.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ SỞ VÀ KÍCH THƯỚC THÔNG QUA 12 2.3 PHÂN BỐ TẢI TRỌNG CHO XE ĐIỆN BÁNH 14 2.3.1 Phân bố tải trọng ghế ngồi 14 2.3.2 Phân bố khối hệ thống lượng truyền lực, phanh, lái, khung vỏ cho xe điện bánh 15 CHƯƠNG III KHẢO SÁT ỨNG SUẤT KHUNG XE KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ THANH NGANG BẰNG PHẦN MỀM 3D 29 3.1 ĐIỀU KIỆN TÍNH TOÁN 29 3.2 YÊU CẦU VỀ THÔNG SỐ KẾT QUẢ 29 3.3 GÁN VẬT LIỆU CHO KHUNG 29 3.4.TÍNH BỀN KHUNG 29 3.4.1 Thực thiết lập môi trường tính toán 29 3.4.2 Xử lý kết 30 3.4.3 Khảo sát ứng suất tổng hợp thay đổi vị trí ngang phần mềm 3D Catia 30 CHƯƠNG IV TÍNH BỀN KHUNG XE BẰNG PHẦN MỀM 3D 41 4.1 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH BỀN 41 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.2 TÍNH BỀN BẰNG PHẦN MỀM 3D CATIA 44 TÍNH TOÁN KIỂM BỀN TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP KHÁC 46 4.3.1 Trường hợp xe thẳng đường phẳng 46 4.3.2 Trường hợp xe thẳng đường phẳng phanh gấp 49 4.3.3 Bánh xe trước bên bánh xe sau đường phẳng bên bánh xe sau lên đường xấu với biến dạng nhíp lớn 52 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG : BẢNG KÊ THÔNG SỐ XE ĐIỆN BÁNH BẢNG : BẢNG KÊ THÔNG SỐ YÊU CẦU XE ĐIỆN BÁNH 12 BẢNG BẢNG KÊ THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC XE ĐIỆN BÁNH 13 BẢNG BẢNG KÊ KHỐI LƯỢNG CÁC CỤM 14 BẢNG 5: BẢNG KÊ THÔNG SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE ĐIỆN BÁNH 15 BẢNG BẢNG KÊ THÔNG SỐ KHỐI LƯỢNG XE ĐIỆN BÁNH 20 BẢNG 7: BẢNG KÊ TỔNG HỢP YÊU CẦU BỐ TRÍ CHUNG VÀ LỰA CHỌN CỤM TỔNG THÀNH 21 BẢNG : BẢNG KÊ CÁC LỰC ĐẶT LÊN KHUNG – TÍNH BỀN UỐN VÀ XE ĐỨNG YÊN 31 BẢNG : BẢNG TỔNG HỢP CÁC TRƯỜNG HỢP KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ THANH NGANG 40 BẢNG 10 : BẢNG KÊ CÁC TRƯỜNG HỢP BIẾN DẠNG CỦA KHUNG 41 BẢNG11 BẢNG KÊ CÁC LỰC ĐẶT LÊN KHUNG – TÍNH BỀN UỐN VÀ XE ĐỨNG YÊN 44 BẢNG 12 BẢNG KÊ CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐI THẲNG 47 BẢNG 13 BẢNG KÊ CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN XE KHI PHANH 50 BẢNG 14 BẢNG KÊ TRỊ SỐ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG XE KHI BÁNH 54 SAU BÊN PHẢI ĐI VÀO ĐƯỜNG XẤU 54 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH MÔ HÌNH XE KIỂM NGHIỆM BỀN 10 HÌNH MÔ HÌNH KHUNG XE KIỂM NGHIỆM BỀN 10 HÌNH KÍCH THƯỚC CƠ SỞ XE ĐIỆN BÁNH 13 HÌNH BỐ TRÍ GHẾ HÀNH LANG DI CHUYỂN LỰA CHỌN 15 HÌNH TỔ HỢP ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CẦU SAU 16 HÌNH PHÂN BỐ KHỐI LƯỢNG ÁC QUI 16 HÌNH TỔ HỢP HỆ THỐNG TREO SAU 17 HÌNH BỐ TRÍ HỆ THỐNG TREO SAU TRÊN KHUNG XE 17 HÌNH TỔ HỢP BỐ TRÍ KHUNG, TRUYỀN LỰC, GHẾ, BÌNH ÁC QUY 18 HÌNH 10 BỐ TRÍ CẦN PHANH TAY VÀ BÀN ĐẠP PHANH CHÂN 19 HÌNH 11 HÌNH DÁNG VÀ BỐ TRÍ KẾT CẤU VỎ XE 20 HÌNH 12 SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐỨNG YÊN 31 HÌNH 13 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 33 HÌNH 14 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 33 HÌNH 15 : BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 34 HÌNH 16 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 34 HÌNH 17 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 35 HÌNH 18 : BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 35 HÌNH 19 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 36 HÌNH 20 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 36 HÌNH 21 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 37 HÌNH 22 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 37 HÌNH 23 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 38 HÌNH 24 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 38 HÌNH 25 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 39 HÌNH 26 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 39 HÌNH 27 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 40 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HÌNH 28 SƠ ĐỒ PHÂN BỐ LỰC TRÊN KHUNG XE ĐIỆN - TÍNH BỀN 3D 43 HÌNH 29 SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐỨNG YÊN 44 HÌNH 30 BIẾN DẠNG UỐN CỦA KHUNG XE ĐỨNG YÊN 45 HÌNH 31 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT DẦM DỌC BÊN PHẢI 46 HÌNH 32 BIẾN DẠNG UỐN CỦA KHUNG XE KHI ĐI THẲNG 48 HÌNH 33 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC – XE ĐI THẲNG 48 HÌNH 34 SƠ ĐỒ PHÂN BỐ 49 HÌNH 36 BIẾN DẠNG KHUNG XE KHI PHANH 51 HÌNH 37 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC – XE PHANH GẤP 52 HÌNH 38 BIẾN DẠNG KHUNG KHI MỘT BÊN BÁNH SAU ĐI VÀO ĐƯỜNG XẤU 55 HÌNH 39 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC 56 HÌNH 40 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 57 HÌNH 41 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 57 HÌNH 42 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 58 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Nhu cầu xe điện phát triển nhanh giới xe sử dụng nguồn lượng điện nhận định chiếm ưu tương lai nhờ vào ích lợi mà nguồn lượng điện mang lại Môi trường: Xe điện gây hại cho môi trường so với xe sử dụng động nổ, việc xử lý vấn đề khí thải cho nhà máy cung cấp điện dễ dàng so với khí thải vài triệu xe sử dụng động nổ Mặt khác, điện sản xuất nhờ sử dụng nguồn lượng sức gió, ánh sáng mặt trời hay công ghệ xanh khác Lượng khí thải xe sử dụng động nổ tăng lên theo tuổi đời xe, xe điện lại tạo độ ô nhiễm môi trường suốt tuổi đời Kinh tế: khía cạnh đó, chi phí để sử dụng xe điện thấp chi phí sử dụng xe hơi, chi phí để sạc điện nhỏ chi phí để mua xăng sau 3-5 năm phải thay bình ác quy Động nổ có hàng trăm chi tiết chuyển động yêu cầu điều kiện làm việc cao dễ bị hỏng hóc Sử dụng động điện lượt giản nhiều phận động nổ hệ thống bôi trơn, cấp gió, lọc lầu, lọc gió … với việc sử dụng ô tô chạy điện quốc gia sử dụng nguồn lượng sản xuất, điều tốt cho kinh tế hạn chế rủi phát sinh từ vấn đề trị Nguồn tài nguyên: Dầu phục vụ cho động nổ có quốc gia Các nước phương tây thường phải nhập dầu từ trung đông, nơi mà nghỉ khai thác dầu đến hai ngày kinh tế giới bị biến động điện dễ dàng để sản suất quốc gia Với lợi trên,em đươc giao đề tài tốt nghiệp “Kiểm bền khung xe điện bánh phần mềm 3D” giúp đỡ tận tình thầy giáo Đàm Hoàng Phúc em hoàn thành xong luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Khái quát xe điện Xe điện Xe sử dụng lượng từ đốt cháy xăng mà từ nguồn điện chứa bình điện lớn(ắc qui) Qua trình nghiên cứu tham khảo thực tế,đề tài lựa chọn loại xe điện có đặc điểm kết cấu xe ba bánh để kiểm nghiệm Đây loại xe thể nhiều ưu điểm phù hợp với việc lưu thông môi trường giao thông đô thị thành phố lớn Việt Nam 1.2 Ưu, nhược điểm sử dụng Xe điện a Ưu điểm sử dụng xe điện + Xe điện làm giảm phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch + Làm giảm chi phí lượng đến 90% + Nâng hiệu suất sử dụng lượng lên 70% (bằng cách nạp lại điện năng) so với hiệu suất 15% (kể hệ thống truyền lực) ứng dụng động đốt + Tạo mô men xoắn cao đường đặc tính mô men xoắn không đổi, giúp xe có khả tăng tốc nhanh + Giảm bớt hiệu ứng nhà kính tình trạng nóng lên trái đất + Ít gây ồn so với động đốt + Không thải khí xả độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe người +Hoàn toàn đáp ứng tầm hoạt động 500km, loại ắc quy Lithium-ion + Nạp điện nhà nơi công cộng đơn giản, thuận tiện LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP + Có thể thu hồi lượng trình phanh (bằng cách chuyển động xe thành điện lưu trữ vào ắc quy) + Ngoại trừ ắc quy, chi phí sản xuất phận khác rẻ sơ với sử dụng động đốt số chi tiết rời không đòi hỏi gia công xác + Chi phí tái nạp rẻ nhiều so với xăng dầu + Chi phí bảo dưỡng thay dầu nhớt, làm mát, bảo dưỡng, kiểm duyệt khí thải giảm bớt loại bỏ hoàn toàn + Có thể cung cấp điện trở lại cho số thiết bị điện dân dụng cần + Ngay nguồn điện dung để nạp ắc quy tạo từ nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch hiệu sử dụng lượng chúng cao nhiều so với động đốt + Giảm thiểu quan ngại cháy nổ + Xe điện có triển vọng xe sử dụng Hidro lỏng phổ dụng chi phí phân phối thấp, không cần đầu tư hệ thống trạm nhiên liệu quy mô lớn đắt tiền Ngoài ra, hiệu chuyển đổi lượng xe cao ắc quy nhiên liệu hidro lỏng + Điện tạo từ nguồn thủy điện, địa nhiệt, gió, hidro, mặt trời hạt nhân… nguồn lượng không phát thải khí độc hại gốc cacbon b Nhược điểm sử dụng Xe điện + Bị giới hạn thời gian hoạt động thời gian nạp lại đầy điện + Giá thành sản xuất cho ắc quy điện đắt, nằm khoảng từ 1500USD/xe (ắc quy chì-axit) 20000USD/xe (ắc quy Lithium-ion) + Khối lượng vận chuyển bị hạn chế, tốc độ thấp + Một số loại ắc quy hoạt động hiệu gặp thời tiết lạnh giá Các trạm điện công cộng chưa phổ biến + Người sử dụng phải đối mặt với nguy bị điện giật, nhiễm điện từ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Zbx= G1T 6880 = = 3440 (N) => Pkmax = Ppmax = 0,6×3440 = 2064 (N) 2 Bảng trị số tải trọng phân bố khung xe: Bảng 12 Bảng kê lực tác dụng lên khung xe thẳng STT Tên thành phần Điểm đặt lực Gía trị Khung xe+ linh kiện phụ Phân bố P1 = 1000 (N) Vỏ xe Phân bố P2 = 650 (N) Sàn xe Phân bố P3 = 500 (N) Ác qui, người lái 0,59 (m) P4 = 1420 (N) Ác qui (m) P5 = 2100 (N) Dẫy ghế 1,2 (m) P6 = 1320 (N) Dẫy ghế 1,7 (m) P7 = 1920 (N) Phản lực bánh xe sau Đặt mõ nhíp Phản lực bánh trước Khớp quay trước 10 Lực kéo Đặt mõ nhíp sau ZS = 6880/4 = 1720 (N) ZT = 3120 (N) PK = 2064/2 = 1032 (N) Trong trường hợp xe thẳng khung xe chịu uốn có thành phần lực làm xoắn khung nhiên giá trị ứng suất gây nguy hiểm cho khung phần lớn gây mômen uốn Để khảo sát vị trí ứng suất nguy hiểm khung ta xét ứng suất tổng hợp 47 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP điểm nút phía mặt dầm dọc Coi ứng suất dầm nhau, ta xét dầm bên phải Hình 32 Biến dạng uốn khung xe thẳng Vị trí mặt dầm dọc điểm có tọa độ X = 250 (mm), Y = 0÷130 (mm) Z = 0÷1950 (mm) Hình 33 Biểu đồ ứng suất tổng hợp dầm dọc – xe thẳng 48 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Dựa vào đồ thị ta thấy, giá trị ứng suất lớn σmax = 18,06 (Mpa) vị trí mặt cắt ngang có tọa độ Z = 924 (mm) Ta có: σmax = 18,06 < [σ] = 66,667 (MPa) → khung đảm bảo bền 4.3.2 Trường hợp xe thẳng đường phẳng phanh gấp Trong trường hợp xe phanh gấp tác dụng lực quán tính, hàng hóa có xu hướng dồn phía trước làm trọng lượng phân bố lên cầu thay đổi Lực quán tính quy dẫn đặt mõ nhíp tĩnh phía sau có chiều với chiều chuyển động Tính toán phân bố lại tải trọng trình phanh Hình 34 Sơ đồ phân bố Trong hình trên: L chiều dài sở ô tô, L = 1,875 (m) a, b: khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau cầu trước xe Từ phân bố tải trọng lên cầu trước cầu sau ta tính a, b sau: a + b = 1,875 619,5×b = 271,5×a → a = 0,575 (m) b = 1,3 (m) hg: chiều cao trọng tâm xe, hg = 0,55 (m) 49 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Pj: lực quán tính xuất phanh, Pj = G× j g ZT, ZS: phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu trước bánh xe cầu sau Phương trình cân mô men O1 : M01 = ZT×L – G×a – Pj×h = Với : j gia tốc phanh Ta có: m×jmax = m×g×  → jmax = 9,81×0,65 = 6,37 (m/s2) Trong đó:  = 0,65 chọn cho đường tốt có hệ số bám cao hiệu phanh đạt tốt đảm bảo phanh êm dịu Pj = G× j 6,37 = 10000× = 6494 (N) 9,81 g Phản lực bánh xe cầu trước cầu sau phanh: ZT = 10000  0,575 6,37  0,55 Ga jh ×(1 + ( ×g) = ×(1 + ( ×9,81) = 4972 1,875 0,557 L a (N) ZS = 10000  1,3 6,37  0,55 Gb jh ×(1 – ( ×g) = ×(1 – ( ×9,81) = 5028 (N) 1,875 1,3 L b Trị số tải trọng phân bố khung xe phanh gấp thể Bảng 13 Bảng 13 Bảng kê lực tác dụng lên xe phanh STT Tên thành phần Điểm đặt lực Trọng lượng (N) Khung xe+ linh kiện phụ Phân bố P1 = 1000 (N) Vỏ xe Phân bố P2 = 650 (N) Sàn xe Phân bố P3 = 500 (N) 50 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Ác qui, người lái 0,59 (m) P4 = 1420 (N) Ác qui (m) P5 = 2100 (N) Dẫy ghế 1,2 (m) P6 = 1320 (N) Dẫy ghế 1,7 (m) P7 = 1920 (N) Lực kéo Đặt mõ nhíp sau Pk = 2064/2 = 1032 (N) Lực quán tính Đặt mõ nhíp sau Pj = 6494 (N) 10 Phân bố tải trọng phanh Đặt khớp quay trước Zct = 4972 (N) mõ nhíp sau Zcs = 5028/4 =1257 (N) Trong trường hợp hai dầm dọc chịu uốn Để khảo sát vị trí ứng suất nguy hiểm khung ta xét ứng suất tổng hợp điểm nút phía mặt dầm dọc Coi ứng suất dầm nhau, ta xét dầm bên phải Hình 36 Biến dạng khung xe phanh 51 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Vị trí mặt dầm dọc điểm có tọa độ X = 250 (mm), Y = 0÷130 (mm) Z = 0÷1950 (mm) Hình 37 Biểu đồ ứng suất tổng hợp dầm dọc – xe phanh gấp Dựa vào đồ thị ta thấy, giá trị ứng suất lớn σmax = 17,2 (Mpa) vị trí mặt cắt ngang có tọa độ Z = 1505 (mm) Ta có: σmax = 17,2 < [σ] = 66,667 (MPa) → khung đảm bảo bền 4.3.3 Bánh xe trước bên bánh xe sau đường phẳng bên bánh xe sau lên đường xấu với biến dạng nhíp lớn Trong trường hợp này, bên bánh xe vào đường xấu, giả sử lên mô đất cao, trọng lượng tác dụng xuống phản lực từ đường tác dụng lên làm nhíp bên phải biến dạng nhiều Lực phân bố lên khung không làm khung xe có xu hướng bị vặn xoắn ổn định theo phương ngang Như khung làm việc nặng nhọc nhíp bên phải làm việc hết hành trình, ta kiểm tra bền xoắn khung điều kiện 52 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.3.3.1 Xác định phản lực tác dụng lên nhíp phải để nhíp biến dạng lớn a Xác định độ võng tĩnh Nhờ đường đặc tính đàn hồi ta đánh giá cấu đàn hồi hệ thống treo Khi tính độ êm dịu chuyển động, tần số dao động riêng cần thiết n phải độ võng tĩnh hiệu dụng ft định Đối với ô tô tần số dao động riêng n = 60  90 lần/phút Ta chọn n = 70 lần/phút Độ võng tĩnh hiệu dụng ft = ( 300 300 ) =( ) = 16 (cm) = 160 (mm) n 70 ft: không nên 150  250 (mm) ô tô Lấy ft = 160( mm) b Xác định độ cứng lò xo Độ cứng hệ thống treo chịu tải trọng tĩnh Ct = G ft - Trọng lượng phân bố lên cầu sau đầy tải: G1T = 6880(N) - Khối lượng cầu sau+ động cơ: mkt = 40 (kg) - Khối lượng bánh xe: mbx = 10 (kg) - Khối lượng phần treo trạng thái đầy tải MT1 = 688 – 40 – (102) = 628 (kg) - Độ cứng bên hệ thống treo chịu tải trọng tĩnh đầy tải C1T = M T1 6280 = = 19,62 ( N/mm)  160  ft c Xác định hành trình động bánh xe Độ võng động quan hệ chặt chẽ với hệ số động Kđ Độ võng động lớn độ êm dịu chuyển động tăng, đảm bảo cho tiếp xúc lốp với mặt đường tốt đường mấp mô vận tốc lớn hành trình động hệ thống treo phải lớn Đối với ô tô loại nhỏ fđ = 70140 mm Độ võng động hệ thống treo fđ = 0,5×ft = 0,5×160 = 80 (mm) thỏa mãn điều kiện 53 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Vậy tổng hành trình bánh xe (tính từ vị trí bánh xe bắt đầu chịu tải đến lúc chạm vào vấu tì hạn chế) ftổng = ft + fđ = 160 + 80 = 240 (mm) Phản lực tác dụng làm nhíp phải biến dạng lớn nhất: Zphải = ftổng×C1T = 240×19,62 = 4710 (N) 4.3.3.2 Đặt lực tác dụng lên khung xe Ta có giá trị lực đặt lên khung xe thể Bảng 13 Dựa vào kết phân bố ứng suất theo dải mầu ta nhận thấy: Các vị trí dầm dọc bên phải khung, dầm ngang phía đoạn dầm ống nối phía trước khung đủ bền Vị trí phía cuối dầm dọc bên trái dầm ngang phía sau có tượng ứng suất tổng hợp tăng cao Để khảo sát thay đổi ứng suất vị trí dầm dọc bên trái dầm ngang cuối ta xây dựng biểu đồ ứng suất cho vị trí để kiểm tra tính bền khung Bảng 14 Bảng kê trị số tải trọng tác dụng lên khung xe bánh sau bên phải vào đường xấu STT Tên thành phần Điểm đặt lực Gía trị Khung xe+ linh kiện phụ Phân bố P1 = 1000 (N) Vỏ xe Phân bố P2 = 650 (N) Sàn xe Phân bố P3 = 500 (N) Ác qui, người lái 0,59 (m) P4 = 1420 (N) Ác qui (m) P5 = 2100 (N) Dẫy ghế 1,2 (m) P6 = 1320 (N) Dẫy ghế 1,7 (m) P7 = 1920 (N) 54 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Phản lực bánh xe sau Đặt mõ nhíp Ztrái = 1720 (N) Zphải = 4710/2=2355 (N) Phản lực bánh trước Khớp quay trước ZT = 3120 (N) 10 Lực kéo Đặt mõ nhíp sau Pk = 2064/2 = 1032 (N) Hình 38 Biến dạng khung bên bánh sau vào đường xấu a Tại vị trí dầm dọc bên trái Xét điểm dầm có tọa độ: X = 250 (mm), Y = 700 (mm), Z = 0÷1410(mm) 55 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 39 Biểu đồ ứng suất tổng hợp dầm dọc Dựa vào đồ thị ta thấy, giá trị ứng suất lớn σmax = 14 (Mpa) vị trí mặt cắt ngang có tọa độ Z = 910 (mm) Ta có: σmax = 14 < [σ] = 66,667 (MPa) → dầm dọc đảm bảo bền b Tại vị trí dầm ngang Theo thứ tự ba dầm ngang từ cuối lên ta xét dầm ngang số 1,2,3 Dầm ngang số Vị trí điểm nút ứng suất dầm ngang số có tọa độ X = 235 (mm), Y = ÷ 697 (mm) Z = 100 (mm) Dựa vào đồ thị Hình 40 ta nhận thấy ứng suất tổng hợp dầm ngang số trường hợp chịu uốn có dạng tăng dần từ đầu mút bên phải đạt giá trị lớn vị trí gần điểm tiếp giáp với dầm dọc bên trái.Còn trường hợp xe đứng yên ứng suất tổng hợp có dạng đường thẳng Gía trị ứng suất tổng hợp lớn trường hợp chịu uốn σmax = 15,49 (Mpa) < [σ] = 66,667 (MPa) dầm ngang số 1, vị trí có tọa độ theo phương Y = 679 (mm) , Gía trị ứng suất tổng hợp lớn trường hợp đứng yên σmax = 0.27 (Mpa), dầm ngang số 1, vị trí có tọa độ theo phương Y = 72,36 (mm) 56 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP → Dầm nối ngang khung số đủ bền Hình 40 Đồ thị ứng suất tổng hợp dầm ngang số Dầm ngang số Vị trí điểm nút ứng suất dầm ngang số có tọa độ X = 240 (mm),Y = 3÷646 (mm) Z = 500 (mm) Hình 41 Đồ thị ứng suất tổng hợp dầm ngang số 57 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Dựa vào đồ thị hình 41 ta nhận thấy, ứng suất tổng hợp dầm ngang số trường hợp chịu uốn có dạng tăng dần từ đầu mút bên trái đạt giá trị lớn vị trí gần điểm tiếp giáp với dầm dọc bên phải.Đồ thị có dạng dầm ngang số 2,phía đầu mút trái nhíp nén hết hành trình gây tượng uốn khung,chuyển mô men cắt đối xứng sang đầu mút bên phải dầm ngang số 2.Trong trường hợp xe đứng yên,ứng suất tổng hợp hai đầu mút có dạng đường thẳng Ứng suất tổng hợp lớn trường hợp chịu uốn σmax = 14,15 (Mpa) < [σ] = 66,667 (MPa) dầm ngang số 2, vị trí có tọa độ theo phương Y = 646 (mm) → Dầm nối ngang khung số đủ bền Dầm ngang số Vị trí điểm nút ứng suất dầm ngang số có tọa độ X = 235 (mm), Y = 3÷697 (mm) Z = 955 (mm) Hình 42 Biểu đồ ứng suất tổng hợp dầm ngang số 58 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Dựa vào đồ thị ta nhận thấy,ứng suất hai dầm không thay đổi nhiều,do không chịu nhiều ảnh hưởng xoắn,mà chủ yếu ứng suất cắt.Ứng suất tổng hợp trường hợp chịu uốn đứng yên có dạng đường cong gần giống Ứng suất tổng hợp lớn trường hợp chịu uốn σmax = 4,858 (Mpa) < [σ] = 66,667 (MPa) dầm ngang số 3, vị trí có tọa độ theo phương Y = 684 (mm) → Dầm nối ngang khung số đủ bền Kết luận: Khi tiến hành kiểm bền cho mô hình khung xe điện bánh khảo sát phương pháp tính phương pháp sử dụng phần mềm mô 3D mô hình khung xe điện bánh đảm bảo đủ bền điều kiện uốn xoắn 59 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn, hướng dẫn tận tình thầy giáo Đàm Hoàng Phúc giúp đỡ thầy giáo khác môn, em hoàn thành yêu cầu nhiệm vụ giao Trong trình thực luận văn em xây dựng phương pháp tính toán thiết kế cho khung xe điện bánh đảm bảo yêu cầu như: + Tính toán kiểm bền khung xe điện bánh phần mềm catia + Tính kiểm bền uốn khung xe trạng thái phanh gấp + Tính bền xoắn cho khung xe điện bánh trạng thái bên nhíp làm việc hết hành trình Ngoài luận văn em xây dựng bố trí cụm, xác định kích thước tổng thể, phân bổ khối lượng, bố trí cụm linh kiện, hệ thống không gian phía kiểu dáng xe điện bánh Trong trình thực luận văn tránh khỏi thiếu sót em mong thầy giáo bảo để sửa chữa, rút kinh nghiệm Một lần em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Đàm Hoàng Phúc hướng dẫn tận tình thầy giáo khác môn! 60 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cấu tạo ô tô, ThS.Nguyễn Văn Chưởng [2] Cấu tạo gầm xe con, PGS TS Nguyễn Khắc Trai [3] Giáo trình thiết kế tính toán ô tô máy kéo, TS.Nguyễn Hữu Cẩn - Trương Minh Chấp - Dương Đình Khuyến -Trần Khang, NXBĐHBK, 1978 [4] Ô tô máy kéo, TS.Dương Đình Khuyến, NXBĐHBK, 1993 [5] Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, Trịnh Chất - Lê văn Uyển, NXBĐHBK, 2000 [6] Sức bền vật liệu, Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng [7] Lý thuyết ô tô, TS.Nguyễn Hữu Cẩn-PGS.TS Dư Quốc Thịnh- Phạm Minh Thái- Nguyễn Văn Tài- Lê Thị Vàng, NXBĐHBKHN, 1997 [8] Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Catia – mạng internet 61 ... 30 CHƯƠNG IV TÍNH BỀN KHUNG XE BẰNG PHẦN MỀM 3D 41 4.1 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH BỀN 41 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.2 TÍNH BỀN BẰNG PHẦN MỀM 3D CATIA 44 TÍNH TOÁN KIỂM BỀN TRONG CÁC TRƯỜNG... SUẤT KHUNG XE KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ THANH NGANG BẰNG PHẦN MỀM 3D 29 3. 1 ĐIỀU KIỆN TÍNH TOÁN 29 3. 2 YÊU CẦU VỀ THÔNG SỐ KẾT QUẢ 29 3. 3 GÁN VẬT LIỆU CHO KHUNG 29 3. 4.TÍNH... PHÂN BỐ LỰC TRÊN KHUNG XE ĐIỆN - TÍNH BỀN 3D 43 HÌNH 29 SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐỨNG YÊN 44 HÌNH 30 BIẾN DẠNG UỐN CỦA KHUNG XE ĐỨNG YÊN 45 HÌNH 31 ĐỒ THỊ ỨNG