Nghiên cứu mô phỏng va chạm giữa hai xe tải

Nghiên cứu mô phỏng va chạm giữa hai xe tải

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN MƠN: ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG TÍNH TỐN Ơ TƠ ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VA CHẠM GIỮA HAI XE TẢI GVHD : TS NGUYỄN THÀNH TÂM LỚP : DHOT11E KHĨA : 2015-2019 TP Hồ Chí Minh - Tháng 11 Năm 2018 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VA CHẠM GIỮA HAI XE TẢI SINH VIÊN THỰC HIỆN 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Điểm đề nghị: 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: Điểm đề nghị: Ngày Khoa Công nghệ Động lực 4 15 tháng 11 năm 2018 Giáo viên hướng dẫn LỜI MỞ ĐẦU Có thể nói đời ô tô kết tinh tất yếu thời kỳ nở rộ cách mạng khoa học kỹ thuật nhân loại Kể từ đời dành nhiều quan tâm nhà khoa học giới, họ tính tốn nghiên cứu không ngừng cải tiến để xe gọn nhẹ, thẩm mỹ, đạt hiệu suất cao Bên cạnh người ta dành nhiều quan tâm đến tính an tồn, tính bền kết cấu khung xương xe đảm bảo khả chịu tải, xảy va chạm, đặc biệt trình va chạm diễn xảy tai nạn Đối với ô tô tải việc bố trí kết cấu thân phức tạp, trọng tâm phân bố cao tính cân thấp di chuyển mặt đường nghiêng, gồ ghề Do đó, việc tính tốn, nghiên cứu để đưa phương án tối ưu nhằm đảm bảo tính bền vững cho khung xương kết hợp với an toàn cho tài xế hàng hóa bên cần thiết Hiện giới nước tồn nhiều cơng trình thí nghiệm, cơng trình nghiên cứu tính an tồn kết cấu thân tơ tải xảy va chạm theo nhiều tiêu chuẩn Tuy nhiên hãng sản xuất xe: Tracomeco, Samco, Daewoo… ngày cho nhiều loại xe khác nhau, loại xe tương ứng với kết cấu khung xương Tuy lượng kiến thức hạn hẹp việc sử dụng phần mềm nghiên cứu chưa thành thạo chúng em định chọn đề tài “nghiên cứu mô va chạm hai xe tải” Chúng em cố gắng hoàn thành đề tài tốt nghiệp mong muốn đóng góp cơng trình nghiên cứu cho nhà trường ngành công nghiệp ô tô nước nội dung nghiên cứu nhiều thiếu xót LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên, chúng em xin cảm ơn tồn thể thầy cô trường Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh nói chung thầy Khoa Động Lực nói riêng giảng dạy truyền đạt cho chúng em kiến thức bản, cần thiết suốt thời gian học tập trường Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thành Tâm người trực tiếp hướng dẫn, bảo chúng em suốt q trình thực hồn thành đề tài “nghiên cứu mô va chạm Giữa hai xe tải” Mặc dù cố gắng tận` tâm để hồn thành tiểu luận cách hoàn chỉnh Song bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế thân chúng em nhiều hạn chế mặt kiến thức kinh nghiệm nên tránh thiếu sót chưa thấy Rất mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Tp.HCM, ngày15 tháng 11 năm 2018 Nhóm Sinh Viên Thực Hiện MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, với phát triển xã hội, người giữ vai trò quan trọng với nhu cầu ngày cao sống Nhiều ngành, lĩnh vực phát triển, nâng cao khơng ngừng nhờ đóng góp to lớn khoa học kỹ thuật Đất nước ta ngày nay, hội nhập vào kinh tế giới việc tiếp thu phát minh khoa học kỹ thuật việc tất yếu để phát triển kinh tế Đối với sinh viên, người tương lai xây dựng kinh tế đất nước, phải trang bị đầy đủ kiến thức chuyên môn, phải tiếp cận tiến khoa học kỹ thuật trình học tập Thì sau trường góp phần xây dựng nên kinh tế cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Ơ tơ phương tiện sử dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhằm phục vụ cho nhu cầu người Do đó, ngành cơng nghệ kỹ thuật tô ngày đầu tư phát triển, không ngừng nâng cao chất lượng, cải tiến mẫu mã, Cùng với phát triển kinh tế, nước phát triển tơ người sử dụng nhiều dẫn đến hậu ô nhiễm mơi trường, ùn tắc giao thơng Do đó, cần hạn chế sử dụng ô tô riêng, sử dụng phương tiện giao thông công cộng Để người sử dụng hiệu xe cơng cộng đòi hỏi xe phải đảm bảo tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật chở nhiều người lưu thơng đường, đảm bảo an tồn cho tài xế Một xe tải thiết kế kết cấu khung xương bền, an toàn, hạn chế ảnh hưởng có tai nạn yếu tố cần thiết nhà sản xuất Trong toàn khung xương xe tải, phần kết cấu đầu xe đóng vai trò quan trọng, xe xảy va chạm trực diện toàn lực va chạm tác dụng lên kết cấu đầu xe vật cản tạo tai nạn, khung xương đầu xe bị biến dạng nghiêm trọng, gây chấn thương cho tài xế xe Để đảm bảo tính an tồn kết cấu đầu xe tải, nhà sản xuất phải tính tốn thiết kế cho hạn chế thiệt hại tai nạn xảy 1.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu mơ tính an tồn kết cấu đầu tơ tải xảy va chạm trực diện nhằm nghiên cứu phân tích từ mơ hình tổng thể xe tải phần mềm phân tích Thơng qua ứng dụng phần mềm HyperWorks, LS - Dyna tiến hành xây dựng mơ hình mơ phân tích tính an tồn kết cấu đầu ô tô tải xảy va chạm trực diện Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm Thực mô phân tích tính an tồn theo tiêu chuẩn Châu Âu; thiết lập điều kiện biên, xây dựng hồn chỉnh mơ hình thơng qua tra cứu số liệu đặc tính, vật liệu kết cấu đầu xe từ tài liệu liên quan cơng bố tạp chí 1.3.1 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Mục tiêu đề tài Ứng dụng kỹ thuật CAE xây dựng mơ hình phân tích phần tử hữu hạn xe ô tô tải Dùng phần mềm LS – DYNA tính tốn, mơ tính an tồn kết cấu đầu ô tô tải xảy va chạm trực diện Dựa theo tiêu chuẩn châu âu để đánh giá kết mơ phỏng, cải tiến an tồn 1.3.2 Nhiệm vụ đề tài Áp dụng tiêu chuẩn Châu Âu va chạm trực diện để mơ mơ hình xe tải Xây dựng mơ hình phần tử hữu hạn khung xe hoàn chỉnh Thiết lập điều kiện biên vận tốc, lực, trọng lượng, vật liệu, … khung xe thực tế bên ngồi Mơ kết cấu đầu xe xảy va chạm trực diện với vật cản chiếm 40%, 100% phía trước đầu xe tải Tiến hành sâu vào phân tích kết cấu khung đầu ô tô tải sau va chạm trực diện với vật cản từ kết phần mềm mô Đưa hướng giải cho chi tiết khung xương bị tác động, biến dạng sau va chạm kết cấu khung xương đầu xe biện pháp: tăng tiết diện khung xương, tạo gân để gia cố, thay đổi vật liệu, thêm chi tiết hàn vào khung xương, … cần bố trí thêm phần tử hấp thu lượng va chạm nhằm bảo vệ người lái giảm tổn thất thiệt hại xảy va chạm 1.4 Các bước thực đề tài Thu thập, đọc tài liệu liên quan đến đề tài: Tài liệu học phần mềm HyperWorks, LS - Dyna; Tiêu chuẩn Châu Âu xe tải va chạm trực diện; Các báo, khóa luận, tạp trí, … Internet Thường xuyên liên lạc với giảng viên hướng dẫn để hướng dẫn duyệt đề cương, nội dung làm đề tài 10 Tiểu luận ứng dụng máy tính 2.10 GVHD: Nguyễn Thành Tâm Tạo biểu đồ phần mềm Hyper Mesh XYPlots -> Create -> Plots Hình 2.28 Tạo biểu đồ HyperMesh Hình 2.29 Gắn gia tốc lực vào biểu đồ Chọn Create plot -> Select curse -> Chọn Curve vantoc + gia toc 29 Tiểu luận ứng dụng máy tính 2.11 GVHD: Nguyễn Thành Tâm Tạo ngàm cho mặt đường Hình 2.30 Tạo ngàm cho mặt đường Ở cơng cụ phía ta chọn mục “Analysis” tìm mục “constraints” Ở mục “nodes” click vào chọn “by collector” Sau chọn mục “đường” chọn size cho ngàm = 30 Cuối nhấn “create phía phải để tạo ngàm cố định cho mặt đường 2.12 Tạo vận tốc ghi thơng số Hình 2.31 Gắn vận tốc cho mơ hình Ở cơng cụ phía mục “Tools” chọn mục cuối “create card” 30 Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm Tiếp đến tìm đến mục “Initial” chọn mục“INITIAL_VELOCITY_GENERATION” tạo “vận tốc 1” “vận tốc 2” Chuột phải vào mục vừa tạo “card edit” hiệu chỉnh.Ở mục Option, mục STYP chọn Part ID Ở mục PID chọn “dauxe1” edit “vantoc1” với VX = 50 Hình 2.32 Tạo điền thông số vận tốc xe Ở mục PID chọn “dauxe2” edit “vantoc2” với VX = -50 2.13 Tạo gia tốc trọng trường cho mô hình xe Hình 2.33 Gắn gia tốc cho mơ hình Trên công cụ chọn “Tools” chọn mục “Create cards” Tìm đến mục “LOAD” chọn dòng “LOAD_BODY_Y” hướng thẳng đứng phường Y tạo đặt tên “tải trọng” 31 Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm Hình 2.34 Nhập thơng số cho tải trọng xe Chuột phải “card edit” hiệu chỉnh SF = (SF thay đổi được) 2.14 Tạo group cho nhóm mơ hình xe Hình 2.35 Tạo group vật thể tiếp xúc Ở mục “Analysis” chọn mục “interfaces” tích vào “create” với tên “txxevoixe” Tiếp ta tích vào mục “add” Ở mục “name” chọn phần group “txxevoixe” Ở mục “elems” đầu tiền ta chọn phần “by collector” chọn “dauxe1” với “thanxe1”  add Tiếp “elems” cuối chọn “dauxe2” với “thanxe2”  add review xem kết Ta lần lược tạo group với tên “txxeduong” “txxeduong2” Ở mục add: “txxeduong” phần “elems” đầu chọn “dauxe1” “thanxe1” “elems” sau chọn “duong” Ở mục add: “txxeduong2” phần “elems” đầu chọn “dauxe2” “thanxe2” “elems” sau chọn “duong” 32 Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm Tiếp đến nhấn chuột phải “card edit” group vừa tạo điền thông số mục FS = 0.5 FD = 0.5 Hình 2.36 Nhập thơng số cho group Xe1 + Xe2, Xe1 + Đường, Xe2 + Đường 2.15 Tạo điểm khảo sát độ bền xe Hình 2.37 Tạo điểm khảo sát cho vật cần xét Ở mục “Analysis” chọn ô “output block” đặt tên “khaosat” chọn điểm “dauxe2” để làm điểm xét khỏa sát 2.16 Điền thơng số Card cho mơ hình Ở mục “Analysis” chọn ô “control cards” ta tạo card bên Dùng “next” “prev” di chuyển tới lùi để tìm kiếm thêm 33 Tiểu luận ứng dụng máy tính GVHD: Nguyễn Thành Tâm Hình 2.38 Thơng số keyword Hình 2.39 Thơng số Database_Option Ở card Database_Option 34 GLSTAT = MATSUM = NODOUT = RCFORC = Hình 2.40 Thơng số Database_Binary_D3Plot Ở “DATABASE_BINARY_D3PLOT” Mục DT = Hình 2.41 Thơng số Control_Timestep Chọn DTINT = 0.9 DT2MS = -1.85e-3 Hình 2.42 Thơng số Control_Termination Hình 2.43 Thơng số Control_Energy Hình 2.44 Thông số Control_Hourglass 2.17 Mở phần mềm LsDyana Để khởi động chương trình phần mềm LS – DYNA: Start > LSDYNA manager, giao diện phần mềm LS – DYNA xuất hình Hình 2.45 Giao diện LsDyanan Hình 2.46 Bảng Start Input and Output Nhấn vào biểu tượng mũi tên xanh hướng xuống.Để mở cửa sổ Strart input and Output Một bảng Ở phần Input File chọn Browse tìm file hypermesh có “.k” vừa hoàn thiện chọn vào Ở phần output Print File: chọn nơi lưu giữ sau file chạy hoàn thành Mục NCPU mục tùy chọn số nhân để chạy file Số nhân cao file đọc nhanh ngược lại Sau click vào “RUN” chờ file đọc xong mở hyperview để hiển thị xem file hoạt động 2.18 Chạy text lỗi phần mềm Lsdyana Hình 2.47 Kết chạy LsDyanan 2.19 Mở phần mềm Hyper View Sau cài đặt xong phần mềm HyperWorks, để khởi động chương trình HyperView cách: Nhấn chuột lên Start > All programs > Altair HyperWorks 9.0 > HyperView Hình 2.48 Giao diện Hyper view Click vào “load model” tìm nơi lưu giữ file “d3plot” Sau nhấn “apply” để hiển thị lên hình 2.20 Cho mơ hình chạy khảo sát va chạm Hình 2.49 Khỏi động mơ hình chạy khảo sát va chạm CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ KHẢO SÁT 3.1 Phân tích biểu đồ gia tốc điểm khảo sát: Hình 3.50 biểu đồ gia tốc điểm khảo sát Click chọn tìm mục “HyperGraph” Sau nhấn chuột phải vào hình chọn “New” tiếp đến chọn “Plot from file” tìm “nodut” open Sau “Y Component” click chọn mục “X Acceleration” để xem biểu đồ gia tốc 3.2 Phân tích biểu đồ vận tốc điểm khảo sát Hình 3.51 biểu đồ vận tốc điểm khảo sát Chọn điểm khảo sát xe màu xanh dương ngược chiều dương nên ta thấy vận tốc âm suốt trình di chuyển Ngay thời điểm va chạm, ta thấy vận tốc khơng Ngay sau va chạm, ta thấy vận tốc lệch nhẹ lên giá trị dương, sau va chạm, xe có xu hướng dội ngược lại CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu thu kết sau: Phần mềm HyperMesh LS - DYNA giúp người sử dụng phần mềm nhà sản xuất chế tạo tơ nắm bắt nhanh chóng phương pháp chế tạo cải tiến sản xuất ô tơ Việc sử dụng phần mềm để tính tốn mơ làm giảm chi phí cho q trình kiểm tra giảm thời gian số lần thử nghiệm mơ hình ngồi thực tế Gia tốc ô tô chuyển động nhỏ mức độ ảnh hưởng xấu đến người lái ngồi xe Vì hấp thụ lượng va chạm gắn vào xe ô tô cần thiết xảy va chạm 4.2 Hướng nghiên cứu phát triển kiến nghị Do hạn chế mặt thời gian nên phần nghiên cứu đề tài chưa tìm hiểu kỹ ứng dụng phần mềm, phần cải tiến đầu ô tô xe tải xảy va chạm trực diện, nghiên cứu chưa tối ưu hóa chúng tơi đưa hướng nghiên cứu phát triển kiến nghị sau: Tiếp tục nghiên cứu mô phỏng, cải tiến đầu ô tô xe tải xảy va chạm trực diện tối ưu Nghiên cứu tìm hiểu chế tạo vật liệu vừa bền, nhẹ để đảm tính an tồn cho tài xế ngồi xe khung xương xe tải chạy tốc độ cao va chạm gây thương vong người biến dạng khung xương đồng thời tiết kiệm nhiên liệu Áp dụng kết cải tiến đạt q trình mơ vào thực tế để cải tiến làm tăng thêm tính an tồn cho tài xế ngồi xe khung xương xe tải, góp phần làm giảm thương vong đáng tiếc xảy va chạm tốc độ cao TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu mô kết cấu thân ô tô khách xảy lật nghiêng theo tiêu chuẩn Châu Âu – Vũ Văn Đạt, Nguyễn Tiến Thịnh – 2014 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu mơ tính an tồn kết cấu đầu ô tô khách ghế ngồi xảy va chạm trực diện – Nguyễn Văn Diệp, Ngô Đức Thiện – 2014 ... dụng phần mềm nghiên cứu chưa thành thạo chúng em định chọn đề tài nghiên cứu mô va chạm hai xe tải Chúng em cố gắng hoàn thành đề tài tốt nghiệp mong muốn đóng góp cơng trình nghiên cứu cho nhà... thực hồn thành đề tài nghiên cứu mơ va chạm Giữa hai xe tải Mặc dù cố gắng tận` tâm để hoàn thành tiểu luận cách hồn chỉnh Song bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận... đầu xe tải, nhà sản xuất phải tính tốn thiết kế cho hạn chế thiệt hại tai nạn xảy 1.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu mơ tính an tồn kết cấu đầu ô tô tải xảy va chạm trực diện nhằm nghiên