đồ án tính toán kiểm nghiệm về khung xe khách ứng dụng phần mềm ansys (1)

GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng Mục lục Mục lục Lời nói đầu Giới thiệu chung ý nghĩa tầm quan trọng đề tài nghiên cứu I Tình hình chế tạo xe khách giới II Tình hình chế tạo xe khách nớc III Sự cần thiết đề tài Chơng I: Tổng quan khung vỏ xe khách Lựa chọn phơng án thiết kế I.Tổng quan khung vỏ xe khách I.1 Chức năng, nhiệm vụ I.2 Phân loại II Lựa chọn xe ôtô sở 11 II.1 Đề xuất số phơng án thiết kế 11 II.2 Lựa chọn xe ôtô sở cho phơng án thiết kế 13 Chơng II: Bố trí tổng thể, thiết kế khung xơng, cửa, ghế 18 I.Đặt vÊn ®Ị 18 II Bè trÝ tỉng thĨ, thiÕt kÕ khung xơng, ghế khoang chức 19 II.1 Bố trí buồng lái 19 II.2 Bố trí khoang hành khách 22 Bố trí mặt cắt ngang xe thiÕt kÕ 22 Bè trÝ cđa lªn xng 22 Cửa sổ lối thoát hiểm khẩn cấp 24 4.Bậc lên xuống 25 Ghế ngồi cho khách 26 Lối dọc 28 Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hệ thống thông gió ô tô 28 Hệ thống chiếu sáng khoang hành khách 28 Sàn ôtô 28 10 Chiều cao hữu ích khoang hành khách 29 II.3 Những kích thớc tổng thể ôtô khách thiết kế 29 Chiều dài toàn (Ltb) 29 Chiều dài đuôi xe (Lđuôi) , chiều dài đầu xe (Lđầu) 30 Chiều rộng toµn bé cđa xe (Btb) 30 II.4 ThiÕt kÕ khung xơng 31 Yêu cầu 31 Vật liệu làm khung 32 Khung xơng ôtô thiết kế 32 II.5 thiết kế tạo dáng bên cho xe 38 Thiết kế mặt đầu ôtô khách 39 Thiết kế đuôi ôtô khách 40 III Các thông số xe thiết kế 41 Chơng III: Tính toán kiĨm nghiƯm xe thiÕt kÕ 42 I MéT Sè gi¶ thiết tính toán thành phần lực tác dụng lên khung 42 II.Các chế độ tải trọng 42 II.1 Chế độ tải trọng tĩnh 42 II.2 Chế độ tải trọng động 43 III Các phơng pháp tính bền khung xe 45 III.1 Theo phơng pháp cổ điển 45 III.2 Sử dụng phần mềm tính kết cấu ANSYS 45 Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng III.3 Nhận xét 45 IV kiểm nghiƯm bỊn khung xe b»ng phÇn mỊm ansys 47 IV.1 Giới thiệu phần mềm ANSYS, lĩnh vực áp dụng 47 IV.2 bớc giải toán ansys 48 Xây dựng mô hình 49 Giải toán 51 Hiển thị kết 52 IV.3.các phần tử sử dụng tính toán khung xe 52 Phần tử BEAM 188 52 Phần tử lò xo, giảm chấn COMBIN14 56 IV.4 Xây dựng mô hình cho xe khách thiết kế 59 Phơng án xây dựng mô hình khung 59 Phơng án đặt tải 59 Xây dựng mô hình 60 Đặt tải giải toán 66 Lấy kết tính toán trờng hợp 67 Đánh giá kết tính toán 73 Kết Luận 74 Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng lời nói đầu Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ kinh tế quốc dân Sự tăng nhanh dân số xu hớng công nghiệp hoá đại hoá diễn nớc, đời sống nhân dân ngày đợc nâng lên, nhu cầu lại trao đổi, vận chuyển hàng hoá nhân dân ngày cao Để đáp ứng nhu cầu này, thời gian qua loại hình vận tải nh: vận tải đờng sắt, đờng bộ, đờng thuỷ, đờng hàng không đà tham gia tích cực có hiệu quả, ta phải kể tới đóng góp lớn ngành vận tải đờng Nhận thấy rõ tầm quan trọng ngành vận tải nói chung ngành vận tải ôtô nói riêng,trong năm qua nhà nớc ta đà có định hớng, u tiên để phát triển ngàng công nghiệp «t« ViƯt Nam Nhê chÝnh s¸ch më cưa cđa ChÝnh phủ đà tạo điều kiện thuận lợi cho nhà đầu t nớc tham gia vào thị trờng nội địa Cụ thể, hầu hết hÃng ôtô hàng đầu giới nh TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, FORD, MITSUBISHI, NISSAN, DEAWOO đà gián tiếp trực tiếp đầu t chuyển giao công nghệ sản xuất lắp ráp loại xe chất lợng cao đáp ứng nhu cầu nớc đặc biệt xe khách Đợc giúp đỡ Thầy giáo Nguyễn Thành Công em thực đề tài: Thiết kế tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ Và sử dụng ANSYS tính toán khung xơng xe Sau trình làm việc nghiêm túc dới hớng dẫn tận tình thầy Nguyễn Thành Công, thầy môn ô tô em đà hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên trình làm không tránh khỏi sai xót nên em mong nhận đợc đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án em đợc hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn ! Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng Giíi thiƯu chung ý nghÜa vμ tÇm quan träng cđa đề tI nghiên cứu I Tình hình chế tạo xe khách giới Đợc đời từ đầu kỷ 18 ngành công nghiệp ô tô phát triển nhanh không ngừng đợc cải tiến phơng diện kỹ thuật lẫn thẩm mỹ phù hợp với yêu cầu xà hội đại Với mức độ tăng dân số nhu cầu lại ngời dân ngày tăng dẫn đến gia tăng phơng tiện tham gia giao thông,trong sở hạ tầng nh đờng xá, bến bÃi đáp ứng đợc gây ùn tắc Do việc sử dụng xe khách có ý nghĩa lớn việc giải tình trạng Ngày nhu cầu ngời ngày cao xe không đảm bảo mặt chất lợng mà phải có tính tiện nghi, kiểu dáng đẹp Từ yêu cầu mà nhà thiết kế, chế tạo, sản xuất đà không ngừng hoàn thiện chất lợng, kiểu dáng đời xe có tính kỹ thuật cao Tính tiện nghi cao ( Hệ thống lạnh, hệ thống sởi ấm, âm thanh) Hiện giới có nhiều hÃng sản xuất cung cấp loại xe tốt nh : TOYOTA, MERCEDES, HUYDAI, ASIA, FORD, HINO Mỗi nhà sản xuất có phong cách thiết kế riêng nhng chung mục đích nâng cao chất lợng tính tiện nghi xe để đáp ứng nhu cầu ngày cao ngời thời đại ngày II Tình hình chế tạo xe khách nớc Hiện đà thành viên thức tổ chức thơng mại lớn hành tinhWTO, kinh tế Việt Nam bớc vơn lên hoà nhập với nỊn kinh tÕ thÕ giíi Tr−íc vËn mƯnh míi cđa đất nớc ,bên cạnh phát triển bùng Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng nổ công nghệ thông tin, điện tử viễn thông ngành kinh tế khác ngành công nghiệp ôtô có hội nhập sâu rộng Ngày tháng 12 năm 2002 Thủ tớng Chính phủ đà có định số 175/2002/QĐ-TTG việc phê duyệt chiến lợc phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020 Là xây dựng phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trở thành ngành quan trọng đất nớc, có khả đáp ứng mức cao nhu cầu thị trờng nớc tham gia vào thị trờng khu vực giới Các mục tiêu cụ thể gồm loại xe thông dụng (xe tải, xe khách, xe con) đáp ứng khoảng 40-50% nhu cầu nớc đạt tỷ lệ nội địa hóa đến 40% năm 2005; đáp ứng 80% nhu cầu nớc đạt tỷ lệ nội địa hóa 60% vào năm 2010 Đối với xe chuyên dụng, đáp ứng 30% nhu cầu nớc nội địa hóa 40% (năm 2005); đáp ứng 60% năm 2010; Các loại xe tải, xe khách cao cấp phấn đấu đạt tỷ lệ sản xuất nớc từ 3540% năm 2010 Mục tiêu xa quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2020, trở thành ngành công nghiệp quan trọng đất nớc, có khả đáp ứng mức cao nhu cầu thị trờng nội địa tham gia vào thị trờng khu vực giới Chúng ta tiến hành khai thác, sử dụng xe có nhập xe Không tiến hành lắp giáp nhiều chủng loại xe để đáp ứng nhu cầu ngày tăng số lợng chất lợng ngày đợc nâng cao.Cụ thể lĩnh vực xe trở khách đóng xe khách sở sát xi ngoại nhập để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hành khách ngày tăng Hiện nay, hớng chế tạo xe khách nớc chủ yếu dựa sở nhập ngoại satxi công ty nớc lắp ráp liên doanh nớc Các công ty nớc chủ yếu làm khung xơng đóng vỏ Sau sơn bố trí nội thất, cải tiến cho phù hợp với điều kiện sử dụng Việt Nam Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng Trên sở ta tính toán, thiết kế lắp đặt khung vỏ xe lên satxi với trang thiết bị nội thất, ghế ngồi cho hành khách, hệ thống điện, hệ thống thông gió hệ thống điều hoà không khí cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật tạo dáng cho xe Hiện nớc đà có nhiều công ty tham vào lĩnh vực sản xuất lắp giáp ô tô ,sản xuất xe khách mang thơng hiệu Việt nam nh− c«ng ty « t« 1-5, c«ng ty « tô Hoà bình, công ty ô tô 3-2 Đà sản xuất xe ô tô khách với giá thành thấp , chất lợng kỹ thuật tốt, tiện nghi đáp ứng đợc đòi hỏi khách hàng hành khách Điển hình công ty khí «t« 1-5 thc Tỉng c«ng ty C«ng NghiƯp «t« ViƯt Nam tiên phong nhận chuyển giao công nghệ tập đoàn Huyndai ( Hàn Quốc).Trớc mắt lắp ráp loại xe khách từ 25 chỗ ngồi trở lên sau tiến đến nhập dây chuyền chế tạo động cơ, sản xuất ôtô mang nhÃn hiệu Việt nam III Sự cần thiết đề ti Thực trạng nớc ta tồn nhiều xe đợc sản xuất cách lâu(do nớc xà hội chủ nghĩa anh em viên trợ hay nhập xe cũ từ nớc), không đảm bảo tiêu chuẩn an toàn, kinh tế kỹ thuật, môi trờng Đặc biệt phơng tiện vận tải hành khách tiềm ẩn nguy hiểm đến tính mạng ngời gây ô nhiễm môi trờng Do việc làm cấp bách phải tiến hành thay xe ôtô không đủ tiêu chuẩn Để thay tiến hành theo ba phơng thức sau: + Nhập hoàn toàn xe + Liên doanh sản xuất lắp ráp + Tự sản xuất sở Sat xi nhập Cả ba phơng thức có u, nhợc điểm nhng phơng thức tự sản xuất sở Sat xi nhập tỏ có u điểm vợt trội Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng - Đồ án đà hoàn thành đợc việc thiết kế khung xe khách với việc lựa chọn thông số kích thớc, kết cấu kiểm bền khung xơng xe có độ xác cao - Giải đợc vấn đề mà từ trớc tới ë ViƯt Nam chØ cã mét sè l−ỵng nhá thực hiện, việc Tính bền khung xơng xe phần mềm ANSYS Nhng dừng lại mức độ tính bền trờng hợp tải tĩnh - Đa phơng pháp cho việc thiết kế khung xơng xe công ty sản xuất ôtô nớc cách nhanh xác đem lại hiệu kinh tế cao Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng CHƯƠNG I tỉng quan vỊ khung vá xe kh¸ch Lùa chän phơng án thiết kế I.Tổng quan khung vỏ xe khách I.1 Chức năng, nhiệm vụ Khung xe hệ thống dầm truyền lực, nhận truyền tất lực nh phản lực trình vận hành xe Nó sở lắp đặt cụm, hệ thống xe nh động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, cấu điều khiển, hệ thống lái thiết bị phụ chuyên dùng, cabin, tải trọng I.2 Phân loại Theo kết cấu cña khung: Dùa theo kÕt cÊu cña khung ta cã thể chia khung làm ba loại nh sau: + Loại khung có xà dọc hai bên ( hình a,b) + Loại khung có xà dọc ( hình 1.c) + Khung hình chữ X ( hình 1.d) Hình 1.1 Kết cấu loại khung ô tô a,b có xà dọc hai bên; c dầm dọc giữa; d khung hình chữ X Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 10 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Theo dạng xà dọc bố trí xà dọc mặt phẳng: Dựa theo dạng xà dọc bố trí xà dọc mặt phẳng ta chia khung làm ba lo¹i chÝnh nh− sau: - Lo¹i cã tiÕt diƯn hình vuông bố trí song song - Loại có tiết diện hình thang xà thẳng - Loại có phần đầu khung thu hẹp Theo loại hệ thống chịu lực ô tô: Dựa theo loại hệ thống chịu lực ô tô ta chia khung làm ba loại nh sau: - Vỏ chịu lực: Loại vỏ đồng thời khung (Không có khung thức nên vỏ chịu toàn ngoại lực tác dụng lên ô tô) (Hình a) - Khung chịu lực: Khi vỏ đặt lên khung qua mối nối đàn hồi Trờng hợp khung cứng vỏ nhiều nên chịu đợc tác động ngoại lực biến dạng nhng không truyền đến vỏ ( Hình b) - Vỏ khung chịu lực: Khung nối cứng với vỏ mối hàn, bulông đinh tán nên khung vỏ chịu tác dụng ngoại lực tác dụng lên ô tô (Hình c) Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 61 SVTH:Đỗ Khắc Trọng - Để xây dựng mô hình hình học Ansys tạo điểm chốt nhằm xác định cách đơn giản toạ độ mô hình - Nhập toạ độ điểm theo bảng phần phụ lục Bớc : Cho điểm chốt - §Ĩ thn tiƯn cho viƯc quan s¸t chóng ta cã thể dùng số cách sau để có hớng nhìn tốt hơn: - Chọn đờng dẫn lệnh Utility Menu>PlotsCtrls>Pan,Zoom,Rotate để chọn hớng nhìn thích hợp phóng to, thu nhỏ mô hình - Chọn đờng dẫn lệnh Utility Menu>Plot>Keypoints ®Ĩ chØ hiƯn c¸c ®iĨm chèt - Chän ®−êng dÉn lƯnh ‘Utility Menu’>’PlotsCtrls’>’Numbering…’ råi chän chÕ ®é Keypoints Number ®Ĩ hiƯn chØ sè cđa c¸c ®iĨm B−íc : Vẽ đờng nối - Chọn Modeling > Create > ’Lines’ > ‘Lines’> ‘Straight Line’ hép tho¹i ‘Create Straight Line’ sÏ xt hiƯn cho phÐp chóng ta nèi c¸c đờng thẳng từ điểm chốt đà có - Để vẽ đờng thẳng thể giờng, xơng xe ta nối điểm chốt đà định nghĩa Sau nối điểm chốt ta có mô hình hình học giờng, xơng xe - Đối với góc lợn phần xe, ta sử dụng đờng dÉn lÖnh Modeling’ > ’Create’ > ’Lines’ > ‘ Line Fillet để lợn tròn cạnh vuông Danh sách line đợc cho phần phụ lục, Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 62 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 3.9: Mô hình hình học khung xơng xe khách Bớc : Chọn tiết diện mặt cắt ngang dầm - Do tiếp tục thực mô hình khung xe nên ta định nghĩa nhập thuộc tính cho vật liệu - Nh đà trình bày trên, để mô tả xác giờng xơng xe, ta cần chọn thêm loại mặt cắt có tiết diện khác giờng xơng xe - Cách chọn tiết diện mặt cắt ngang cho phần tử Beam 188 đà đợc giới thiệu chi tiết phần Bớc : Gán phần tử Beam 188 cho đoạn dầm - Sau định nghĩa đầy đủ thuộc tính phần tử Beam 188, ta tiến hành gán phần tử Beam 188 cho đoạn dầm - Chọn đờng dẫn lÖnh ‘Main menu’ > ‘Preprocessor’ > ’Mesh’ > ‘Mesh Attributes’ >’Picked Lines’, hép tho¹i ‘Line Attributes’ sÏ xt hiƯn - Chọn đoạn thẳng cần gán Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 63 SVTH:Đỗ Khắc Trọng - Nháy chuột vào Apply, hộp thoại Line Attributes xuất hiện, điền giá trị : MAT : 1; REAL : None difined; TYPE : Beam188; SECT : Nhập số mặt cắt tơng ứng với đoạn dÇm - Chän ‘Yes’ ë mơc ‘Pick Orientation Keypoin(s)’ - Nhập điểm hớng dầm tơng ứng với đoạn dầm - Thực tơng tự với tất đoạn dÇm cho tíi hÕt B−íc : Chia l−íi - Sau gán phần tử Beam 188 cho tất đoạn dầm, ta tiến hành chia lới để tạo mô hình phần tử hữu hạn - Chọn đờng dẫn lƯnh ‘Main menu’ > ‘Preprocessor’ >’Mesh’ > ‘MeshTool’, hép tho¹i Mesh Tool xuất - Để định nghĩa mật ®é l−íi : Chän ‘Size Controls – Global’, hép thoại Global Element Size nhập giá trị 150 vào mục Size Element edge length Khi ta ấn định kích thớc cạnh phần tử lớn cho toàn mô hình 150mm - Trong hộp thoại Mesh Tool chọn Line hộp cuộn Mesh, nháy chuột vào Mesh, hộp thoại Mesh Line xuất - Chọn hình đồ hoạ tất đoạn dầm, sau nháy vào OK để phần mềm bắt đầu chia lới Bớc : Tạo nút phần tử đàn hồi - Tõ menu ‘Preprocessor’ chän ‘Modeling’>’Create’>’Nodes’>’In Active CS’, hép tho¹i ‘Create Nodes in Active Coordinate System’ sÏ xuÊt hiÖn Nã cho phép định nghĩa nút phần tử hệ toạ độ thời - Nhập toạ độ nút theo bảng sau: Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng 64 Bảng 3.5: Toạ độ nút phần tử đàn hồi X Y Z §é cøng 7237 1231 -100 -790 K1 7238 2315 -100 -790 K1 7239 6337 -100 -790 K2 7240 7422 -100 -790 K2 7241 1231 -100 -1580 K1 7242 2315 -100 -1580 K1 7243 6337 -100 -1580 K2 7244 7422 -100 -1580 K2 STT Nót - Chän ‘Utility Menu’>’List’>’ Nodes’, hép tho¹i ‘Sort NODE Listing’ xt hiƯn, chän Coord.w/Angles, nháy chuột vào OK ta nhận đợc bảng kê khai số toạ độ nút, lấy nút tơng ứng với vị trí đặt mõ nhíp Bảng 3.6: Toạ độ nút tơng ứng với điểm đặt mõ nhíp X Y Z Độ cứng 24 1231 912 -790 K1 28 2315 912 -790 K1 108 6337 912 -790 K2 124 7422 912 -790 K2 289 1231 912 -1580 K1 285 2315 912 -1580 K1 213 6337 912 -1580 K2 207 7422 912 -1580 K2 STT Nút Trong độ cứng tơng đơng phần tử đàn hồi là: K1=160N/mm K2=260N/mm Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 65 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Bớc 10 : Tạo phần tử lò xo, giảm chấn Combin 14 - Sau tạo nút phần tử, ta tiến hành tạo phần tử đàn hồi từ nút - Chọn Modeling > Create > Elements > ’Auto Numbered’ > ’Thru Nodes’, hép tho¹i ‘Elements from Node xuất hiện, chọn nút tơng ứng nh bảng a b Nháy vào OK để kết thúc Bớc 11 : Hiển thị mô hình phần tử hữu hạn - Chän ®−êng dÉn lƯnh ‘Utility Menu’ > ’PlotsCtrls’ > ’Style’ > ’Size and Shape…’, hép tho¹i ’Size and Shape…’ sÏ xt hiƯn - Chän ‘On’ ë mơc ‘Display of element - Hình ảnh không gian mô hình đợc nhìn thấy hình đồ hoạ chơng trình Để có hớng nhìn tốt ta sử dụng hộp thoại Pan,Zoom,Rotate để xoay mô hình theo hớng khác Hình 3.10: Mô hình phần tử hữu hạn khung xơng xe khách Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 66 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Bớc 12 : Ghi vào tệp liệu - Sử dụng đờng dẫn File>Save As Đặt tải giải toán - Sau xây dựng đợc mô hình phần tử hữu hạn khung xe, ta tiến hành đặt tải để giải toán Những giả thiết phơng án đặt tải đà đợc trình bày chi tiết phần - Các bớc cụ thể để giải toán nh sau : Bớc : Đặt ràng buộc cho toán - Chọn đờng dÉn lÖnh ‘Main menu’ > ‘Solution’ > ’Define Loads’ > ’Apply’>’Structural’>’Displacement’>’On Nodes’ Chän c¸c nót tõ (6382 → 6389) Nh¸y vµo nót ‘Apply’ Chän ‘All DOF’ ë mơc ‘DOFs to be constrained để hạn chế hết bậc tự Bớc : Đặt lực tập trung - Chọn ®−êng dÉn lÖnh ‘Main menu’ > ‘Solution’ > ’Define Loads’ > Apply> Structural>Force/Moment>On Keypoints - Chọn lần lợt điểm đặt lực tập trung, nháy chuột vào Apply, hộp thoại ‘Apply F/M on KPs’ sÏ xt hiƯn - Chän h−íng đặt lực FY mục Direction of force/mom - Nhập giá trị lực tơng ứng vào mục VALUE Force/moment value Bớc : Đặt lực phân bố - Chän ®−êng dÉn lƯnh ‘Main menu’ > ‘Solution’ > ’Define Loads > Apply > Structural>Pressure>On Beam - Chọn lần lợt đoạn dầm theo bảng sau, nháy chuột vào Apply, hép tho¹i ‘Apply Pres on Beams’ sÏ xt hiƯn - Nhập giá trị lực tơng ứng vào mục VALI Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 67 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Sau đặt tải buộc lên mô hình khung xơng có mô hình hiển thị hình nh dới Hình 3.11 Mô hình đặt tải buộc Bớc : Bắt đầu trình phân tích - Trong menu Solution, chọn Current LS để yêu cầu máy phân tích chế độ tải trọng thời - Nháy vào OK cửa sổ để kết thúc trình phân tích Lấy kết tính toán trờng hợp Việc lấy kết hoàn toàn giống với phần Tuy nhiên em giới thiệu kết dới dạng biểu đồ Hoàn toàn tơng tự ta đa biểu đồ lực cắt mô men uốn, mô men xoắn nh mô hình phân bố ứng suất a Trờng hợp xe chịu tải trọng thẳng đứng đối xứng Trong trờng hợp có thành phần lực theo phơng thẳng đứng Xe trạng thái tĩnh nằm mặt đờng phẳng Ta thu đợc kết nh sau Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 68 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 3.12: Biểu đồ chuyển vị theo phơng Y(mm) Hình 3.13: Biểu đồ lực cắt (N) Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 69 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 3.14 Biểu đồ mô men uốn (N/mm) Hình 3.15: Biểu đồ mô men xoắn ( N/mm ) Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 70 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 3.16: Biểu đồ ứng suất tổng hợp (N/mm2) Nhìn biểu đồ mô men, ta nhận xét trờng hợp xơng xe hầu nh không chịu mô men uốn Mô men uốn hai dầm dọc khung xe khác Mô men uốn lớn 11800000 (Nmm) phần tử 3597 tơng ứng với vị trí đặt mõ nhíp sau Mô men xoắn lớn 550990(Nmm) phần tử 413 Trên hình cho ta thấy chuyển vị lớn mô hình theo phơng OY DMY = 77,86 mm nót 4453 Ta cã øng st tỉng hỵp lín nhÊt trờng hợp tải tĩnh max1 = 133,492 (N/mm2) b Trờng hợp tải trọng thẳng đớng không đối xứng Trờng hợp tải trọng thẳng đứng không đối xứng, trờng hợp xe đờng không phẳng chẳng hạn nh gặp ổ gà giả sử ta xét bánh sau bị Hẫng xuống đoạn 200 mm Kết thu đợc nh sau Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 71 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 17 Biểu đồ chuyển vị dài theo phơng Y(mm) Hình 18 Biểu đồ mô men uốn (N.mm) Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 72 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Hình 19 Biểu đồ mô men xoắn (N.mm) Hình 20 Biểu đồ ứng suất tổng hợp (N.mm2) Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 73 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Đánh giá kết tính toán Trên sở biểu đồ tính toán chuyển vị ứng suất khung xơng ô tô trờng hợp tải trọng khác nêu trên, ta có bảng tổng kết sè sè liƯu chÝnh nh− sau: B¶ng 3.7 B¶ng tỉng hợp kết Kết tính toán Tải đối xứng Tải không đối xứng ,max (N/mm2) 133,49 174,25 max (mm) 77,86 210 - Giá trị lớn ứng suất chuyển vị khung xe ôtô (bao gồm khung xe (satxi) khung xơng ôtô) tơng ứng với chế độ chịu xoắn xe khách Lúc xe mặt chịu tác dụng trọng lợng thân, phản lực từ mặt đờng, lực mô đất - Giá trị chuyển vị lớn khung xơng max= 210 (mm) - Giá trị ứng suất lớn phát sinh khung xe ôtô ôtô là: ,max= 174,25 (N/mm2) Để kiểm bền khung trờng hợp chịu tải trọng động ta lấy max1 nhân với hệ số tải trọng động k = 2,1 max = max1 k = 365,9 (N/mm2) VËt liƯu lµm khung lµ thÐp CT3 cã øng suÊt cho phÐp lµ [σ] = 370 (N/mm2) ⇒ So s¸nh øng st σmax víi øng suÊt cho phÐp ta kÕt luËn khung xe chÕ t¹o đủ bền trờng hợp Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 74 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Kết luận Sau 12 tuần làm đồ án em đà hoàn thành nhiệm vụ của đề tài: Thiết kế tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ Và sử dụng ANSYS tính toán khung xơng xe Cụ thể nh sau: - Đà áp dụng tiêu chuẩn vào thiết kế - Đà đa đợc phơng án bố trí thích hợp vị trí chỗ ngồi, khoang chức - Đà thiết kế đợc khung xơng xe với kết cấu hợp lý - Đa phơng pháp (sử dụng phần mềm ANSYS) cho việc tính bền khung xơng xe áp dụng để tính cho nhiều chủng loại xe - Tuy nhiên thời gian có hạn nên bên cạnh hạn chế: + Cha tính đợc dòng lu thông không khí kiểm tra môi trờng xe + Cha thiết kế đợc hệ thống chiếu sáng xe, hệ thống điều hoà + Cha trình bày đợc phần tính ổn định xe thiết kế + Cha kiểm nghiệm đợc trờng hợp quay vòng phanh Mô trờng hợp va chạm tính toán trờng hợp tổng hợp Nếu điều kiện cho phép, em xin phép đợc nghiên cứu rộng sâu Cuối chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Thành Công đà tận tình hớng dẫn bảo chúng em thời gian làm đồ án Sinh viên thực hiện: Đỗ Khắc Trọng Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT GVHD: Nguyễn Thành Công 75 SVTH:Đỗ Khắc Trọng Ti liệu tham khảo Ngô Thành Bắc Sổ tay thiết kế xe khách Nhà xuất Giao thông vận tải Hà Nội 1985 Bộ giao thông vận tải Tiêu chuẩn ngành 22TCN 307- 06 Trần Duy Đức (ngời dịch) Cấu tạo ô tô - Nhà xuất công nhân kỹ thuật Nguyễn Hữu Cẩn-Phan Đình Kiên Thiết kế tính toán ô tô máy kéo Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Nguyễn Hữu Cẩn-D Quốc Thịnh-Phạm Minh Thái-Nguyễn Văn TàiLê Thị Vàng Lý thuyết ô tô - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Vũ Đình Lai Sức bền vật liệu- Nhà xuất Giao thông vận tải Lê Văn Quý Cơ kết cấu Trờng Đại học Giao thông vận tải Hà nội 1998 Hồ Sĩ Cửu Phạm Thị Hạnh Vẽ kỹ thuật Trờng Đại Học Giao thông vận tải Hà nội 2000 Vũ Minh Bằng Trần Đức Văn Vật liệu học Nhà xuất Giao thông vận tải Hà nội 2003 Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT ... Khắc Trọng IV kiểm nghiƯm bỊn khung xe b»ng phÇn mỊm ansys IV.1 Giíi thiệu phần mềm ANSYS, lĩnh vực áp dụng Phần mềm Ansys Công ty phần mềm Ansys ( Hoa Kỳ) phát triển, gói phần mềm hoàn chỉnh... bỊn khung xe b»ng phÇn mỊm ansys 47 IV.1 Giíi thiƯu phần mềm ANSYS, lĩnh vực áp dụng 47 IV.2 bớc giải toán ansys 48 Xây dựng mô hình 49 Giải toán 51 Hiển thị kết 52 IV.3.các phần tử sử dụng tính. .. tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ Và sử dụng ANSYS tính toán khung xơng xe Sau trình làm việc nghiêm túc dới hớng dẫn tận tình thầy Nguyễn Thành Công, thầy môn ô tô em đà hoàn thành đồ án tốt