Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THÙNG XE TẢI CÁNH DƠI CÓ BỬNG NÂNG Người hướng dẫn: TS PHAN MINH ĐỨC Sinh viên thực hiện: BÙI KHẮC ĐIỆP – PHẠM HIẾU Số thẻ sinh viên: 103140014 - 103140022 Lớp: 14C4A Đà Nẵng, 06/2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Bùi Khắc Điệp – Phạm Hiếu Lớp: 14C4A – 14C4A Số thẻ SV: 103140014 - 103140022 Tên đề tài: Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Người hướng dẫn: Phan Minh Đức Học hàm/ học vị: Tiến sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… IV.Đánh giá: Điểm đánh giá: ……/10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn TS Phan Minh Đức ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Bùi Khắc Điệp – Phạm Hiếu Lớp: 14C4A – 14C4A Số thẻ SV: 103140014 - 103140022 Tên đề tài: Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Người phản biện: NGUYỄN VIỆT HẢI Học hàm/ học vị: Tiến sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm Điểm TT Các tiêu chí đánh giá tối đa Đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây) 1a - - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn - - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu 1b - - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; 1c - - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - - Có kỹ làm việc nhóm; Kỹ viết: 2a - - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 2b - - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người phản biện T.S Nguyễn Việt Hải TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Sinh viên thực hiện: Bùi Khắc Điệp – Phạm Hiếu Số thẻ SV: 103140014 - 103140022 Lớp: 14C4A – 14C4A Trong đồ án này, với đề tài “Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng”, chúng tơi tập trung phân tích, xác định phương án kết cấu thùng ô tô tải cánh dơi có bửng nâng cho tơ tải Phân tích phương án thiết kế thùng truyền thống, phương án thiết kế bửng nâng qua đưa kết cấu thùng hàng, kết cấu bửng nâng, sơ đồ dẫn động cánh dơi bửng nâng Sử dụng phần mềm Hyperworks để thiết lập tốn tính bền tính tốn độ bền thùng xe nhiều trường hợp giống thực tế Trên sở phân tích kết tính tốn, đánh giá kết thiết kế Làm tảng cho việc tối ưu kết cấu độ bền thùng xe thiết kế Sử dụng phần mềm Catia V5 để mơ hình hóa 3D thùng xe phục vụ cho tính tốn tối ưu hóa độ bền phần mềm HyperWorks Với hổ trợ phần mềm Hyperworks kết cấu thùng hàng xác định So sánh với phương án kết cấu theo phương pháp truyền thống với phương án sử dụng can thiệp phần mềm trình xác định kết cấu diễn nhanh hơn, cụ thể xác qua giảm thời gian thiết kế sản xuất đem lại tính kinh tế cao Với phần mềm Hyperworks ta xác định độ bền thùng xe trạng thái làm việc n, phanh, quay vịng Ngồi xác định độ bền cánh dơi bửng nâng trạng thái nâng hạ Qua đưa phương pháp khắc phục cải tiến để đảm bảo độ bền cho kết cấu Ngoài sử dụng phần mềm Catia để mơ q trình hoạt động đóng mở thùng hàng bửng nâng qua cho người đọc thấy rõ kết cấu dạng 3D nhìn thực tế nguyên lý làm việc chúng Với tính bật phần mềm Catia Hyperworks, hai phần mềm hổ trợ đắc lực tính tốn thiết kế nhiều thứ khác Hiện có nhiều phần mềm thiết kế khác theo chúng tơi phần mềm Catia, Hyperworks chiếm vị trí quan trọng với dân thiết kế khơng phụ vụ cho dân khí mà cịn phục vụ nhiều đối tượng khác LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CÁM ƠN Hiện nay, đất nước ta thời kỳ mở cửa phát triển kinh tế với kinh tế thị trường nhiều thành phần Chúng ta giai đoạn công nghiệp hoá, đại hoá đất nước, xây dựng sở vật chất kinh tế xã hội chủ nghĩa Điều làm cho mặt kinh tế xã hội đất nước ngày thay đổi cách nhanh chóng Điều tạo nên khung cảnh phát triển kinh tế sôi động nhiều màu sắc Cùng với phát triển kinh tế ngành giao thơng vận tải nói chung ngành tơ nói riêng phát triển để đáp ứng nhu cầu lại giao lưu miền, vùng lãnh thổ đất nước, nhu cầu vận chuyển hàng hố ngày tăng địi hỏi thị trường xe tải, xe buýt xe du lịch phát triển không ngừng Vậy để phát triển kinh tế nói chung tạo điều kiện cho ngành khí tơ nước ta phát triển, nhà nước ta đưa sách nhập số linh kiện nước ngồi, cịn số cụm chi tiết, tổng thành sản xuất chế tạo nước Để góp phần giải nhu cầu cấp thiết vận chuyển hàng hóa, vật liệu xây dựng kinh tế phát triển mạnh Chúng em đưa đề tài ‘ Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng’ để giải vấn đề kinh tế vấn đề bóc dỡ hàng hóa nhanh Từ ý thức sâu sắc tầm quan trọng đồ án tốt nghiệp với cố gắng nổ lực thân, chúng em học hỏi vận dụng nhiều kiến thức tích lũy q trình học tập ghế nhà trường, số tài liệu tham khảo Đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Phan Minh Đức anh chị phịng R&D thùng cơng ty Cơ khí Chu lai Trường Hải chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, kiến thức, kinh nghiệm, thời gian điều kiện có hạn nên đề tài chúng em không tránh khỏi sai sót, em mong thơng cảm dạy thầy để em hoàn thành tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Minh Đức tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp chyên ngành khí động lực với đề tài Thầy dành cho chúng em hướng dẫn kịp thời, cần thiết ý kiến đánh giá bổ ích suốt trình thực đồ án Đà Nẵng, ngày 22 tháng năm 2019 Sinh viên thực BÙI KHẮC ĐIỆP PHẠM HIẾU i LỜI CAM ĐOAN Chúng gồm Bùi Khắc Điệp Phạm Hiếu cam đoan rằng, đồ án tốt nghiệp kết nghiên cứu chúng tối sở số liệu thực tế với hướng dẫn giảng viên cán hướng dẫn trình thực tập công ty Thaco; kết nghiên cứu khơng trùng lặp với cơng bố khoa học khác Nếu có phát liêm học thuật chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực BÙI KHẮC ĐIỆP PHẠM HIẾU ii MỤC LỤC Trang TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CÁM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Mục đích ý nghĩa khoa học đề tài 1.2 Phân loại xe tải thùng chức chúng 1.3 Giới thiệu xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng .5 1.3.1 Phạm vi làm việc 1.3.2 Điều kiện làm việc 1.3.3 Đánh giá nhu cầu sử dụng xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng 1.3.4 Nhận xét chung CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÙNG CÁNH DƠI CÓ BỬNG NÂNG LẮP TRÊN XE CƠ SỞ CHASSIS THACO 2.1 Thiết kế thùng cánh dơi có bửng nâng lắp xe sở Chassis Thaco 2.1.1 Phân tích lựa chọn xe sở 2.1.1.1 Ưu điểm xe tải sở Chassis Thaco .8 2.1.1.2 Thông số kỹ thuật xe 2.1.2 Các phương án tham khảo xe tải thùng mở bên 11 2.1.2.1 Các phương án tham khảo thùng xe mở bên .11 2.1.2.2 Các phương án tham khảo bửng nâng 15 2.1.3 Lựa chọn phương án thiết kế 16 2.1.4 Các quy định ngành kích thước, khối lượng xe tải 16 2.1.5 Thiết kế mảng sàn thùng cánh dơi 17 2.1.6 Thiết kế cánh dơi 21 iii 2.1.7 Thiết kế bửng bên 24 2.1.8 Thiết kế mảng trước 25 2.1.9 Thiết kế mảng sau 27 2.1.10 Thiết kế bửng nâng 28 2.1.11 Thiết kế cụm trụ 30 2.2 Tính tốn lựa chọn bơm xy lanh thủy lực 30 2.2.1 Tính toán lực đẩy lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi 30 2.2.1.1 Tính lực đẩy nâng hạ cánh dơi 30 2.2.1.2 Lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi 34 2.2.1.3 Xi lanh thủy lực tác dụng chiều 35 2.2.1.4 Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều 35 2.2.1.5 Xác định nhiệm vụ tính tốn 36 2.2.1.6 Kiểm tra độ bền thành xi lanh 38 2.2.1.7 Tính chọn bơm thủy lực 39 2.2.2 Tính tốn lực đẩy lựa chọn xy lanh nâng hạ bửng 40 2.2.3 Tính tốn lực đẩy lựa chọn xy lanh gập bửng 42 2.2.3.1 Tính tốn lực đẩy xi lanh 42 2.2.3.2 Xác định thông số xi lanh 44 2.2.3.3 Xác định thông số xi lanh chọn xi lanh 46 2.3 Xác định thông số bơm dầu 47 2.4 Sơ đồ dẫn động nâng hạ bửng gập bửng .48 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG THÙNG CÁNH DƠI BẰNG PHẦN MỀM CATIA V5 50 3.1 Giới thiệu chung phần mềm CAD/CAM sử dụng: 50 3.1.1 Sơ lược công nghệ CAD/CAM/CNC: 50 3.1.2 Giới thiệu chung phần mềm CATIA V5R21: 50 3.2 Thiết kế chi tiết với module Part Design 52 3.3 Lắp ghép với module Assembly Design 55 3.4 Mô chuyển động với module DMU Kinematics 58 iv 3.5 Kết luận .68 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM HYPERWORKS TÍNH BỀN CHO THÙNG CÁNH DƠI BỬNG NÂNG 69 4.1 Cơ sở lý thuyết 69 4.1.1 Lý thuyết sức bền vật liệu 69 4.1.2 Phương pháp phần tử hữu hạn toán bền 70 4.2 Giới thiệu phần mềm Hyperworks 72 4.2.1 Tổng quan 72 4.2.2 Các module phần mềm 73 4.2.3 Ứng dụng phần mềm HyperWorks đề tài 83 4.3 Quy trình tính toán độ bền thùng xe sử dụng phần mềm HyperWorks 84 4.4 Kết tính bền cụm bửng nâng 101 4.4.1 Thông số đầu vào, điều kiện làm việc 101 4.4.2 Kết tính tốn 101 4.5 Kết tính tốn độ bền thùng cánh dơi .106 4.5.1 Thông số đầu vào, điều kiện làm việc 106 4.5.2 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp phanh 107 4.5.3 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp quay vòng 108 4.5.4 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp bình thường đầy tải 109 4.5.5 Kết chi tiết mảng sàn trường hợp bình thường 110 4.5.6 Kết chi tiết mảng trước trường hợp xe phanh gấp 112 4.5.7 Kết chi tiết mảng hơng trường hợp quay vịng 114 4.5.8 Kết chi tiết trường hợp nâng cánh dơi 116 4.6 Kết luận .118 KẾT LUẬN 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ BẢNG 2.1 THÔNG SỐ XE BẢNG 2.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LỰC XYLANH NÂNG THEO GĨC Α 42 BẢNG 2.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LỰC XYLANH GẬP THEO GĨC Α 44 BẢNG 2.4 KÍCH THƯỚC XYLANH THAM KHẢO 47 BẢNG 4.1 KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRÊN CỤM BỬNG NÂNG TRONG TRƯỜNG HỢP LÀM VIỆC 102 BẢNG 4.2 SO SÁNH KẾT QUẢ CHUYỂN VỊ CỦA CỤM BỬNG NÂNG TRONG TRƯỜNG HỢP LÀM VIỆC 105 BẢNG 4.3 KẾT QUẢ CHI TIẾT BỬNG NÂNG Ở TRƯỜNG HỢP BẮT ĐẦU NÂNG 106 BẢNG 4.4 KẾT QUẢ CHI TIẾT MẢNG SÀN Ở TRƯỜNG HỢP BÌNH THƯỜNG 111 BẢNG 4.5 KẾT QUẢ CHI TIẾT MẢNG TRƯỚC Ở TRƯỜNG HỢP PHANH 113 BẢNG 4.6 KẾT QUẢ CHI TIẾT MẢNG HÔNG TRƯỜNG HỢP QUAY VỊNG 115 …………………………………………………………………………………………………………………………………… HÌNH 1.1 XE HYUNDAI HD72 THÙNG KÍN VÁCH NGỒI INOX 430 HÌNH 1.2 XE HYUNDAI HD65 THÙNG LỬNG HÌNH 1.3 XE MUI BẠT HÌNH 2.1 XE CƠ SỞ THACO HÌNH 2.2 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 12 HÌNH 2.3 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 13 HÌNH 2.4 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 14 HÌNH 2.5 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 14 HÌNH 2.6 PHƯƠNG ÁN MỞ BẠT LÊN TRÊN 15 HÌNH 2.7 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 15 HÌNH 2.8 PHƯƠNG ÁN THAM KHẢO 16 HÌNH 2.9 KẾT CẤU MẢNG SÀN THÙNG CÁNH DƠI 17 HÌNH 2.10 THANH ĐÀ DỌC 18 HÌNH 2.11 ỐP ĐÀ DỌC 18 HÌNH 2.12 THANH ĐÀ NGANG 19 HÌNH 2.13 MẶT CẮT NGANG THANH ĐÀ NGANG 19 HÌNH 2.14 KẾT CẤU ĐÀ BIÊN HÔNG 19 HÌNH 2.15 BẢN LỀ 20 HÌNH 2.16 KÊ LIÊN KẾT 20 vi Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Bảng 4.3 Kết chi tiết bửng nâng trường hợp bắt đầu nâng STT Chi tiết Pat liên kết Chassis Độ dày 𝛿𝑐h 𝛿𝑡í𝑛ℎ HSAT (mm) (MPA) (MPA) ≥1.4 SS400 12.0 260 235 1.1 Vật liệu Xương cần đẩy SS400 10.0 260 413 0.6 Xương dọc bửng SS400 3.0 260 110 2.4 SS400 3.0 260 122 2.1 SS400 2.0 260 335 0.8 Ốp mui bửng nâng Xương ngang bửng Nhận xét : Bửng nâng không đủ độ bền cho trường hợp người sử dụng đặt hàng hố khơng quy định, vị trí xương cần đẩy, xương ngang bửng, pat liên kết chassis có hệ số an tồn thấp Cần nâng cao tính vật liệu thay đổi vật liệu có tính cao hơn, để đảm bảo bửng nâng hoạt động làm việc ổn định 4.5 Kết tính tốn độ bền thùng cánh dơi 4.5.1 Thông số đầu vào, điều kiện làm việc - Khối lượng thùng hàng sơ sau gán vật liệu đo từ catia 2200kg - Khối lượng hàng hố tính tốn 9000kg, với hệ số tải(theo động lực học xe) 120% Gia tốc phanh chọn ap = 6.25 m/s2 Gia tốc quay vòng chọn aqv = 1.4 m/s2 Áp lực lực tác dụng chia cho diện tích tác dụng P=F/S, với F(N), S(m2), - F=m.a m khối lượng tải tác dụng(kg), a gia tốc(m/s2) Áp lực tác dụng lên mảng trước Pmt = 0.014 Mpa Áp lực tác dụng lên mảng sàn Pms = 0.0071 Mpa Áp lực tác dụng lên mảng hông Pmh = 0.001 Mpa Tiến hành Fix bậc tịnh tiến x,y,z đến hết chiều dài chassis vị trí chassis tiếp xúc với đà dọc Hệ số an toàn chi tiết giới hạn chảy vật liệu chia cho ứng suất max chi tiết cần xét, chọn HSAT > 1.4 SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 106 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng - Ta xét cho trường hợp nguy hiểm nhất, đủ bền trường hợp - khác kéo theo chấp nhận kết Kết tính tốn có giá trị ứng suất lớn ứng suất cục số vị trí khơng quan trọng, khơng ảnh hưởng đến kết thùng, số vị trí sai số trình chia lưới Nên ta xét kết tổng thể chi tiết kết cấu, loại bỏ giá trị gây ứng suất cục 4.5.2 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp phanh Hình 4.43 Kết chuyển vị thùng trường hợp phanh Kết chuyển vị lớn trường hợp 7.22mm, vị trí dầm dọc cánh dơi Chuyển vị cho phép 15mm Trường hợp chuyển vị đạt yêu cầu Hình 4.44 Kết ứng suất thùng trường hợp phanh Kết ứng suất lớn trường hợp 479MPa nhiên ứng suất cục xảy phần tử lưới nhỏ, không ảnh hưởng đến kết cấu chung Sau tiến hành loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục nói ta có kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp 126.4Mpa, vị trí SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 107 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng ngang mảng trước Thanh ngang mảng trước làm từ thép SS400 độ dày 3mm, có giới hạn chảy 𝛿𝑐h = 260 Mpa HSAT trường hợp 2.0 > 1.4 , trường hợp đủ bền 4.5.3 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp quay vịng Hình 4.45 Kết chuyển vị thùng trường hợp quay vòng Kết chuyển vị lớn thùng trường hợp 7.135mm, vị trí dầm dọc cánh dơi, chuyển vị cho phép 15mm, trường hợp chuyển vị đạt yêu cầu Hình 4.46 Kết ứng suất thùng trường hợp quay vòng Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp 103.5Mpa, vị trí trụ Trụ làm từ thép SS400 độ dày 4mm, có giới hạn chảy 𝛿𝑐h = 260 Mpa, HSAT = 2.5, trường hợp đủ bền SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 108 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 4.5.4 Kết chuyển vị ứng suất thùng cánh dơi trường hợp bình thường đầy tải Hình 4.47 Kết chuyển vị thùng trường hợp bình thường Kết chuyển vị lớn trường hợp 7.137 mm, vị trí dầm dọc cánh dơi Chuyển vị cho phép 15mm, trường hợp chuyển vị đạt yêu cầu Hình 4.48 Kết ứng suất thùng trường hợp bình thường Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp = 119.3 Mpa vị trí đà ngang sàn tôn sàn Đà ngang sàn làm từ thép SS400 có độ dày 3mm, tơn sàn làm từ thép SS400 có độ dày 2.5mm, có giới hạn chảy 𝛿𝑐h = 260 Mpa HSAT = 2.18, trường hợp đủ bền SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 109 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 4.5.5 Kết chi tiết mảng sàn trường hợp bình thường Hình 4.49 Kết chuyển vị mảng sàn trường hợp bình thường Trường hợp bình thường thùng xe chịu đầy tải, có tính đến hệ số tải 120% Mảng sàn chịu toàn áp lực tải gây Chuyển vị cho phép chi tiết mảng sàn 7mm Chuyển vị lớn mảng sàn 7.13mm tạ vị trí tơn sàn, chuyển vị lớn đà ngang dọc sàn 2.435 Chuyển vị mảng sàn trường hợp đạt yêu cầu Hình 4.50 Kết ứng suất mảng sàn trường hợp bình thường Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp = 123.03MPa vị trí tơn sàn SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 110 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Hình 4.51 Kết chi tiết mảng sàn trường hợp bình thường 1-Đà dọc; 2-Ốp đà dọc; 3-Đà ngang; 4-Gia cố đà ngang; 5-Viền dọc sàn; 6-Tole sàn; 7-Đà đuôi Bảng 4.4 Kết chi tiết mảng sàn trường hợp bình thường Độ dày 𝛿𝑐h 𝛿𝑡í𝑛ℎ HSAT (mm) (MPA) (MPA) ≥1.4 SS400 3.0 260 101 2.6 Ốp đà dọc SAPH440 2.5 275 70 3.9 Đà ngang SS400 3.0 260 120 2.2 Gia cố đà ngang SS400 2.0 260 91 2.8 Viền dọc sàn SS400 3.0 260 85 3.0 Tole sàn SS400 2.5 260 123.03 2.1 Đà đuôi SS400 2.5 260 94 2.7 STT Chi tiết Vật liệu Đà dọc Nhận xét : Ốp đà dọc, viền dọc sàn, gia cố đà ngang có hệ số an tồn lớn (thừa bền), tối ưu độ bền chi tiết cách giảm độ dày vật liệu, thay đổi vật liệu có giới hạn chảy thấp hơn, giá thành rẻ hơn, trọng lượng toàn thùng xe giảm Tuy nhiên để đảm bảo độ cứng vững cho kết cấu khơng nên thay đổi kết cấu, độ dày hay vật liệu chi tiết mảng sàn SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 111 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 4.5.6 Kết chi tiết mảng trước trường hợp xe phanh gấp Hình 4.52 Kết chuyển vị mảng trước trường hợp phanh Trường hợp xe phanh gấp áp lực từ tải trọng bên thùng với áp lực tác dụng lên mảng trước 0.014 Mpa, gia tốc phanh 6.25 m/s2 Giá trị chuyển vị lớn mảng trước 4.5 mm, vị trí xương đứng mảng trước Chuyển vị cho phép trường hợp 12 mm Chuyển vị chi tiết mảng trước trường hợp đạt yêu cầu Hình 4.53 Kết ứng suất mảng trước trường hợp phanh Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp = 128 Mpa vị trí ngang mảng trước SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 112 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Hình 4.54 Kết chi tiết mảng trước trường hợp phanh 1-Trụ trước; 2-Xương đứng mảng trước; 3-Xương ngang mảng trước; 4-Thanh ngang mảng trước Bảng 4.5 Kết chi tiết mảng trước trường hợp phanh STT Chi tiết Vật liệu Độ dày (mm) 𝛿𝑐h 𝛿𝑡í𝑛ℎ HSAT (MPA) (MPA) ≥1.4 Trụ trước SS400 260 108 2.4 Xương đứng mảng trước SPCC 1.2 150 110 1.4 SPHC 1.2 150 93 1.6 SS400 260 128 2.0 Xương ngang mảng trước Thanh ngang mảng trước Nhận xét : Kết ứng suất chi tiết mảng trước trường hợp đạt yêu cầu Tuy nhiên vị trí xương đứng mảng trước có hệ số an toàn thấp Để đảm bảo độ bền cho chi tiết cần nâng cao hệ số an toàn lên cách tăng độ dày, dùng phương pháp nâng cao tính vật liệu thay đổi vật liệu có tính cao Nếu tăng độ dày khối lượng toàn thùng xe tăng SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 113 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 4.5.7 Kết chi tiết mảng hông trường hợp quay vịng Hình 4.55 Kết chuyển vị mảng hơng trường hợp quay vịng Bửng hơng gồm cánh dơi, bửng bên, cụm trụ chịu ứng suất lớn trường hợp xe quay vòng Gia tốc quay vòng xe 1.4 m/s2, với áp lực tác dụng lên bửng hông 0.001 Mpa Giá trị chuyển vị lớn chi tiết bửng hông 6.28 mm, vị trí dầm dọc cánh dơi, chuyển vị cho phép 15mm Trường hợp chuyển vị chi tiết mảng hông đạt yêu cầu Hình 4.56 Kết ứng suất mảng hơng trường hợp quay vòng SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 114 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp = 117.5 Mpa vị trí trụ Hình 4.57 Kết chi tiết mảng hơng trường hợp quay vịng 1-Xương bửng hơng; 2-Trụ mảng hơng; 3-Khung xương cánh hông; 4-Dầm dọc Bảng 4.6 Kết chi tiết mảng hơng trường hợp quay vịng Độ dày 𝛿𝑐h 𝛿𝑡í𝑛ℎ HSAT (mm) (MPA) (MPA) ≥1.4 SPHC 1.0 150 102 1.4 Trụ mảng hông SS400 4.0 260 117.5 2.2 Khung xương cánh hông SPHC 1.0 150 67 2.2 Dầm dọc SS400 2.0 260 63 2.3 STT Chi tiết Vật liệu Xương bửng hông SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 115 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Nhận xét : Kết ứng suất chi tiết mảng hơng đạt u cầu trường hợp Tuy nhiên vị trí xương bửng hơng có hệ số an tồn thấp, cần tăng hệ số an toàn lên cách tăng độ dày xương, dùng phương pháp nâng cao tính vật liệu thay đổi vật liệu có tính cao Nếu tăng độ dày khối lượng tồn thùng xe tăng 4.5.8 Kết chi tiết trường hợp nâng cánh dơi Theo số liệu tính tốn lực nâng cánh dơi chương 2, ta có giá trị lực tác động để nâng cánh dơi F = 8177 N Để đảm bảo độ bền mỏi trình làm việc nên ta lấy lực tác động vào vị trí đặt xylanh 1.3 lần lực tác động để nâng cánh dơi Trường hợp vị trí pat xylanh hàn cánh hông, pat xylanh mảng trước, pat xylanh mảng sau chịu ứng suất lớn Hình 4.58 Đặt lực tác động lên vị trí lắp xylanh Hình 4.59 Kết chuyển vị trường hợp nâng cánh dơi SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 116 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng Hình 4.60 Kết ứng suất trường hợp nâng cánh dơi Nhận xét : Sau loại bỏ giá trị ứng suất lớn cục không ảnh hưởng đến độ bền kết cấu ta kết sau Kết ứng suất lớn trường hợp = 146.3MPa Pat xylanh hàn cánh dơi, Pat xylanh hàn cánh dơi làm từ thép SS400, giới hạn chảy 𝛿𝑐h = 260 MPa, HSAT chi tiết trường hợp nâng cánh dơi 1.7 Trường hợp đủ độ bền Kết chuyển vị lớn trường hợp nâng cánh dơi 6.31mm, giá trị cho phép 15mm, chuyển vị trường hợp đạt yêu cầu SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 117 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 4.6 Kết luận Có thể nói Hyperworks phần mềm CAE (Computer Aided Engineering) tiếng, ứng dụng nhiều lĩnh vực với khả phân tích xác dựa phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Difference Method – FDM) Hyperworks giúp doanh nghiệp, trung tâm nghiên cứu nâng cao chất lượng, giảm chi phí, nâng cao suất Giúp tối ưu hóa q trình thiết kế sản xuất Trong đồ án ứng dụng phần mềm Hyperworks để tính tốn độ bền giá trị ứng suất chuyển vị cho kết cấu thiết kế Từ đưa đánh giá cụ thể trước tiến hành sản xuất Từ kết tính tốn phần mềm Hyperview, xét đến HSAT vật liệu ta thấy kết cấu thùng cánh dơi thiết kết đảm bảo độ bền trường hợp hoạt động xe thực tế Phần kết cấu bửng nâng chưa đạt yêu cầu độ bền vị trí xương ngang bửng nâng, xương cần đẩy bửng nâng, pat treo liên kết với Chassis Những nơi có ứng suất cục lớn không đạt yêu cầu độ bền chủ yếu tập trung vị trí có tiết diện thay đổi đột ngột, hay tiết diện có bán kính cong lớn Cần tiến hành nâng cao độ bền cho bửng nâng cách thay đổi vật liệu có tính cao hay tiến hành gia cố để tăng độ bền cho kết cấu bửng nâng Đối với kết cấu thùng cánh dơi đảm bảo độ bền trường hợp hoạt động, nhiên có số chi tiết thừa bền Có thể tiến hành tối ưu độ bền cho thùng thiết kế nhằm giảm trọng lượng toàn bộ, giảm giá thành vật liệu đảm bảo độ bền đạt yêu cầu SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 118 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng KẾT LUẬN Thùng xe cánh dơi lắp đặt xe tải sở Chassis Thaco thiết kế kết cấu, tính tốn lựa chọn xylanh phù hợp đảm bảo cho hoạt động cần thiết thùng, tính toán độ bền kết cấu phần mềm Hyperworks Các hoạt động đóng mở cánh dơi, nâng hạ bửng nâng đảm bảo trực quan nhờ q trình mơ hoạt động phần mềm Catia V5 Từ nhận biết trước ảnh hưởng va chạm phát sinh trình hoạt động thùng xe thực tế Kích thước tổng thể thùng thiết kế DxRxC :7200x2350x2450, kích thước lọt lịng thùng thiết kế DxRxC(mm) : 6800x2240x2120 Với tải trọng thiết kế 9000kg, hệ số q tải 120% Tính tốn kiểm nghiệm độ bền thùng xe phần mềm Hyperworks Các trường hợp tính tốn độ bền : trường hợp bình thường xe đứng yên chịu đầy tải(đã tính đến hệ số tải); trường hợp xe phanh gấp; trường hợp xe quay vòng, trường hợp nâng cánh dơi trường hợp nâng hạ bửng nâng Kết cấu chi tiết cụm bửng nâng lắp Chassis thùng xe thiết kế không đạt độ bền số vị trí, cần tiến hành gia cố chi chi tiết, kết cấu, tăng tính vật liệu vật liệu có tính cao để đảm bảo độ bền cần thiết cho q trình vận chuyển, nâng hạ hàng hố bửng nâng Kết cấu chi tiết thùng cánh dơi đủ độ bền trường hợp làm việc, tiến hành tối ưu hố cho thùng xe giảm độ dày vật liệu, giảm tính vật liệu, thay đổi vật liệu có giá trị tính thấp Từ giảm trọng lượng thân thùng xe thiết kế, giảm giá thành sản xuất Việc ứng dụng phần mềm kỹ thuật hỗ trợ trình thiết kế Catia hay Hyperworks quan trọng, giúp cho q trình tính tốn thiết kế nhanh chóng, trực quan đạt kết với độ xác cao SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 119 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng “Lý thuyết ôtô máy kéo” NXB khoa học kỹ thuật - Hà Nội; 1998 [2] Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên “Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo” NXB Ðại học trung học chuyên nghiệp - Hà Nội; 1985 [3] Nguyễn Hoàng Việt “Kết cấu tính tốn ơtơ” Tài liệu lưu hành nội khoa Cơ Khí Giao Thơng; Đại Học Đà Nẵng; Đà Nẵng 1998 [4] PGS.TS TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, Nhà xuất giáo dục [5] Quy chuẩn Việt Nam: QCVN 09/2011 BGTVT Bộ Giao thông Vận tải ban hành 17/11/2011 [6] Tài liệu HYPERWORKS HDM INTRO MANUAL TOTAL V13 MR APRIL 10/2014 www.altairhyperworks.com [7] Tài liệu kỹ thuật xe tải sở Chassis Thaco, Công ty cổ phần ô tô Trường Hải (THACO) [8] Thông tư Bộ Giao thông Vận tải: TT 42/2014 BGTVT Bộ Giao thông Vận tải ban hành ngày 15/09/2014 [9] Trương Tất Tài “Hướng dẫn sử dụng phần mềm catia” Bộ mơn tự động hóa TK CN CK [10] Trần Ích Thịnh – Ngơ Như Khoa Phương pháp phần tử hữu hạn Hà Nội – 2007 [11] Nguyễn Hoài Sơn (Chủ biên) - Lê Thanh Phong - Mai Đức Đãi Giáo trình Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn tính tốn kết cấu Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh - 2008 [12] Website https://hulomech.com SVTH: Bùi Khắc Điêp Phạm Hiếu Hướng dẫn: TS Phan Minh Đức 120 ... Minh Đức Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÙNG CÁNH DƠI CÓ BỬNG NÂNG LẮP TRÊN XE CƠ SỞ CHASSIS THACO 2.1 Thiết kế thùng cánh dơi có bửng nâng lắp xe sở Chassis... dụng xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng 1.3.4 Nhận xét chung CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÙNG CÁNH DƠI CÓ BỬNG NÂNG LẮP TRÊN XE CƠ SỞ CHASSIS THACO 2.1 Thiết kế thùng cánh dơi. .. 27 Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng 2.1.10 Thiết kế bửng nâng Kết cấu thùng bao gồm cụm bửng nâng, cụm cánh dơi trái phải đối xứng, cụm mảng trước, cụm mảng sau, cụm trụ bốn cụm bửng