Tối ưu hóa khung xe BUS b45 nhằm giảm rung động ghế hành khách

Đ I H ω ĐÀ N NG TR NGăĐ IăH CăBỄCHăKHOA NGUY N MINH THI N T Iă UăHịAăKHUNGăXEăBUSăB45ă NH M GI MăRUNGăĐ NG GH HÀNH KHÁCH Chuyên ngành: K thu t c ăkhí Mã s : 8520103 LU NăVĔNăTH CăSƾăK THU T Ng iăh ng d n khoa h c: PGS.TS LÊ CUNG ĐƠăNẵng - Nĕmă2018 L IăCAMăĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Ngư i cam đoan Nguy n Minh Thi n M CL C TRANG BÌA L IăCAMăĐOAN M CL C TRANGăTịMăT Tă U NăVĔN DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T DANH M C CÁC B NG DANH M C CÁC HÌNH M Đ U 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên c u Đ i tượng ph m vi nghiên c u Phương pháp s vật chất phục vụ nghiên c u Ý nghĩa khoa h c thực tiễn c a đề tài Dự kiến kết qu đ t Cấu trúc luận văn CH NGă1 T NG QUAN V RUNGăĐ NG TRÊN Ô TÔ 1.1 nh hư ng c a rung động đến chất lượng ô tô .4 1.1.1 Rung động ô tô 1.1.2 ωơ chế tác động lên thể ngư i 1.1.3 nh hư ng c a rung động đến độ bền khung v an toàn chuyển động 1.2 Tổng quan nghiên c u rung động nước .7 1.2.1 Nghiên c u nước 1.2.2 Nghiên c u nước 1.3 Tiêu chuẩn đánh giá rung động ô tô .11 1.3.1 RMS (Root Mean Square) 12 1.3.2 MTVV (Maximum Transient Vibration Value) 13 1.3.3 VDV (Vibration Dose Value) 14 1.4 Các nguồn rung động yếu t nh hư ng đến nguồn rung động .14 1.4.1 Nguồn kích thích từ mặt đư ng 15 1.4.2 Nguồn kích thích từ động chi tiết quay 17 CH NGă2 MỌăHÌNHăDAOăĐ NG KHUNG XE VÀ19 GH HÀNH KHÁCH19 2.1 Lý thuyết rung động 19 2.1.1 Mơ hình dao động kích thích cưỡng b c 19 2.1.2 Mơ hình dao động c a ô tô kích thích c a mặt đư ng 20 2.2 Xây dựng mơ hình rung động khung xe ghế hành khách .20 2.3 Dao động riêng c a khung xe 22 2.4 Thực nghiệm xác đ nh thông s đầu vào .22 2.4.1 Phương pháp đo rung động thiết b LMS test Lab 23 2.4.2 Giới thiệu thiết b rung động LMS test Lab 24 2.4.2.1 Tổng quan thiết b đo 24 2.4.2.2 Nguyên lý ho t động .28 2.4.2.3 Tiến hành đo lấy thông s đầu vào 28 2.4.3 Kết qu đo rung động 32 CH NGă3 NG D NG PH N M MăHYPERWORKSăĐ GI I BÀI TOÁN RUNGăĐ NG 34 3.1 ωơ s lý thuyết giới thiệu chung phần mềm Hyperworks 34 3.1.1 Lý thuyết phương pháp phần tử hữu h n 34 3.1.2 Giới thiệu chung phầm mềm Hyperworks 36 3.1.2.1 Hyper Mesh .36 3.1.2.2 HyperView 37 3.1.2.3 HyperGraph .37 3.1.2.4 HyperCrash 38 3.1.2.5 Radioss 38 3.1.2.6 Optistruct 39 3.1.2.7 MotionView 39 3.1.2.8 Simlab 40 3.2 Thông s kỹ thuật c a xe buýt 40 3.2.1 Thông s b n 40 3.2.2 Các thông s đầu vào cho việc tính tốn 41 3.2.2.1 Khung xương đầu 41 3.2.2.2 Khung xương m ng hông trái 42 3.2.2.3 Khung xương m ng hông ph i 42 3.2.2.4 Khung xương m ng mui 43 3.2.2.5 Khung xương m ng đuôi 44 3.2.2.6 Khung xương m ng sàn 45 3.3 Xây dựng toán .47 3.3.1 Cấu trúc tổng thể c a toán FEA phần mềm Hyperwork 47 3.3.2 Xây dựng mơ hình phân tích dao động 48 3.3.2.1 Mơ hình lý thuyết 48 3.3.2.2 Phần tử khung xương body chassis 49 3.3.2.3 Phần tử d ng kh i 3d .51 3.3.2.4 Phần tử liên kết 53 3.3.2.5 Phần tử Mass 53 3.3.2.6 Hệ s dập tắc dao động c a mơ hình khung xe .55 3.4 Xây dựng điều kiện biên cho toán rung động FRF phần mềm HyperWorks .55 3.4.1 Ràng buộc SPC 56 3.4.2 Đ nh nghĩa đơn v lực kích thích DLOAD 57 3.4.2.1 Chân máy bên phụ phía trước 58 3.4.2.2 ωhân máy bên phụ phía sau 60 3.4.2.3 ωhân máy bên tài phía trước 61 3.4.2.4 Chân máy bên tài phía sau .62 3.4.3 Dãy tần s kích thích FREQ 62 3.4.4 Card tính tốn METHOD 63 CH NGă4 TÍNH TỐN K T QU - T Iă UăHịAăK T C U KHUNG XE - KI M CH NG TH C NGHI M 65 4.1 Kết qu tính toán rung động xe buýt 65 4.1.1 ψiên độ vận t c theo phương X 65 4.1.2 ψiên độ vận t c theo phương Y 67 4.1.3 ψiên độ vận t c theo phương Z 68 4.1.4 ψiên độ gia t c rung động theo phương X 70 4.1.5 ψiên độ gia t c rung động theo phương Y 72 4.1.6 ψiên độ gia t c rung động theo phương Z 73 4.2 Kết qu tính toán giá tr gia t c 75 4.3 T i ưu hóa kết cấu khung xe .77 4.3.1 Tăng độ c ng kết cấu khung xương 77 4.3.1.1 ωác v trí rung động lớn 77 4.3.1.2 Phương án tăng c ng kết cấu khung xương 78 4.3.2 T i ưu hóa kết cấu 78 4.3.2.1 V trí sàn hành khách, tôn m ng mui m ng đuôi .79 4.3.2.2 Thay đổi khung xương m ng sàn 80 4.3.2.3 Thay đổi khung xương m ng mui 80 4.4 Đánh giá kết qu t i ưu hóa 81 4.4.1 M c độ rung động 81 4.4.1.1 M c độ rung động theo phương X 81 4.4.1.2 M c độ rung động theo phương Y 82 4.4.1.3 M c độ rung động theo phương Z 83 4.4.2 M c độ tho i mái sau t i ưu 84 4.4.2.1 M c độ tho i mái theo phương X 84 4.4.2.2 M c độ tho i mái theo phương Y 85 4.4.2.3 M c độ tho i mái theo phương Z 86 4.5 Thực nghiệm đánh giá kết qu t i ưu 88 4.5.1 Kết qu đo đ t thực tế trước t i ưu 88 4.5.2 Kết qu đo đ t thực tế sau t i ưu 89 K Tă U N 91 H NG PHÁT TRI NăĐ TÀI 92 TÀI LI U THAM KH O 93 PH L C UY TăĐ NHăGIAOăĐ ăTĨI LU NăVĔNăTH CăSƾă(B N SAO) BÀI BÁO C A TÁC GI (Gi y xác nh năđ ngăỦăchoăđĕngăbƠi) B Nă SAOă K Tă U Nă C Aă H Iă Đ NG,ă B Nă SAOă NH Nă XÉTă C Aă CỄCă PH NăBI N,ă UY TăĐ NHăGIAOăĐ ăTĨI TRANGăTịMăT Tă U NăVĔN T Iă UăHịAăKHUNGăXEăBUụTăB45ăNH M GI MăRUNGăĐ NG GH HÀNH KHÁCH INVESTIGATION ON OPTIMISING STRUCTURE OF BUS FRAME FOR REDUCING PASSENGER CHAIR VIBRATION H căviên:ăNGUY NăMINHăTHI N Chuyên ngành: C ăK ăTHU T Mưăs :ă8520103ăKhóa: K34 Tr ngăĐ iăh căBáchăkhoaă- ĐHĐN Vấn đề rung động tiếng ồn xe buýt tiêu chí quan tr ng cần c i thiện nhằm đ m b o tho i mái an toàn cho hành khách Trong kết cấu xe buýt, khung xương xe phận truyền rung động từ nguồn kích thích động cơ, mặt đư ng… đến v trí ghế hành khách T i ưu hóa độ c ng khung xương xe gi i pháp hiệu qu nhằm gi m rung động xe t o tho i mái cho hành khách ψài báo đề xuất mơ hình mô ph ng rung động kết cấu khung xe buýt B45, sử dụng phần mềm Hyperworks Trên s phân tích kết qu tính tốn rung động, tác gi lựa ch n kết cấu khung xe t i ưu, thay đổi độ c ng khung xương xe, gi m thiểu rung động ghế hành khách, đáp ng m c cao tho i mái theo tiêu chuẩn ISO Human Body Vibration (ISO 2631) Kết qu rung động trước sau t i ưu kết cấu khung xe kiểm ch ng đo đ c thực nghiệm rung động t i v trí khác ghế hành khách Từ khóa: Phương pháp phần tử hữu h n; Hyperworks software, Tiêu chuẩn ISO 2631; Rung động khung xe; Thiết b đo LMS Abstract - Vibration and noise issues are an important criterion in order to improve the comfort and safety for passengers In bus vehicle structures, the bus frame is the main part transmitting vibrations from exciting sources such as engines, road surface to the driver seats Optimizing bus frame stiffness is an effective solution to reduce vehicle vibration in order to increase make more comfortable for passengers The paper deals with a simulation model of B45 bus structural frame, using Hyperworks software Based on the analysis of vibration results, the authors choose the optimum bus frame structure, change the stiffness of the vehicle frame, minimize passenger seat vibration, meet criterion in ISO Human Body Vibration (ISO 2631) standard The vibration results of the bus structural frame before and after optimization will be verified by experimental measurements of vibration at various positions at passenger seats Key words: Finite element method; Hyperworks Software; Standard ISO 2631; Vehicle frame vibration; LMS measuring equipment DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T Ký hiệu aw Gia t c rung động c a chuyển động theo th i gian Giá tr gia t c rung động t i th i điểm i Gd(n0) Mật độ lượng mấp mô Ti Mô-men quán tính sinh động làm việc θk Góc quay trục khuỷu Mrec Kh i lượng qn tính [M] Ma trận kh i lượng tổng c a hệ [K] Ma trận độ c ng tổng c a hệ [C] Hệ s dập tắt dao động tổng c a hệ f Lực tác dụng lên hệ dao động Giá tr chuyển v , vận t c gia t c dao động c a hệ vật m X ψiên độ dao động c a hệ vật m ω Tần s góc c a nguồn kích thích ξ Tỷ s gi m chấn φu Góc lệch pha dao động c a vật m so với hàm kích thích ωn Tần s riêng c a hệ r Tỷ s tần s Kb, Cb, mb Độ c ng, hệ s dập tắt dao động kh i lượng tổng khung xe Ks, Cs, ms Độ c ng, hệ s dập tắt dao động kh i lượng ghế hành khách Km, Cm Độ c ng, hệ s dập tắt dao động c a cao su gi m chấn động Ka , Cd Độ c ng bầu hơi, hệ s dập tắt dao động c a gi m chấn Các từ vi t t t TCVN RMS MTVV Tiêu chuẩn Việt Nam Root Mean Square Maximum Transient Vibration Value VDV Vibration Dose Value PSD Power Spectral Density CAE Computer Aided Engineering CAD Computer Aided design FEA Finite Element Application FRF Frequency Response Function NVH Noise Vibration Harshness DANH M C CÁC B NG B ng 1.1 M c độ tho i mái theo gia t c rung động (tiêu chuẩn ISO 2631) 13 B ng 1.2 Giá tr Gd(n0) ng với lo i đư ng (ISO 8608) 16 B ng 2.1 Thông s kỹ thuật c m biến seatpad 25 B ng 2.2 Thông s kỹ thuật c m biến s vòng quay (tacho) 25 B ng 2.3 Thông s kỹ thuật c m biến gia t c phương 26 B ng 2.4 Thông s kỹ thuật c m biến gia t c ba phương 26 B ng 3.1 Thông s kỹ thuật b n c a xe buýt 40 B ng 3.2 Thuộc tính phần tử c a m ng khung xương 49 B ng 3.3 Phần tử d ng kh i c a pát liên kết 52 B ng 3.4 Phần tử Mass c a kh i lượng chi tiết 53 B ng 3.5 Ràng buộc liên kết SPC 56 B ng 3.6 Các hàm DLOAD c a v trí kích thích 58 B ng 3.7 Dãy tần s kích thích FREQ 63 B ng 4.1 ψiên độ vận t c [mm/s] theo tần s rung động phương X 66 B ng 4.2 ψiên độ vận t c [mm/s] theo tần s rung động phương Y 68 B ng 4.3 ψiên độ vận t c [mm/s] theo tần s rung động phương Z 70 B ng 4.4 ψiên độ gia t c (m/s2) theo tần s rung động phương X 71 B ng 4.5 ψiên độ gia t c (m/s2) theo tần s rung động phương Y 73 B ng 4.6 ψiên độ gia t c (m/s2) theo tần s rung động phương Z 75 B ng 4.7 So sánh kết qu biên độ vận t c (mm/s) trước sau t i ưu 84 B ng 4.8 So sánh kết qu giá tr gia t c (m/s2) trước sau t i ưu 87 B ng 4.9 So sánh kết qu giá tr gia t c rung động hiệu dụng sau t i ưu 90 42 3.2.2.2 Khung xương mảng hông trái Kết cấu khung xương m ng hơng trái có cấu t o ch yếu từ thép hộp □40x40x2.0, □40x40x1.4 □40x60x2.0 Kết cấu m ng hông trái t o thành từ m ng ghép l i với nhau, s bao gồm m ng xương căng tơn, xương trụ c p xương trụ kính hơng bo cong theo hình dáng bên ngồi c a xe Hình 3.16 Kết cấu khung xương mảng hông trái ωũng từ phần mềm ta có tổng thể tích c a m ng hơng trái có giá tr là: Vht = 1,423x107 mm3 0,01423 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương hông trái: Mht = 0,01423x7800 = 111 [kg] 3.2.2.3 Khung xương mảng hông phải Khung xương m ng hông ph i có kết cấu đ i x ng gi ng với m ng hông trái, thông s quy cách thép sử dụng chung cho c hai m ng hông trái ph i, kết cấu m ng hơng ph i khơng có b trí bầu l c gió động hơng trái nên điểm khác biệt chúng Kết cấu m ng hông ph i thể hình đây: Tổng thể tích c a tồn m ng hơng ph i thu từ phần mềm có giá tr bằng: Vhp = 1,41x107 mm3 0,0141 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương hông ph i: Mhp = 0,0141x7800 = 110 [kg] 43 Hình 3.17 Kết cấu khung xương mảng hơng phải 3.2.2.4 Khung xương mảng mui khung xương m ng mui ch yếu thép hộp □40x40x2.0, □40x60x2.0, □20x40x1.4 □30x60x2.0 Trong đó, kèo lo i □40x40x2.0 u n cong để t o độ d c đ nh phía hai bên thành xe, hai □40x60x2.0 sử dụng để đỡ máy l nh, với s ngang ngắn □20x40x1.4 □40x40x1.4 để t o liên kết kèo nhằm hình thành dầm ngang, đầu cu i c a m ng mui sử dụng hộp lo i □30x60x2.0 để t o bề rộng đ nh nhằm liên kết giáp mí t t với tơn mui đ m b o độ kín cho xe Kết cấu tổng thể c a khung xương m ng mui có hình d ng bên dưới: Hình 3.18 Kết cấu khung xương mảng mui Tổng thể tích khung xương mui tìm từ phần mềm: 44 Vm = 2.291x107 mm3 0,02291 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương mui: Mm = 0,02291x7800 = 178,7 [kg] 3.2.2.5 Khung xương mảng đuôi Kết cấu khung xương m ng đuôi t o nên từ quy cách thép chính, thép hộp □40x40x2.0 □40x40x1.4 sử dụng để t o liên kết ngang, đ i với hộp □30x30x1.4 u n cong t o thành dầm đỡ ngang để thuận lợi lắp đặt bề mặt composit đi, mác thép hộp cịn l i □20x40x1.4 sử dụng để t o bề mặt liên kết m ng đuôi với m ng hông trái ph i Kết cấu xương m ng đuôi thể hình bên dưới: Hình 3.19: Kết cấu khung xương mảng đuôi Nh phần mềm Hypermesh, tổng thể tích m ng có giá tr bằng: Vs = 5.154x106 mm3 0,00154 [m3] Tổng kh i lượng m ng đuôi: Ms = 0,00154 x 7800 = 40,2 [kg] 45 3.2.2.6 Khung xương mảng sàn a Mảng sàn trước M ng sàn trước ch yếu sử dụng lo i thép hộp □30x60x1.4, □40x40x1.4 cho kết cấu sàn cabin, hộp □30x30x1.4 sử dụng cho kết cấu xương bậc cấp kết cấu m ng sàn trước thể hình bên dưới: Hình 3.20 Kết cấu khung xương sàn trước Từ phần mềm ta có tổng thể tích khung xương sàn trước: Vst = 2.366x106 mm3 0,002366 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương sàn trước: Mst = 0,002366x7800 = 18,45 [kg] b Mảng sàn Hình 3.21 Kết cấu khung xương sàn Khung xương sàn phần lớn dùng vật liệu thép SAPH440, gồm có: dầm ngang với kích thước □40x40x2.0, hai dầm d c □40x40x2.0, với đỡ ván sàn có kích thước □30x60x1.4 □30x30x1.4 Khung xương sàn 46 ch u gần tồn tự tr ng khung v c a xe, ch u t i tr ng tác dụng liên tục (u n, xoắn, d c trục, ngang) Từ Hypermesh ta tìm tổng thể tích khung xương sàn bằng: Vsc = 1,233x107 mm3 0,01233 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương sàn chính: Msc = 0,01233 x 7800 = 96,17 [kg] c Mảng sàn sau Hình 3.22 Kết cấu khung xương sàn sau M ng sàn sau có kết cấu đơn gi n, ch yếu sử dụng lo i thép hộp □40x40x2.0 □30x30x1.4 để t o nên dầm ch u lực đ để b trí cho hành khách Kết cấu m ng sàn sau thể hình bên dưới: + Tổng thể tích c a m ng sàn sau: Vss = 4,643x106 mm3 0,004643 [m3] + Tổng kh i lượng khung xương sàn sau: Mss = 0,004643x7800 = 36,21 [kg] 47 3.3 Xơyăd ngăbài toán 3.3.1 Cấu trúc tổng thể toán FEA phần mềm ảyperwork C - - Hình 3.23 Cấu trúc tổng thể tốn bền phần mềm Hyperwork [2] uătrúcăc ăb năc aăbƠiătoánăb nătrongăph năm măhyperworksăg mă4ăph n: Phần import liệu cad từ phần mềm thiết kế Phần xử lý mơ hình phần tử hữu h n: + Xây dựng mơ hình lưới từ mơ hình cad, cài đặt thuộc tính vật liệu, khai báo contact, kiểu liên kết: bu lông, m i hàn… ωài đặt điều kiện biên cho toán rung động FRF (Frequency Response Function) Gi i toán: gi i Optistruct gi i phương trình dao động để xác đ nh nghiệm c a toán: chuyển v , vận t c, gia t c t i v trí cần xác đ nh Phần xem kết qu tính tốn: giúp ngư i dùng đ c kết qu để phân tích kết qu tốn rung động gia t c t i v trí cần quan tâm ghế, sàn xe 48 3.3.2 Xây dựng mơ hình phân tích dao động 3.3.2.1 Mơ hình lý thuyết Hình 3.24 Mơ hình hệ rung động khung xe ghế hành khách Kb, Cb, mb: Độ cứng, hệ số dập tắt dao động khối lượng tổng khung xe; Ks, Cs, ms: Độ cứng, hệ số dập tắt dao động khối lượng ghế hành khách; Km, Cm: Độ cứng, hệ số dập tắt dao động cao su giảm chấn động cơ; Ka , Cd: Độ cứng bầu , hệ số dập tắt dao động giảm chấn hệ thống treo; K, B, M: Độ cứng, hệ số dập tắt dao động khối lượng tổng hệ Từ mô hình rung động khung xe ghế hành khách thực đo rung động t i v trí động ωác bầu hơi, gi m chấn c a hệ th ng treo giữ c đ nh đặt mặt đư ng Tuy nhiên, lực từ mặt đư ng tác dụng lên khung xe qua hệ th ng treo không, thông s độ c ng bầu Ka hệ s dập tắt dao động cd c a gi m chấn hệ th ng treo không nh hư ng đến kết cấu khung xương Ghế hành khách có độ c ng Ks hệ s dập tắt dao động cs c a ghế coi không đổi liên kết khung xương m ng sàn liên kết bu-lơng, đó, ghế hành gắn mơ hình khung xương qua phần tử hữu h n liên kết có kh i lượng tương ng V trí đo rung động t i động sau cao su gi m chấn, t c nguồn rung động truyền qua ụ cao su gi m chấn đến khung xương, vậy, thông s Km cm c a cao su gi m chấn động không xét đến nh hư ng dao dộng c a khung xương Mơ hình dao động khung xương cần xác đ nh thông s độ c ng K b hệ s dập tắt dao động cb kh i lượng mb c a khung xương Độ c ng Kb c a kết cấu khung xương liên kết m ng khung xương với khung chassis thép hộp khác Để thiết lập độ c ng khung xương hệ s dập tắt dao động c a khung xương, ta cần xây dựng mơ hình phần tử hữu h n c a m ng khung xương Độ c ng c a khung xương thiết lập mơ hình phần tử hữu h n qua giá tr thuộc tính c a vật liệu kh i lượng riêng, mơ-đun đàn hồi vật liệu, hệ s 49 Poisson…Từ đó, xác đ nh kh i lượng mb c a khung xương kh i lượng chi tiết lắp đặt khung xương Nguồn rung động kích thích f( )ei t mơ hình hóa phần tử hữu h n điều kiện biên dao động Điều kiện biên dao động phụ thuộc vào giá tr nguồn kích thích, v trí đặt nguồn kích thích ràng buộc mơ hình tương ng với kết qu thực nghiệm 3.3.2.2 Phần tử khung xương body chassis ωác chi tiết d ng thép hộp khung c a xe buýt, tôn mui, tôn hông… đặc trưng b i phần tử shell phần mềm ωác thơng s đặc tính c a chi tiết thể qua kh i lượng riêng c a phần tử, mô-đun đàn hồi vật liệu, hệ s poisson, chiều dày c a tấm, hệ s dập tắt dao động c a vật liệu…c a phần tử d ng 2d Trong HyperMesh, phần tử d ng 2d phần tử tam giác Tria 3, Tria hay phần tử t giác Quad 4, Quad Hình 3.25 Phần tử lưới dạng 2d Mơ hình tính tốn gồm hai phần b n khung body khung chassis Trong đó, khung body lắp ghép từ sáu m ng: M ng đầu, m ng mui, m ng đuôi, m ng sàn, m ng hông trái m ng hông ph i Quy cách thép hộp c a m ng trình bày b ng 3.2 Do đó, ta xây dựng phần tử 2d cho m ng chi tiết tôn mui hay tôn bên hơng Bảng 3.2 Thuộc tính phần tử mảng khung xương STT M ngăkhungăx ng M ng xương đầu Quy cách thép Đ ădƠyăthép Hộp 30x30 mm Hộp 30x60 mm 1.4 mm 2.0 mm Hộp 40x40 mm 2.0 mm Hộp 40x60 mm 3.0mm 1.4 mm 1.4 mm 1.4 mm 2.0 mm Thép 3.0 mm Thép M ng xương đuôi Hộp 20x40 mm Hộp 30x30 mm Hộp 40x40 mm Hộp 40x40 mm M ng sàn Hộp 50x50 mm V tăli u Thép 50 STT M ngăkhungăx ng M ng hông trái M ng hông ph i M ng mui Quy cách thép Đ ădƠyăthép Hộp 40x40 mm 2.0 mm Hộp 30x30 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 1.4 mm Hộp 30x60 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 2.0 mm Hộp 40x60 mm 2.0 mm Hộp 40x40 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 2.0 mm Hộp 40x60 mm 2.0 mm Hộp 20x40 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 1.4 mm Hộp 40x40 mm 2.0 mm Hộp 40x60 mm 2.0 mm Hộp 30x60 mm 2.0 mm V tăli u Thép Thép Thép : Dày 1.4 mm : Dày 2.0 mm : Dày 3.0 mm : Dày 4.0 mm Hình 3.26 Mơ hình hóa phần tử 2d khung boby Tương tự, khung chassis xây dựng d ng phần tử d ng 2d cho thép hộp ωác pát đỡ chân động cơ, bầu hơi, giằng… phần tử có độ dày lớn từ 5.0ẳ8.0 mm 51 : Dày 2.0 mm : Dày 3.0 mm : Dày 4.0 mm : Dày 5.0 mm : Dày 8.0 mm Hình 3.27 Mơ hình hóa phần tử 2d khung chassis Thông tin vật liệu đưa vào mơ hình card MAT1 Tải FULL (146 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Hình 3.28 Khai báo thông số đặc trưng vật liệu Khung xương thép hộp có thơng s sau: - Mơ đun đàn hồi: E = 2.105 (N/mm2) - Hệ s Poisson: Nuxy = 0,3 - Kh i lượng riêng: Density = 7,8.10-9 (tấn/mm3) 3.3.2.3 Phần tử dạng khối 3d Phần tử d ng kh i 3d phần tử d ng lưới tương tự phần tử d ng đặc trưng thơng s thuộc tính c a vật liệu Phần tử dùng cho pát giằng hệ th ng treo, liên kết đòn dẫn hướng…Phần tử d ng kh i 3d gồm phần tử Tetra 4, Tetra 10, Pyramid 5, Pyramid 13, Penta 6, Penta 15, Hex 8, Hex 20 52 Hình 3.29 Phần tử pát giằng, pát đòn hệ thống treo ωác phần tử d ng kh i 3d liên kết với phần tử d ng c a khung xương qua m i hàn bu-lông Bảng 3.3 Phần tử dạng khối pát liên kết STT Tênăchiăti t Ph năt Kh iăl ngăriêng Pát giằng trước Tetra 7.85x10-9 tấn/mm3 Pát đòn dẫn hướng Tetra 7.85x10-9 tấn/mm3 Pát đòn dẫn hướng Tetra 7.85x10-9 tấn/mm3 Thơng tin vật liệu đưa vào mơ hình card MAT1 Hình 3.30 Khai báo thơng số đặc trưng vật liệu Khung xương thép hộp có thông s sau: - Mô đun đàn hồi: E = 2.105 (N/mm2) - Hệ s Poisson: Nuxy = 0,3 - Kh i lượng riêng: Density = 7,8.10-9 (tấn/mm3) 53 3.3.2.4 Phần tử liên kết Hình 3.31 Phần tử liên kết a) Phần tử hàn; b) Phần tử RBE2; c) Phần tử Bushing ωác chi tiết thực tế liên kết với m i ghép đinh tán, bu-lông, hàn hay ri-vê Trong HyperMesh, m i ghép thể thông qua phần tử RψE2, liên kết bu-lông, m i hàn d ng 2d Phần tử ψushing liên kết chi tiết mà đặc tính c a có độ c ng theo phương, hệ s dập tắt dao động, phương chiều phần tử 3.3.2.5 Phần tử Mass Để đơn gi n hóa mơ hình, chi tiết có kh i lượng kính chắn gió, kính m ng hơng, hành khách… biểu diễn qua phần tử Mass Đặc trưng c a phần tử Mass có kh i lượng tương ng liên kết vào v trí tiếp xúc c a chi tiết Liên kết phần tử Mass phụ thuộc vào kh i lượng tập trung hay kh i lượng phân b cần gắn Tải FULL (146 trang): bit.ly/2Ywib4t mô hình Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Hình 3.32 Phần tử Mass có khối lượng phân bố khối lượng tập trung ωác phần tử Mass có kh i lượng tập trung liên kết phần tử khác qua liên kết RψE3 t a độ c a kh i lượng trùng với tr ng tâm chi tiết Mặc khác, kh i lượng phân b chia kh i lượng lên phần tử liên kết hình 3.29 Bảng 3.4 Phần tử Mass khối lượng chi tiết STT Tênăkh iăl ng Kh iăl ngă[kg] Ph năt Mass Động 500,0 Tập trung Hộp s 150,0 Tập trung Két nước 120,0 Tập trung Bình u-rê 48,5 Tập trung ψầu air 29,0 Tập trung 54 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Tênăkh iăl ng ψình nhiên liệu T l nh Ghế khách Ghế tài xế Táp-lơ Điều hịa Qu t thơng gió Máng gió trái Máng gió ph i ωửa khách Kính chiếu hậu ωửa khách ψộ g t mưa ψình ắc quy ω p hông trái ω p hông ph i ng x Box lái Kính chắn gió Hành lý Kính hơng trái Kính hơng ph i Kính lưng Sàn hầm máy Sàn ca-bin La phông Nhựa đầu Nhựa đuôi Tôn hông trái Tơn hơng ph i Kính cửa tài Tappy hơng trái Tappy hông ph i Tôn lồng vè trái Tôn lồng vè ph i Kh iăl ngă[kg] 120,0 30,0 2184,0 108,8 37,35 150,0 11,5 34,0 34,0 26,2 57,0 26,2 18,7 59,0 60,0 60,0 24,0 42,0 54,0 923,7 65,0 65,0 13,0 132,9 243,2 47,45 36,0 34,0 36,0 36,0 13,6 15,0 15,0 11,3 11,3 Ph năt Mass Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Tập trung Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b Phân b 55 : Khối lượng phân bố : Khối lượng tập trung Hình 3.33 Mơ hình hóa phần tử Mass 3.3.2.6 Hệ số dập tắc dao động mơ hình khung xe Theo [2] đ i với vật liệu thép sử dụng hệ s dập tắc dao động tổng thể 6% độ c ng, đ nh nghĩa mơ hình card Param, G, 0.06 Đ i với tốn tính tốn rung động kích thích từ nguồn rung c a động chế độ khơng t i (xe đ ng n), nguồn kích thích rung động từ động lấy sau cao su chân máy không xét đến việc t i ưu hóa thơng s c a ghế khách nên phần tử đặc trưng cho độ c ng hệ s dập tắc dao động c a phần tử hệ th ng treo, ghế khách cao su chân máy b qua 3.4 Xơyă d ngă uă ki nă biênă choă bƠiă toán rungă đ ng FRF trênă ph nă m mă HyperWorks Theo [2], toán rung động xây dựng theo phần tử hữu h n HyperWorks cần ph i xác đ nh yếu t như: T i kích thích (DLOAD), dãy tần s kích thích (FREQ), ràng buộc (SPω) card tính tốn (METHOD) Trong đó, nguồn kích thích bao gồm đơn v liệu kích thích biên độ lực biên độ chuyển v , vận t c hay gia t c giá tr c a nguồn rung động ràng buộc liên kết tương ng với s bậc tự t i v trí liên kết c a mơ hình 56 Ràng buộc (SPC) Đ nh nghĩa đơn v lực (DLOAD) Bài toán rung động Dãy tần s kích thích (FREQ) Card tính tốn (METHOD) + V trí ràng buộc bậc tự liên kết mơ hình + Lực FORCE + Chuyển v , vận t c, gia t c + B ng giá tr kích thích TABLED1 + Dãy tần s kích thích FREQi + Card tính tốn EIGRL, EIGRL Hình 3.34 Sơ đồ điều kiện biên toán rung động HyperWorks 3.4.1 Ràng buộc SPC T i v trí chân máy động cơ, pát liên kết ch u rung động từ nguồn kích thích với biên độ vận t c theo phương OXYZ Do vậy, pát liên kết ràng buộc liên kết bậc tự Mặc khác, test thử động rung động động cơ, xe đ ng yên t i chỗ, bầu c a hệ th ng treo giữ c đ nh Do vậy, v trí bầu c đ nh bậc tự hình 3.34 Bảng 3.5 Ràng buộc liên kết SPC STT V ătrí Nodeăph năt B căt ădo ωhân máy bên phụ phía trước 2788823 ωhân máy bên phụ phía sau 2788818 ωhân máy bên tài phía trước 2788824 3 Chân máy bên tài phía sau 2788820 2188795, 2188796, ωác bầu hệ th ng treo 2188797, 2188798, 2188799, 2188802 fc17da72 ... Hyperworks mơ hình dao động nói nhằm phân - tích/xác đ nh rung động khung xe ghế hành khách Hiệu chỉnh kết cấu khung xe nhằm tìm kết cấu t i ưu, gi m thiểu rung động ghế hành khách - Kiểm ch ng thực... phận truyền rung động từ nguồn kích thích động cơ, mặt đư ng… đến v trí ghế hành khách T i ưu hóa độ c ng khung xương xe gi i pháp hiệu qu nhằm gi m rung động xe t o tho i mái cho hành khách ψài... Hình 2.2 Mơ hình rung động c a khung xe tác dụng lực từ mặt đư ng 20 Hình 2.3 Đư ng truyền rung động NVH từ động lên thân xe 21 Hình 2.4 Mơ hình hệ rung động khung xe ghế hành khách 21