Ứng dụng autodesk inventor trong thiết kế công nghệ kết cấu sàn chở ô tô trên tàu thủy theo phương pháp tham số

Bài viết đã trình bày kết quả của việc ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor thiết kế kết cấu sàn chở ô tô trên tàu thủy bằng cách sử dụng tham số. Ứng dụng Autodesk Inventor trong thiết kế giúp người thiết kế tận dụng tối đa các nguồn tham khảo từ các dự án trước, các thư viện thiết bị có sẵn, dễ dàng thay đổi phương án thiết kế.

CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 1/4/2018 ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR TRONG THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ KẾT CẤU SÀN CHỞ Ô TÔ TRÊN TÀU THỦY THEO PHƯƠNG PHÁP THAM SỐ APPLY AUTODESK INVENTOR IN DESIGNING CAR DECK OF CAR SHIP BY PARAMETER METHOD Mai Tuyết Lê Nguyễn Vĩnh Hải Bộ mơn: Kỹ thuật Cơ khí Tóm tắt Đề tài trình bày kết việc ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor thiết kế kết cấu sàn chở ô tô tàu thủy cách sử dụng tham số Ứng dụng Autodesk Inventor thiết kế giúp người thiết kế tận dụng tối đa nguồn tham khảo từ dự án trước, thư viện thiết bị có sẵn, dễ dàng thay đổi phương án thiết kế Do ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor giúp người thiết kế giảm thời gian, tăng suất độ xác trình thiết kế Abstract The subject presented the results of the application of Autodesk Inventor software designed car deck on the ship The application of Autodesk Inventor in the design also helps designers to make the most of the resources from previous projects, the library of equipment available, easy to change the design The application of Autodesk Inventor software helps designers reduce time, increase productivity as well as accuracy during design Keywords: Autodesk Inventor; Car Deck; Parameter in Inventor; Giới thiệu 1.1 Tính cấp thiết đề tài Sàn chở ô tô (Car deck) hệ thống khí phức tạp bao gồm sàn kết cấu thép đươc nâng hạ hệ thống tời, giúp q trình xếp xe tơ cố định chuyên chở xe ô tô cách thuận tiện Do đặc thù sàn nằm thân tàu thủy, hình dáng kích thước sàn thay đổi phụ thuộc vào vị trí sàn thân tàu, điều dẫn đến thay đổi trình thiết kế lớn [1], để giảm thời gian thiết kế, tăng suất thiết kế vấn đề sử dụng tham số thiết kế sàn thép chỏ ô tô vấn đề cần quan tâm Với phát triển công nghệ thông tin, nhiều phần mềm thiết kế theo phương pháp tham số xây dựng phát triển, kể đến tên tuổi lớn Unigraphic NX [2], Catia [3], Solidwork [4], Autodesk Inventor [5] … phần mềm có mạnh riêng tùy vào nhu cầu sử dụng mục tiêu cần đạt để lựa chọn phần mềm thiết kế cho phù hợp với tài cơng ty Phần mềm Autodesk Inventor phần mềm xây dựng để thiết kế chi tiết, hệ thống khí với tính tham số hóa mạnh, ngồi ra, phần mềm cịn chia thành mơ đun nhỏ để đơn vị sử dụng tùy theo mục đích mà lựa cho cho phù hợp với tình hình tài Ở Việt Nam, với cơng ty có khả tài khơng lớn, việc sử dụng Autodesk Inventor thiết kế khí mang tính khả thi cao Chính lý thực tiễn vậy, nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu ứng dụng Autodesk Inventor thiết kế công nghệ sàn chở ô tô theo phương pháp số 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Tạo vẽ công nghệ để chế tạo phần khung thép sàn chở ô tô phần mềm Autodesk Inventor - Khi thay đổi thông số đầu vào, vẽ tự động cập nhật để giảm thời gian chỉnh sửa mô hình, vẽ 1.3 Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Nghiên cứu phần mềm mơ hình hóa Autodesk Inventor - Nghiên cứu Sàn chở ô tô tàu thủy 1.4 Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu Autodesk Inventor để tạo mơ hình kết cấu thép sàn chở tơ, tạo vẽ công nghệ 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Việc tham số hóa thơng số đầu vào q trình thiết kế rút ngắn thời gian làm việc, đảm bảo độ xác thay đổi thông số thiết kế Từ tăng suất thiết kế - Việc sử dụng Autodesk Inventor thiết kế mơ hình kết cấu sàn chở tơ giúp q trình kiểm tra kết cấu, kiểm tra trình lắp ráp chi tiết khí trở lên nhanh đễ dàng hơn, từ giảm thiểu sai sót thiết kế, giảm sai sót thi cơng người thiết kế kiểm tra cách Nội san khoa học Viện Cơ khí Số 03 – 4/2018 69 CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 1/4/2018 trực quan mơ hình số, sử dụng cơng cụ phân tích để kiểm tra va chạm, bất hợp lý bố trí kết cấu, thiết bị - Với ưu điểm ứng dụng tham số thiết kế kết cấu sàn chở ô tô phần mềm Inventor, việc ứng dụng phương pháp thực tế áp dụng phổ biến thành cơng Ví dụ cơng ty TTS (một công ty chuyên kết cấu khí sàn chở tơ áp dụng) Nội dung 2.1 Sàn chở ô tô tàu thủy (Car Deck) - Sàn chở ô tô tàu thủy, loại sàn (boong) tàu thủy, dùng để chở ô tơ, đảm bảo q trình vận hành tơ bảo quản khơng gây thiệt hại đáng tiếc Ngồi ra, sàn chở tơ tàu thủy cịn giúp tăng số lượng chở tơ sàn dịch chuyển lên xuống nhằm tận dụng tối ưu khoảng khơng tàu thủy (hình 1.1.) [6] Sàn chở ô tô tàu thủy hệ thống khí phức tạp, gồm cấc phần, kết cấu thép, thiết bị nâng hạ tời điện, hệ thống dây cáp, hệ thống điện, ống, (hình 1.2) - Hiện có loại sàn chở tơ tàu thuỷ sử dụng sàn cố định, sàn ô tô nâng (Liftable) sàn chở ô tô treo (Hoistable) sàn Movable (hình 1.1) + Sàn cố định: boong tàu, thiết kế cố định với phần thân vỏ tàu + Sàn Hoistable:Có hệ thống treo riêng hệ thống thuỷ lực tời điện thuỷ lực gắn bên ngoài,trong cấu trúc tàu.Mức sàn sàn Hoistable thay đổi cách linh hoạt làm cho để đầy cách có hiệu với hàng hố u cầu khoảng không khác + Sàn Liftable: Là sàn nâng lên hệ thống nângdi động bên Hệ thống nâng di động gồm xe tải tiêu chuẩn trang bị thang máy kéo Để tránh lệch nhiều, giới hạn kích thước tối đa 14m x14m, sàn chứa hỗn hợp hàng hố khác tổng cơng suất nâng sàn 40 + Sàn Movable: hai sàn nâng (Liftable) sàn treo (Hoistable) Hình Bố trí sàn chở tơ tàu thủy (Car Deck) Hình Hệ thống thiết bị sàn chở tơ (Car Deck) Hình Kết cấu sàn chở tơ Hình Các loại sàn chở ô tô Kết cấu sàn chở ô tô tàu thủy: Một sàn chở ô tô cho tàu thuỷ phải có kích thước lớn phải đáp ứng yêu cầu độ bền, chịu tải hàng hố bên Vì kết cấu sàn chở tơ đóng vai trị quan trọng Kết cấu sàn chở ô tô bao gồm: Mặt ( Top plate ); Thép hình tăng cứng (Stiffener); Dầm (Girder); Tấm Mã (Bracket); Tấm gia cường (Busking stay); Mặt bích (Flange); Mối Hàn (Weld) (hình 4) - Ứng dụng Autodesk Inventor thiết kế sàn chở ô tơ (Car Deck) 2.2.1 Quy trình thiết kế sàn chở ô tô Nội san khoa học Viện Cơ khí Số 03 – 4/2018 70 CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 1/4/2018 - Nhận vẽ bố trí chung tồn tàu, vẽ kết cấu, thiết bị …từ đơn vị thiết kế tàu thủy - Phân tích hình dáng, kết cấu, bố trí thiết bị tàu, đưa thiết kế sơ Car Deck - Nhận phản hồi tư đơn vị thiết kế, nhà máy chế tạo tầu vị trí bố trí Car Deck thân tàu, vị trí thiết bị bố trí Car Deck … - Đưa bố trí chung Car Deck, bố trí kết cấu thép - Tạo vẽ chi tiết 2.3.2 Quy trình thực thiết kế mơ hình kết cấu sàn chờ tơ Thực thiết kế mơ hình kết câu sàn chở tơ Inventor cần theo quy trình xác để đảm bảo q trình điều chỉnh tiến hành xác nhanh chóng Quy trình thực sau: 2.3.2.1 Tạo dự án Car Deck - Tạo dự án Project giúp người dùng dễ dàng quản lý file tạo ra, để lưu xếp tập tin (files) sản phẩm thiết kế vị trí - Chọn Projects để cài đặt đặc điểm dự án - Thiết lập chế độ cho dự án để đảm bảo q trình khơng bị lặp lại nhiều lần trình làm việc dự án, ví dụ q trình tạo vẽ, ký tự, loại kích thước 2.3.2.2 Xây dựng khung xương điều khiển tồn q trình thiết kế kết cấu Car deck (Skeleton) - Tạo Part Skeleton - Tạo tham số cho Car Deck như: chiều rộng, chiều dài, chiều cao, độ dày, khoảng cách,…và tham số khác cần - Xây dựng xương điều khiền Xây dựng xương điều khiển cần tuân theo nguyên tắc định: Vẽ mặt (Top plate) trước vẽ xương khác sau, trình tự sau: + Tạo đường bao cho tôn Car Deck (Top plate) Hình Tạo tham số cho Car Deck + Tạo đường lý thuyết sống chính (dọc – Girder, ngang – Web) + Tạo cánh cho sống (Flange) + Tạo đường lý thuyết cho sườn (Stiffer) + Tạo thép gia cường (Bucking stay) + Tạo hình dạng góc, chi tiết khác 2.3.2.3 Tạo mơ hình chi tiết Car Deck Các mơ hình tạo phương pháp Derive - Tạo chi tiết (part) Car Deck tương tự quy trình tạo chi tiết Part, nhiền để sử dụng tham số Skeleton lập sử dụng cơng cụ Derive Quy trình thực sau: - Trong môi trường Project/ Assembly tạo từ đầu dự án, tạo Part - Chọn Devire để lấy thông số thiết kế từ trước tham số kích thước (parameter) Các khung xương điều kiển (Skeleton) - Sử dụng cơng cụ tạo hình mơ đun Part để hình thành chi tiết theo yêu cầu - Kiểm tra khỏi mơi trường Part để thực cho chi tiết khác Các mơ hình tạo công cụ Frame - Hiện thị khung sườn tạo từ phần Skeleton - Chọn loại thép hình theo yêu cầu khách hàng - Chọn hướng đổ thép hình - Kiểm tra, khỏi mơi trường Frame 2.3.3 Sản phẩm Car Deck sau sử dụng Inventor để thiết kế Mơ hình sản phẩm (hình 6) Nội san khoa học Viện Cơ khí Số 03 – 4/2018 71 CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 1/4/2018 Hình 6.a Mơ hình Car Deck mơ hình hóa Inventor Hình 6.b Mơ hình Car Deck mơ hình hố Inventor Kết luận - Đề tài đưa quy trình xây dựng Car Deck phần mềm Inventor theo phương pháp tham số Phương pháp giúp người thiết kế quản lý thơng số đầu vào, từ chủ động q trình cập nhật có thay đổi thiết kế, điều giúp người thiết kế tiết kiệm thời gian cho việc chỉnh sửa mơ vẽ Mặt khác, sử dụng Inventor giúp trình vẽ chi tiết cách rõ ràng dễ dàng sửa chữa, cập nhật cần - Đề tài đưa hướng dẫn sử dụng Inventor thiết kế sản phẩm đóng tàu, giúp cho sinh viên có tài liệu thực công việc liên quan đến kết cấu thép - Hướng phát triển đề tài sử dụng Inventor thiết kế sản phẩm tương tự cần cẩu, kết cấu máy theo phương pháp tham số TÀI LIỆU THAM KHẢO P T Tỉnh, Lý thuyết thiết kế tàu thủy, Hà Nội: NXB Giao thông vận tải, 2006 Ming C Leu, Amir Ghazanfari, Krishna Kolan, NX 10 for Engineering Design, Siemens, 2016 CATIA, CATIA - Structure Design (SR1), CATIA, 2016 D S SolidWorks, Bridge Design Project with SolidWorks Software, Concord, Massachusetts 01742 USA: Dassault Systèmes SolidWorks, 2009 [5] Autodesk, Autodesk Inventor Professional, Autodesk, 2017 [6] TTS, Car Deck, Hai Phòng: TTS Company, 2018 [1] [2] [3] [4] Nội san khoa học Viện Cơ khí Số 03 – 4/2018 72 ... Hình Kết cấu sàn chở tơ Hình Các loại sàn chở ô tô Kết cấu sàn chở ô tô tàu thủy: Một sàn chở ô tô cho tàu thuỷ phải có kích thước lớn phải đáp ứng yêu cầu độ bền, chịu tải hàng hố bên Vì kết cấu. .. áp dụng phổ biến thành cơng Ví dụ công ty TTS (một công ty chuyên kết cấu khí sàn chở tơ áp dụng) Nội dung 2.1 Sàn chở ô tô tàu thủy (Car Deck) - Sàn chở ô tô tàu thủy, loại sàn (boong) tàu thủy, ... hình số, sử dụng cơng cụ phân tích để kiểm tra va chạm, bất hợp lý bố trí kết cấu, thiết bị - Với ưu điểm ứng dụng tham số thiết kế kết cấu sàn chở ô tô phần mềm Inventor, việc ứng dụng phương pháp