Tính toán Nghiên cứu Tác dụng Của Cánh Gió Trong Việc Cải Thiện Hiệu Quả Thoát Nhiệt ở Phanh Đĩa

Cơ sở lý thuyết tính toán cơ cấu phanh đĩa

Tính toán thông số thiết kế

Viết phương trình cân bằng mô men khi xe đứng yên, xét tại điểm O1, ta có tọa độ trọng tâm xe theo chiều dọc a, b (hình 2.1). Với hệ thống phanh không trang bị hệ thống kiểm soát và điều chỉnh độ trượt bánh xe (xe không có trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS – Anti- lock Brake System, hay trang bị hệ thống phanh điều khiển điện tử EBS -. Để bảo đảm hiệu quả phanh cao nhất với gia tốc chậm dần lớn nhất mà các bánh xe không bị trượt thì ta có thể chọn φbx = 0,64.

Thiết kế hình vẽ sử dụng cho việc mô phỏng 1. Giới thiệu phần mềm inventor

Trong sản xuất thuyền buồm, Inventor được sử dụng để xây dựng mô hình và tạo mẫu đột phá, chạy các thử nghiệm áp lực nhằm xác định các bộ phận cần cắt giảm khối lượng và cải thiện hiệu suất. Một ứng dụng khác của Inventor là trong công nghiệp khai khoáng, nhằm thực hiện các phân tích ứng suất, mô phỏng chuyển động máy tìm ra các va chạm ngoài ý muốn và các lỗi phát sinh. Inventor giúp cắt giảm chi phí sản xuất bằng việc tạo ra các nguyên mẫu và thử nghiệm ảo, hạn chế lỗi và lao động thủ công, tăng chu kỳ sản xuất và đưa sản phẩm đến thị trường nhanh hơn.

Toàn bộ hình học sketch được tạo và chỉnh sữa trong môi trường sketch, dùng các công cụ sketch trên thanh panel.Bạn có thể điều khiển các ô sketch và dùng các công cụ sketch để vẽ đường thăng, đường cong (spline), đường tròn (circle), elip(ellipse), cung (arc),hình chữ nhật/vuông(retangle), hình đa giác (polygon), hay điểm.Bạn có thể bo tròn góc (fillet), mở rộng hay cắt cung, và offset và hình học đối tượng từ các đặc trưng khác. Xuất bản vẽ trong Inventor – Môi trường Drawing hỗ trợ đầy đủ các công cụ để xây dựng một bản vẽ hoàn chỉnh nhất. Bản vẽ của các hình cắt, hình chiếu riêng phần, đến bản vẽ lắp tạo bảng kê cho vật liệu,đánh số cho các chi tiết lắp, thêm kích thước, các kí hiệu liên quan về độ nhám, độ bóng, chất lượng bề mặt,….

Sử dụng số liệu đã tính toán ở chương trước để thiết kế đĩa phanh, đó là bán kính trong và bán kính ngoài của đĩa. Sau khi mở phần mềm inventor, ta tiến hành vẽ bằng những thông số đã tính toán được ở trên. Sử dụng các công cụ vẽ trên thanh công cụ của phần mềm để vẽ được hình như dưới đây.

Khảo sát sự ảnh hưởng của cánh gió ở đĩa phanh trong việc thoát nhiệt khi phanh

• Phân tích và đánh giá kết quả mô phỏng Bảng 3.4: Điều kiện đầu vào bài toán mô phỏng

Hiệu quả của khí động học của một chiếc xe được xác định bởi hệ số cản (Cd): Đây là hệ số thể hiện sức cản của không khí khi xe đang di chuyển tác động lên hình dạng của xe. Khi xe chuyển động, luồng không khí phía trên mui xe phải di chuyển một quãng đường dài hơn so với luồn không khí phía dưới gầm xe. Đây được coi là thành phần chính của khí động học bởi khi di chuyển theo phương này sẽ dẫn đến vận tốc tuyệt đối giữa dòng khí và xe là lớn nhất.

- Cánh chia gió phía trước: Nhiệm vụ của bộ phận này giúp chia cánh gió phía trước và làm biến đổi luồng gió dưới gầm làm giảm bớt lực nâng của xe khi bắt đầu di chuyển. ANSYS là một phần mềm toàn diện và bao quát hầu hết các lĩnh vực vật lý, giúp can thiệp vào thế giới mô hình ảo và phân tích kỹ thuật cho các giai đoạn thiết kế. Phần mềm phân tích mạnh này giúp quá trình thiết kế kỹ thuật qua một cấp độ mới, không chỉ làm việc với những môi trường, thông số biến động, các hàm nhiều cấp bậc, mà còn hỗ trợ làm việc mang tính thích nghi với những mô hình kỹ thuật mới, những công cụ CAE nhiều tính năng.

Dĩ nhiên Ansys sẽ giúp nâng cao hiệu quả khi thiết kế, nâng cao tính sáng tạo, giảm bớt ràng buộc, hạn chế vật lý, thực hiện các bài kiểm tra mô phỏng mà không thể thực hiện trên những phần mềm khác. Phần mềm này tạo ra các mô hình máy tính mô phỏng cấu trúc, thiết bị điện tử hoặc linh kiện máy để mô phỏng ứng suất, độ dẻo dai, độ đàn hồi, phân bố nhiệt độ, điện từ, lưu lượng chất lỏng và các thuộc tính khác. Ansys được sử dụng để mô phỏng cách một sản phẩm hoạt động với các thông số kỹ thuật khác nhau, mà không cần làm các sản phẩm thử nghiệm hoặc tiến hành các thử nghiệm va chạm.

Hầu hết các mô phỏng trong Ansys được thực hiện bằng phần mềm Ansys Workbench, là một trong những sản phẩm chính của công ty. Người dùng có thể bắt đầu bằng cách xác định kích thước của đối tượng, và sau đó thêm trọng lượng, áp suất, nhiệt độ và các đặc tính vật lý khác. Cuối cùng, phần mềm Ansys mô phỏng và phân tích chuyển động, sự mỏi, tiêu chuẩn phá hủy, lưu lượng chất lỏng, phân bố nhiệt độ, hiệu quả điện từ và các hiệu ứng khác theo thời gian.

Tại giao diện phần mềm, kéo 3 components system có tên gọi như (Hình 3.1) nằm bên tay trái trong hộp toolbox vào cửa sổ làm việc. Sau đó đặt tên cho từng mặt phẳng của môi trường cùng hình vẽ bằng cách chọn Advanced selection ở góc dưới bên phải giao diện. Luồng gió chạy song song với cánh là những luồng gió dễ dàng thoát ra ngoài đĩa, có thể thấy cánh thẳng có giá trị dải vận tốc tốt nhất, giá trị dao động từ 18 ÷ 36 m/s.

Theo như kết quả mô phỏng ở trường hợp 2, vận tốc các luồng khí ở mỗi kiểu thiết kế cũng cú sự khỏc nhau rừ ràng về dải vận tốc, tuy nhiờn cú sự khỏc biệt so với trường hợp 1. Luồng không khí tiếp xúc với bề mặt chi tiết, giúp phân tán một lượng đáng kể nhiết năng sinh ra khi hệ thống phanh hoạt động.