PHÂN TÍCH Đ CĐ I MK TC U CA KHUNG XNG Ô TÔ SAMCO-BT3 VÀ MÔ HÌNH HÓA
3.3.1 Một số phần mềm ứng dụng để mô phỏng va chạm
Để giảm chi phí khi tiến hành thí nghiệm va chạm thực tế, các công cụ CAE
đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô. Với các công cụ này nhà
52
phẩm trong khi đó nâng cao được mẫu mã sản phẩm, độ bền và quan trọng nhất đó là an toàn. Khả năng đưara những dự đoán về kết quả tương đối chính xác, các nhà sản xuất có thể thay đổi hình thức cũng như vật liệu sử dụng trong sản xuất. Các công cụ sau được tác giả sử dụng vào việc mô phỏng va chạm của mình.
3.3.1.1 Phần mềm Solidworks
Solidworks là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault system,
bên cạnh một sản phẩm nổi tiếng khác của hãng này là Catia. Với các chức năng
CAD, CAM, CAE. - Chức năng CAD
Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý. Phần mềm này không có nhiều modul như Catia
hay Unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ô tô,
hàng không, điện tử… Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ô tô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks được trang bị công cụ rất tốt, trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault systemn.
- Chức năng CAM
Solidcam là modul Cam của Solid, nó được tách ra để bán riêng, nó chạy ngay trên giao diện của Solidworks, việc sử dụng của SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phầnmềm khác về tính dễ sử dụng.
- Chức năng CAE
Có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cực kỳnổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của Solidworks, làm cho chức năng phân tích của Solid khó có thể có phần mềm khác so sánh được. Với modul phân tích của Solidworks là Cosmos,
chúng ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp như: phân tích tĩnh học, phân tích động học, phân tích động lực học, phân tích dao động, phân tích nhiệt học, phân tích sự va chạm của các chi tiết, phân tích thủy khí động học, phân
53
tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó.
Trong luận văn này tác giả đã sử dụng công cụ CAD của Solidworks để mô hình hóa hình học của xe.
3.3.1.2 Phần mềm Ansys LS-DYNA
Ansys là một gói phần mềm FEA (Finite element Analysis) hoàn chỉnh dùng
để mô phỏng, tính toán, thiết kế trong công nghiệp, Ansys đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật như: kết cấu, dòng chảy, điện, tĩnh điện, điện từvà tương tác giữa các môi trường, các hệ vật lý.
Ansys/ multiphysics là phần mềm tổng quát nhất của Ansys, nó chứa đựng tất cả các khảnăng của Ansys và bao trùm tất cảcác lĩnh vực kỹ thuật.
Có ba sản phẩm thành phần chính dẫn xuất từ Ansys/ multiphysics là: - Ansys/ Mechanical: tính toán kết cấu và nhiệt.
- Ansys/ Emag: tính toán điện từ.
- Ansys/ Flotran: tính toán dòng chảy (Computational Fluid Dynamics CFD). Ngoài ra còn có các sản phẩm khác:
- Ansys/ LS-DYNA: giải quyết các vấn đề về kết cấu có độ phi tuyến cao
(như bài toán động lực học biến dạng lớn trong cơ học…)
- DesignSpace: là một công cụ gọn nhẹ cho phép phân tích và thiết kế nhanh
trong môi trường CAD khác nhau (ví dụ: Solidworks Autodesk products,
SolidEdge…).
- Ansys/ ProFEA: cho phép phân tích và tối ưu thiết kế trong môi trường CAD/ Pro Engineer.
Kết cấu phần mềm Ansys
Về mặt cấu trúc, phần mềm Ansys chia thành 3 mô đun lớn: - Modul Tiền xử lí (Preprocessing)
- Modul Giải (Solution)
54
Trong luận văn này tác giả đã sử dụng phần mềm Ansys LS-DYNA để giải và xuất dữ liệu bài toán va chạm giữa hai ô tô.
3.3.1.4 Phần mềmHyperworks
Hyperworks là một trong nhữngphần mềm CAEnổi tiếng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực với khả năng phân tích chính xác dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn. Hyperworks giúp các doanh nghiệp các trung tâm nghiên cứu nâng cao chất lượng, giảm chi phí, nâng cao năng suất.
Hyperworks cung cấp giải pháp toàn diện nhất mở ragiải pháp CAE trong
nền công nghiệp, bao gồm cảmô phỏngphân tích, quản lý dữ liệu tuyến tính và phi tuyến, tối ưu hoá cấu trúc, cấu trúc chất lỏng, sự tương tác giữa các vật thể, và nhiều ứng dụng đối với các cơ cấu.
Mô phỏng
- HyperMesh: chia lưới cấu trúc không gian của chi tiết, tạo nền tảng cho việc
phân tích tính toán về sau.
- Hyperview: tạo ra báo cáo kết quả phân tích một cách trực quan, dự trên kếtquả phân tích phần tử hữu hạn và mô phỏngđa vật thể.
- Hyperview player: tạo ra các báo cáo kết quả tính toán hoặc các trình duyệt,
nó cho phép người dùng hiển thị và thao tác kết quả 3D hoặchình ảnh CAEtrực tiếp trên trình duyệt Powerpoint hoặc trên các trang web.
- Hypergraph: Hypergraph có khả năng phân tích mạnh mẽ bẳngcông cụ vẽ đồ thị, với định dạng file phổ biến. Công cụ toán học thông minh có khả năng tính
toán những công thức toán học phức tạp. Khả năng tùy biến để tạo ra hệ thống phân tích dữ liệu đầy đủ cho các tổ chức bất kỳ.
- Hypercrash: cung cấp môi trường mạnh mẽ đểthiết kế mô phỏng tự độngvới độ trung thực cao để phân tích tai nạn và đánh gia sự an toàn. Định hướng, tối ưu hoá và chỉnh sửa. Với giao diện trực quan, kết quả tính toán trung thực cho phép người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí.
- Motionview: cung cấp giải pháp mô phỏng động lựcmột cách trực quan và mạnh mẽ.
55
- Hypermath: Công cụ phân tích toán học, giúp người dùng có thể tùy chỉnh
dữ liệu toán học các thông số điều kiện biên của quá trình trước và sau phân tích, ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và linh hoạt, giao diện toán học với các thư viện hữu
ích.
Phân tích
- Radioss: là một hệ thống phân tích phần tử hữuhạn, chophép giải quyết các bài toán tuyến tính hay phi tuyến. Nó có thể sử dụng đểphân tích kết cấu,chất lỏng, chất lỏng tương tác, cơ cấu,dập kim loại tấm, các hệ thống cơ khí. Tối đa hoá độ bền, giảm tiếng ồn, giảm độ rung hiệu quả.
- Optistruct: tư vấn đưa ra ý tưởng tối ưu hoá thiết kế. Giúp giảm chi phí tăng năng suất chấtlượng sản phẩm, tạo ra được chi tiết tối ưu nhất.
- Hyperstudy: cho phép người thiết kế sáng tạo, thiết kế thử nghiệm theo ý tưởng sáng tạo và kiểm nghiệm lại với độ tin cậy cao, tối ưu hoá hiệu suất thiết kế.
- Hypersolve: là một hệ thốngphân tích chuyển động cơ khí mạnh mẽ dựa trên giải pháp xây dựng hiện đại,có thể điều chỉnh tốc độ và độ chính xác.
- Hypershape/Catia: là hệ thống tích hợp giữa Catia và Hyperworks tạo ra cấu trúc cơ sở thiết kế tối ưu từ các thông tin chặt chẽ, tải, các ràng buộc, hiệu suất sản phẩm yêu cầu.
- Hyperform: giải pháp tối ưu cho các chi tiết kim loại dạng tấm. Độ tin cậy cao, giúp tốiưu và giảm chi phí.
- HyperXtrude: mô phỏng dòng chảyvật chất và sự truyền nhiệt trong quá
trình đùn, giúp tối ưu hóavà giảm thời gian chết.
Để tối ưu hóa việc nghiên cứu tác giả đã sử dụng hai gói trong phần mềm Hyperwork đó là phần mềm Hypermesh và Hyperview.