Sau khi đã đưa ra bản thiết kếsơ bộ từ việc mô phỏng tính toán, đểđảm bảo kết cấu đạt độ bền khi làm việc thực tế. Sau khi thiết kế 3D với các kích thước cụ
thể trên phần mềm NX Simens. Nhận mô hình 3D để nhập sang phần mềm
Simsolid để chạy bài toán bền tĩnh. Phần mềm Simsolid là phần mềm khá dễ thao
tác và nhanh chóng đưa ra kết quả để phân tích. Phần mềm có thể đưa ra các kết quả vềứng suất, chuyển vị và vị trí lớn nhất, nhỏ nhất đểđánh giá tốt nhất.
Hình 4.1. Phần mềm Simsolid.
Xây dựng bài toán
Trong nghiên cứu này, các chi tiết chuyển động và là chi tiết chính gồm có: stato, roto trong và roto ngoài. Như đã trình bày ở trên thì các cụm chi tiết này đều sử dụng vật liệu là thép từ tính AISI 1018, với các thông sốđặc trưng: Mô-đun đàn
hồi, hệ số Poisson, khối lượng riêng, ứng suất chảy và ứng suất phá hủy.
45
Bảng 4.1. Thông số vật lý của thép từ tính AISI 1018.
Thông số Giá trị
Mô-đun đàn hồi (Pa), E 2.05x1011
Hệ số Poisson, ν 0.29
Khối lượng riêng (kg/m3), D 7870
Ứng suất chảy (MPa), Sy 370
Ứng suất phá hủy (MPa) 440
Vì trong phần mềm Simsolid không cần chia lưới mô hình nên kiểm bền tĩnh được rút ngắn thời gian. Với 3 cụm chi tiết quan trọng là: stato, roto trong và roto
ngoài. Căn cứvào điều kiện lắp đặt và mô-men tác dụng lên phanh đểđặt điều kiện biên cho bài toán. Roto trong sẽ bị ngàm 6 bậc tự do ở vị trí lắp then (vị trí truyền
động từ khớp nối mềm sang phanh từtrường). Roto ngoài thì ngàm ở vị trí khớp giữa roto trong và ngoài. Stato là chi tiết trong cụm cốđịnh nên sẽđược ngàm ở vị
trí bắt với tấm chắn trước và gắn với jig treo phanh từtrường. Hình 4.2 thể hiện vị trí đặt ngàm và mô-men phanh ở 3 chi tiết stato roto trong và roto ngoài. Ba giải
pháp được tạo ra để phân tích sự cố kết cấu của phanh từ trường bao gồm biến dạng toàn phần, độđàn hồi tương đương và ứng suất tương đương.
Kết quả
Ứng suất và chuyển vị:
Với kết quảcường độ từtrường H ở trên và theo công thức tính toán mô-men phanh thì cho ra kết quả mô-men phanh theo tính toán mô phỏng vào khoảng 30,47 N.m. Với 3 cụm chi tiết quan trọng là: stato, roto trong và roto ngoài. Căn cứ vào
điều kiện lắp đặt và mô-men tác dụng lên phanh đểđặt điều kiện biên cho bài toán. Roto trong sẽ bị ngàm 6 bậc tự do ở vị trí lắp then (vị trí truyền động từ khớp nối mềm sang phanh từtrường). Roto ngoài thì ngàm ở vị trí khớp giữa roto trong và ngoài. Stato là chi tiết trong cụm cố định nên sẽ được ngàm ở vị trí bắt với tấm chắn trước và gắn với jig treo phanh từ trường.
Stato:
Bảng 4.2. Ứng suất và chuyển vị lớn nhất của stato.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất
Chuyển vị 2.77e-4 mm Vị trí ngàm với tấm chắn sau
Ứng suất 0.78 MPa Vị trí ngàm với tấm chắn trước
Về mô-men, những vị trí tiếp xúc giữa dầu từtrường và các chi tiết trong cụm phanh thì sẽđặt mô-men là 30,47 N.m. Với điều kiện biên như trên thì kết quả mô phỏng sử dụng trên phần mềm Simsolid. Có ưu điểm hơn là không cần chia lưới cho mô hình, khi nhập mô hình vào phần mềm thì chỉ cần dữ liệu: vật liệu, liên kết, ngàm, lực, mô-men thì bài toán có thểđược giải quyết nhanh chóng.
46
Hình 4.3. Ứng suất và chuyển vị của Stato, roto trong và roto ngoài. Bảng 4.3. Ứng suất và chuyển vị nhỏ nhất của stato.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất
Chuyển vị 6,12e-4 mm Vị trí ngàm với tấm chắn trước
Ứng suất 3,9e-2 MPa Vị trí ngàm với tấm chắn sau Nhận xét:
- Ứng suất tập trung là 0,78 MPa nhỏhơn rất nhiều ứng suất giới hạn của vật liệu (370 MPa).
- Chuyển vị là rất nhỏ chỉ với 2,77e-4 mm. Kết luận:
- Stato đủ bền khi phanh.
47
Hình 4.4. Vị trí có ứng suất và chuyển vị nhỏ nhất và lớn nhất trên chi tiết: roto
trong, roto ngoài và stato.
Bảng 4.4. Ứng suất và chuyền vị lớn nhất của roto trong.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất
Chuyển vị 3,58e-2 mm Vị trí gờ của bề mặt chứa dầu từtrường
Ứng suất 50,4 MPa Vị trí bắt then với khớp mềm
Bảng 4.5. Ứng suất và chuyền vị nhỏ nhất của roto trong.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất
Chuyển vị 8,27e-7 mm Vị trí bắt then với khớp mềm
Ứng suất 5,42e-5 MPa Vị trí gờ của bề mặt chứa dầu từtrường Nhận xét:
- Ứng suất tập trung lớn nhất là 50,4 MPa nhỏ hơn rất nhiều ứng suất giới hạn của vật liệu (370 MPa).
- Chuyển vị lớn nhất là rất nhỏ chỉ với 3,58e-2 mm. Kết luận:
48 - Roto trong đủ bền khi phanh với hệ số an toàn = 7,3.
Roto ngoài:
Bảng 4.6. Ứng suất và chuyền vị lớn nhất của roto ngoài.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất Chuyển vị 2,17e-3 mm Vịtrí mép ngoài trước
Ứng suất 6,07 MPa Vị trí bắt với roto trong
Bảng 4.7. Ứng suất và chuyển vị nhỏ nhất của roto ngoài.
Giá trị lớn nhất Vị trí lớn nhất Chuyển vị 1,29e-6 mm Vị trí bắt với roto trong
Ứng suất 1,79e-5 MPa Vịtrí mép ngoài trước Nhận xét:
- Ứng suất tập trung lớn nhất là 6.07 MPa nhỏ hơn rất nhiều ứng suất giới hạn của vật liệu (370 MPa).
- Chuyển vị lớn nhất là rất nhỏ chỉ với 2,17e-3 mm. Kết luận:
- Roto ngoài đủ bền khi phanh.
Kết luận: Sau khi tính toán kiểm bền tĩnh thì đưa ra kết luận là mô hình đủ
bền đểđưa ra bản thiết kế và tiến hành lắp đặt.