5. Kiểm bền piston bằng phần mềm CATIA P3 V5R21
5.2. Mô phỏng 3D các thành phần tác động tới piston
Ta chuyển môi trường làm việc từ “Part Design” sang môi trường mô phỏng “Analysis” để mô phỏng 3D các thành phần tác động tới piston theo các bước sau:
Bước 1: Chọn phương pháp cố định piston, ở đây ta sử dụng lệnh “Clamp” cố định ở vị trí chốt piston (Hình 28).
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 63
- Nhiệt độ T=700k của piston (Hình 26).
- Áp suất khí thể tác dụng lên đỉnh piston, Pzmax = 5,956 MPa (Hình 27).
Hình 26: Thêm nhiệt độ cho piston. Hình 27: Đặt áp suất tác dụng lên đỉnh.
Sau khi kết thúc bước 1 và 2 ta thu được kết quả như Hình 28.
Hình 28: Piston và các yếu tố tác động đến nó.
Bước 3: Tính toán và mô phỏng.
Dùng lệch “Computation” để phần mềm tính toán và mô phỏng hình dạng, độ biến dạng của piston khi chịu tác động của các yếu tố mà ta đã đặt vào piston ở bước 2.
Vì bước này có khối lượng tính toán và mô phỏng rất lớn nếu đặt đầy đủ các thành phần tác động lên piston thì máy tính của ta không thể tính toán được, tình trạng “Not
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 64
responding” (không phản hồi” sẽ xuất hiện – máy tính không tính toán được. Chính vì vậy, ở đây ta chỉ dặt vào piston 2 yếu tố là áp suất khí thể tác động lên đỉnh và nhiệt độ piston để giảm khối lượng tính toán cho máy tính, cũng như là 2 yếu tố này cũng đủ để đánh giá phần nào về độ bền piston rồi.
5.3.Đưa ra kết quả và đánh giá
Xem kết quả, in kết quả và đánh giá.
Dùng các lệnh như “Deformation”, “Von Mises Stress”, “Displacement” để xem hình ảnh mô phỏng tạm thời, có thể kết hợp với “Animation” để đưa ra video mô phỏng piston biến dạng.
Dùng lệnh “Generate Report” để xem toàn bộ kết quả tính toán và in kết quả ra thành báo cáo dưới dạng file html nếu cần.
Hình 29: HÌnh ảnh minh họa kết quả khi dùng lệnh Defomation.
Từ kết quả đưa ra ta có đánh giá được những vùng nguy hiểm trên chi tiết piston để có thể khác phục những điểm nguy hiểm đó. Ví dụ tại Hình 28 thì vùng đầu piston chịu áp suất và nhiệt độ cao do tiếp xúc với sản vật cháy nên độ giãn nở ở đây khá lớn, ngoài ra thì vùng chân piston dù ở đây nhiệt độ không lớn nhưng do piston chịu lực khí thể ép đỉnh lõm xuống làm thân cũng biến dạng theo chiều đường tâm chốt piston và phân bổ vật liệu không đều, kim loại tập trung nhiều ở phần bệ chốt piston nên khi chịu
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 65
nhiệt tân piston giãn nở theo đường tâm chốt xảy ra hiện tượng chân piston bị choãi ra ngoài, điều này là vô cùng không tốt vì nó khiến piston bị bó trong xy-lanh. Để khắc phục hiện tượng này ta có thể dùng biện pháp làm thân piston có sẵn dạng ôvan mà trục ngắn trùng với đường tâm chốt piston, chân piston bố trí vành đai để tăng độ cúng vững.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 66
LỜI KẾT
Qua thời gian làm Đồ án chuyên ngành ô tô 2, với sự cố gắng của bản thân và đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Duy Tiến, em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao trong Đồ án chuyên ngành.
Trong đồ án này, em đã hoàn thành những công việc sau: 1) Tính toán nhiệt
2) Vẽ các đồ thị áp suất, T, Z, …
3) Tính bền chi tiết piston theo công thức tính toán và phần mềm CATIA 4) Vẽ bản vẽ chi tiết và 3D chi tiết piston.
Vì điều kiện thời gian có hạn, trình độ kiến thức và kinh nghiệm còn rất hạn chế, khối lượng công việc khá lớn nên đồ án vẫn còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp và chỉ dẫn của các thầy trong bộ môn để hoàn thiện tốt hơn đồ án của mình, tăng thêm kiến thức cho bản thân.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên Long
Kiều Văn Long
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Đức Phú, Giáo trình hướng dẫn làm đồ án môn học động cơ đốt trong
[2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 2, NXB giáo dục
[3] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, NXB giáo dục (2007)
[4] Phạm Minh Tuấn, Động cơ đốt trong, NXB khoa học và kỹ thuật (2013)