Tính toán kiểm tra momen xoắn

Hình 5.11: Hình vẽ cầu sau và mặt cắt cần chú ý.

1: Vỏ xe 2: Mặt bích 3: Nhíp lá

 Truyền lực kéo

Khi truyền lực kéo từ động cơ đền cầu sau, momen xoắn Mk1 tác dụng lên (3) và gây xoắn vỏ cầu từ (4) tới (3).

ax 0 1 1 . . . 2 em h k k bx M i i M X r  230.5, 016.4, 03 2  = 2324,665 (N.m)

75  Momen chống xoắn từ tiến diện B-B:

2 2( . ) W b h b h t          2 2.(0,126.0,11) 0,126 0,11 0, 01         = 1,6.10-5 (m3)  Ứng suất xoắn: 1 W k M    -5 2324,665 1,6.10  = 145,4.106 (N/m2) = 145,3 (MPa)

 Khi xe đang phanh

Khi bánh xe (1) đang phanh, nhíp (3) sẽ chịu momen phanh Mp. Khi truyền momen Mp bằng ống bọc trục cácđăng thì phần cầu sau từ mặt bích 2 đến ống bọc trục các đăng 5 (tiết diện B-B) sẽ chịu momen xoắn Mp. Nếu nhíp chịu momen Mp thì phần cầu nằm giữa mặt bích 2 và nhíp 3 sẽ chịu xoắn.

2 2 1 1max . . . . . 2 2 p sp p p bx bx bx m G G M  X r  r  r 55490,111.0,75.0,34 2  = 7074,98 (N.m) với m2p.G2 = GSp; 𝜑 = 0,75

76

Hình 5.12: Mặt cắt cụm moayơ cầu sau.

- Momen chống xoắn: 4 3 X W 0, 2.D . 1 d D              4 3 0, 06 0, 2.0, 08 .(1 ) 0, 08      = 7.10-5(m3)  Ứng suất xoắn: 1 W p x M   5 7074, 98 7.10  = 101,07.10 6(N/m2) =101,07 (MPa)

Ta có ứng suất uốn cho phép = ứng suất bền*0,58 = 710*0,58 = 411,8 (MPa) Ứng suất vừa tính được nhỏ hơn ứng tiếp cho phép nên trong các trường hợp khi xe phanh với lực phanh tối đa thì xe vẫn hoạt động bình thường.

77

5.5 Hệ số an toàn trong các trường hợp đã tính toán.

  ax m n    ;   ax m n   

Với max  lớn nhất trong các trường hợp tải trọng khác nhau.   ,  ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo.

 Với ứng suất uốn:   ax 710 3, 3 213, 02 m n     

- Với ứng suất xoắn:   ax 411,8 2,8 145,3 m n      Nhận xét:

Khi chở quá tải 80% thì hệ số an toàn của cầu sau n > 1, nên cầu sau vẫn làm việc an toàn.

Tuy nhiên chở quá tải sẽ gây ra nhiều tiêu cực cho các bộ phận, hệ thống khác, cho nên tuyệt đối không chở quá tải.

78

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

6.1 Kết luận

Trong trường hợp xe quá tải 80%:

 Dầm dọc vẫn có thể chịu được tải trọng nhưng không an toàn vì hệ số an toàn n≈1.  Dầm cầu xe trước vẫn có thể chịu được tải trọng lên nhưng không an toàn vì hệ số

an toàn (n 1,n 2,9).

 Dầm sau thì có hệ số an toàn cao hơn (n = 3,3, n= 2,8) vẫn đáp ứng được tải trọng 80%. Nhưng vì độ an toàn cho các chi tiết, bộ phận khác thì không nên chở quá tải 80%.

Có thể nói đối với dầm dọc và cầu trước, đây là trường hợp ranh giới vì nếu tải trọng vừa ngượt qua ngưỡng 80% điều kiện bền sẽ không thỏa mãn dẫn đến trường hợp dầm dọc bị gãy. Khuyến cáo đối với xe ISUZU QKR77HLE không nên chở quá tải 80%.

Lưu ý kết quả trên đây chỉ là gần đúng, vì:

 Trong phần tính toán này, ta đã chọn nhiều giá trị tải trọng bất lợi nhất để tính toán (QTmax, QSmax, m2p, m2k). Trên thực tế, khi xe đã quá tải 80%, thì lực kéo truyền từ động cơ cũng như hiệu quả phanh bị giảm đi đáng kể (lực kéo yếu hơn và quãng đường phanh dài hơn). Vì vậy, các giá trị của m2k và m2p sẽ giảm, làm phần tải trọng tăng lên ở cầu trước khi phanh và cầu sau khi tăng tốc không đạt đến giá trị QTp, QSk như đã tính toán. Cộng với việc ta đã giả thiết ZT = GT, ZS=GS (thực tế ZT > GT, ZS > GS). Điều này làm cho hệ số dự trữ bền có xu hương giảm đi.

 Với điều kiện cơ sở hạ tầng phức tạp như hiện nay, nên tải trọng tác dụng lên dầm cầu sẽ là tải trọng động khi qua đoạn đường gồ ghề, mấp mô…. điều đó làm cho dầm dọc và các cầu phải chịu thêm cả lực quán tính sinh ra từ tải trọng động. Những điều này khi không được tính toán làm cho hệ số dữ trự bền tăng lên.

79

6.2 Đề nghị

Để đảm bảo an toàn cho bản thân và những người khác cũng như những phương tiện cùng tham gia giao thông, đề nghị các cá nhân, đoàn thể, doanh nghiệp không vì cái lợi trước mắt mà vi phạm các quy định của pháp luật hiện hành về việc chở quá tải cho phép.

Theo nghị định 46/2016/NĐ-CP, kể từ ngày 1/1/2017 tải trọng trục xe (bao gồm hàng hóa xếp trên xe và người được chở trên xe) được phép chở quá tải trọng cho phép của đường là từ 20% trở xuống.

Trên đây chỉ là phần tính toán kiểm tra cho dầm dọc và các cầu xe, vì vậy đề nghị không lấy kết quả này để quyết định có chở quá tải đến giới hạn này hay không, vì còn các chi tiết khác vẫn được phân tính và kiểm tra.

80

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]Đặng Quý, Lý thuyết ô tô, NXB Đại học quốc gia TPHCM 2012. [2]Đặng Quý, Ô tô 2, Trường đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM 2006. [3]Lê Ngọc Hồng, Sức bền vật liệu, NXB khoa học và kỹ thuật 2006.

[4]Nguyễn Hữu Cần – Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo tập II. [5]http://isuzugreenka.com/san-pham/qkr77he4-19-tan-211.html?fbclid=IwAR2- hMkCAU7HbL9t0Rgm-Aaj2gI0WDPwJ2gNm_8pT1CeRmVQw9m02g6hkg0

[6]https://www.slideshare.net/phongnvt/sc-bn-vt-liu-n-tp-v-l-thuyt-v-bi-tp-sc-bn-vt-liu

81

PHỤ LỤC

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM MDSOLIDS VẼ BIỂU ĐỒ NỘI LỰC, TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH DẦM CHỊU UỐN

1. Giao diện chính của phần mềm MDSolids khi chọn tab MDSolids Modules

2. Xác định các đặc trưng hình học của mặt cắt.

82

b. Trên thanh công cụ chọn Flanged (để chọn hình dạng tiết diện cần tính)

c. Chọn đơn vị cho các kích thước như độ dài, môđun đàn hồi E sau đó nhập các kích thước của mặt cắt.

83

d. Nhấn “compute” phần mềm sẽ đưa ra các thông số đặc tính cơ bản của hình học.

e. Trong Cross Section Properties có thể thay đổi các đặc trưng đối với hệ trục khác như y hoặc z.

f. Chọn “Print” để in ra kết quả.

1. Khai báo các thông số của dầm, liên kết, tải trọng.

a. Nhấn “back” trên cửa sổ “Section Properties”, sau đó chọn tiếp biểu tượng “Determinate Beans”

b. Chọn chọn loại kết cấu dầm phù hợp với bài toán. Sau đó nhập các thông số của dầm (Chọn đúng loại đơn vị). Sau đó nhấn “enter”.

84

c. Khai báo phần tải trọng (loại tải trọng, phương chiều, độ lớn, khoảng cách). Mômen nếu có (chú ý đơn vị).

d. Nhấn “enter”.

85

Nếu tải trọng đã khai báo không đúng, trên cửa sổ Determinate Beam module chọn Loads -> Undo Load để khai báo lại tải trọng. Redo Load để chọn lại tải trọng khi đã Undo Load.

f. Trên cửa sổ Beam Diagrams Module, ở biểu đồ Mx nhấn vào biểu tượng để đổi chiều biểu đồ.

86

g. Để kiểm tra bất kỳ mômen tại vị trí trên biểu đồ, rê chuột đến vị trí cần kiểm tra click chuột trái 2 lần sẽ xuất hiện cửa sổ Flexure Module.

87

h. Chọn Shear/Monet để kiểm tra moment tại vị trí đã chọn. “Nomal Stress” cho biểu đồ ứng suất.

3. Một số thuật ngữ chính:

Back: Quay trở lại màn hình chính. File => save: Lưu lại

88

Typical Mechanics of Materials Questions: Các dạng bài toán cơ bản. a. Bài toán tìm ứng suất trong thanh để kiểm tra bền

b. Bài toán tìm tải trọng cho phép. c. Bài toán tìm diện tích tiết diện.

Bar: Thanh

Area: Diện tích tiết diện thanh. Axial Force: Lực dọc.

Normal stress: Ứng suất pháp.

Area Units: Đơn vị diện tích. Force Units: Đơn vị lực. Stress Units: Đơn vị ứng suất.

Modules Units: Đơn vị Modul đàn hồi E. Deflect Units: Đơn vị biến dạng.

Load Magnitude: Giá trị tải trọng.

Define Orientation of Bars and Load: Phương của trục thanh, lực với trục nằm ngang. Compute: Tính toán

Typical Mechanics of Materials Questions: Các dạng bài toán cơ bản.

Load A: Lực tại A; Load B: Lực tại B; Load C: Lực tại C; Load D: Lực tại D. Left; Right: Lực hướng sang trái hoặc sang phải.

Segment : Đoạn thanh. Length: Độ dài.

Force: Lực

Area: Diện tích tiết diện. Stress: Ứng suất.

89 Elongations: Biến dạng dài.

Joint A supported: Liên kết tại điểm A. Modules Units: Đơn vị Modul đàn hồi E. Deflect Units: Đơn vị biến dạng.

Analysic Options: Các tuỳ chọn phân tích hệ. Vetical: Phương dọc. H

orizontal: Phương ngang. Bar Length: Chiều dài thanh. Gap/Clearance: Độ hở.

Coefficient of Thermal Expan: Hệ số thay đổi nhiệt độ. Temperature Change: Thay đổi nhiệt độ.

Strain: Biến dạng dài tỉ đối. Tension: Kéo.

Compress: Nén.

Show Equation: Phương trình tính toán. Draw not ro scale: Vẽ không đúng theo tỉ lệ.