Bao Cao Tot Nghiep.ppt

Học viện kỹ thuật quân sự
khoa động lực-bộ môn ôtô quân sự

Báo cáo

đồ án tốt nghiệp
Hà nội 07-2007


Đề tài
Nghiên cứu cơ sở tính
bền mỏi khung xe ôtô
Học viên thực hiện:
Danh
Giáo viên hướng dẫn:

Đặng Đình
TS. Trần Minh Sơn


ôtô .

1. Thuyết minh
- Mở đầu.
- Chương 1. Tổng quan.
- Chương 2. Cơ sở đánh giá độ bền mỏi khung xe

- Chương 3. Tính bền mỏi khung xe CH-551 bằng
phần mỊm AnsysWorkbench
- KÕt ln.
- Phơ lơc.

2. B¶n vÏ
- Bè trÝ chung xe CH-551
A0-1 b¶n.
- KÕt cÊu khung xe CH-551
A0-1 b¶n.
- Mô hình đặt lực khung xe CH-551
A0-1 bản.


Mở đầu
Ngày nay, các loại ôtô là phương tiện vận tải không thể
thiếu đối với bất kỳ ngành nào và đặc biệt đối với lực lượng vũ
trang trong điều kiện chiến tranh hiện đại việc cơ động con ngư
ời cùng với các phương tiện kỹ thuật quân sự có ý nghĩa sống còn.
Các loại ôtô ở Việt nam nói chung và trong Quân đội nói
riêng chủ yếu là nhập ngoại nguyên chiếc hoặc lắp ráp trong nước
với các bộ phận chính vẫn phải nhập ngoại. Trong chương trình nội
địa hoá và ngay cả trong các công nghệ lắp ráp ôtô, một số cụm
chi tiết sẽ được chế tạo tại Việt Nam, trong đó có khung xe đà dần
trở thành hiện thực đối với nền công nghiệp sản xuất ôtô Việt
Nam.
Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khung xe có ý nghĩa
đặc biệt quan trọng nhằm đáp ứng các yêu cầu thực tế nói
chung và trang bị ôtô cho Quân đội nói riêng. Để đáp ứng những
yêu cầu đó chúng ta cần hoàn thiện cơ sở lý thuyết đánh giá độ
bền, độ cứng vững và độ bền mỏi.
Việc đánh giá chất lượng khung xe có thể bằng phương pháp
thực nghiệm hoặc lý thuyết. Theo phương pháp thực nghiệm đòi
hỏi nhiều thời gian, công sức và tiền của, do đó chỉ phù hợp với
bài toán cuối cùng; theo phương pháp lý thuyết có nhiều thuận lợi

với sự trợ giúp của máy tính.
Trở vÒ


Hiện nay, khi các công cụ tính toán được sự trợ giúp của máy
tính, đặc biệt là có nhiều phần mỊm chuyªn dơng nh­ : Ansys
Workbench, Sap,…phơc vơ cho viƯc phân tích kết cấu với nhiều phư
ơng pháp tiên tiến. Các phần mềm phân tích kết cấu này có tính tư
ơng thích cao với các phần mềm đồ họa như : Solidwords, Inventor,
.Trong đó phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng phổ biến,
nhất là đối với các bài toán phân tích kết cấu bởi vì đây là phương
pháp mới và có thể giải nhiều bài toán kết cấu phức tạp.
Đối với bài toán đánh chất lượng khung xe áp dụng phương pháp
phần tử hữu hạn có nhiều thuận lợi và cho kết quả đủ độ tin cậy.
Mặt khác bài toán đánh giá chất lượng kết cấu nói chung và khung xe
ôtô nói riêng theo độ bền mỏi ở Việt Nam là một bài toán khó và
khá mới mẻ do đó việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết và tiến hành tính
toán cho bài toán tính bền mỏi khung xe cã ý nghÜa rÊt quan träng
trong khai th¸c, thiÕt kế và chế tạo.

Trở về


Với mục đích và phương pháp đó, em nhận (được giao) đồ án
tốt nghiệp với đề tài là:




Nghiên cứu cơ së tÝnh bỊn mái khung xe «t«

Néi dung thut minh đồ án gồm các phần chính sau:

ã
ã
ã
ã

Mở đầu.
Chương 1. Tổng quan.
Chương 2. Cơ sở đánh giá độ bền mỏi khung xe ôtô .
Chương 3. Tính bền mỏi khung xe CH-551 bằng phần mềm
AnsysWorkbench
ã Kết luận.
ã Phụ lục.

Trở về


Ch­¬ng 1. Tỉng quan.
1.1. Giíi thiƯu chung vỊ khung xe ô tô.
- Khung xe chịu tải dùng để đỡ và bắt chặt động cơ, các cụm
của hệ thống
truyền lực, đồng thời nó là nơi chịu toàn bộ tải trọng của xe,
những tác động
thay đổi từ mặt đường lên xe khi xe chuyển động, tác động của lực
cản khí
động, lực quán tính, lực phanh và các lực do va chạm.

- Phân loại: Theo hệ thống chịu lực: khung chịu lực, vỏ chịu

lực, hỗn hợp; Theo kết cấu: khung có dầm dọc hai bên, khung có
dầm dọc ở giữa, hỗn hợp; Theo dạng và bố trí dầm dọc: tiết
diện hình vuông, tiết diện thang,
- Yêu cầu:
+ Tiết diện theo phép tính uốn và xoắn, thay đổi theo sự thay
đổi của mô men
+ Để hạ thấp trọng tâm cần uốn cong khung ở chỗ lắp cầu xe
+ Để đảm bảo độ cứng vững cần các dần ngang hợp lý.

Trở về


1.2. Đặc điểm kết cấu khung xe ôtô quân sự.
Khung ôtô thường có kết cấu là các dầm dọc và dầm ngang liên kết
cứng với nhau. Các dầm này thường chế tạo bằng các vật liệu có tính chất
đàn hồi cao như: thép ít cácbon, thép hợp kim.
Dầm ngang được gắn ở đáy dầm dọc hoặc ở thành của dầm dọc,
hoặc
một đầu gắn vào đáy dầm dọc một đầu vào thành dầm dọc. Dầm
ngang
gắn vào dầm dọc bằng đinh tán và tấm phụ nghiêng hoặc chỉ bằng
đinh
tán và đôi khi bằng các mối hàn.
Kích thước khung ôtô được xác định bởi kích thước của ôtô. Muốn
tăng độ cứng của khung xe có dầm dọc khi độ dài đà xác định cần làm
chiều rộng của khung xe lớn lên nhưng kích thước chiều rộng của ôtô bị
hạn chế bởi bố trí chung của ôtô.
Vật liệu làm khung phải đảm bảo các yêu cầu: Giới hạn chảy dẻo
cao, ít nhạy cảm với hiƯn t­ỵng tËp trung øng st, cã thĨ sư dơng để
gia

công bằng các phương pháp dập nguội, hàn.


- T¶i träng tÜnh (do tù träng cđa khung xe, trọng lượng
của các cụm hệ thống lắp đặt lên nó và phản lực tĩnh từ
mặt đường).
- Tải trọng động (chủ yếu là tải trọng thẳng đứng khi
xe chuyển động qua ổ gà và tải trọng nằm ngang khi xe
tăng tốc, khi phanh, khi quay vòng). Các tải trọng này gây
ra trong kết cấu khung xe các ứng suất thay đổi theo thời
gian làm chúng xuất hiện những hưhỏng như: khung vỏ bị
gÃy, vỡ, nứt
1.4. Tầm quan trọng khi nghiên cứu độ bền mỏi.
Hiện tượng phá huỷ chi tiết máy do ứng suất thay đổi
theo thời gian gây ra đà được phát hiện cách đây hơn 100
năm. Người ta thấy ứng suất này nhỏ hơn rất nhiều so với giới
hạn đàn hồi của vật liệu, vì vậy tính toán theo ứng st
cho phÐp tá ra ch­a ®đ tin cËy. Tõ ®ã xuất hiện lĩnh vực mới
trong nghiên cứu và thiết kế chi tiết máy đó là Lý thuyết
mỏi.
Đối với khung ôtô ít khi hưhỏng do độ bền mà thường
xuất hiện các vÕt nøt do mái. Khung xe lµ mét kÕt cÊu siêu
tĩnh bậc cao phức tạp do đó việc đánh giá độ bền mỏi
không đơn giản. Hiện nay, có một số phần mềm chuyên
dụng có thể giúp chúng ta trong việc ®¸nh gi¸ ®é bỊn mái


Chương 2. Cơ sở đánh giá độ bền
mỏi khung xe ôtô.
2.1. Tổng quan về bài toán mỏi.

- Lý thuyết mỏi chi tiết máy
- Khái niệm tổn thương mỏi
- Bài toán mỏi
2.2. Cơ sở đánh giá độ bền mỏi khung xe ôtô.
- Bằng kết quả thực nghiệm
- Bằng tính toán lý
thuyết

Trở vÒ


Chương 3. Tính bền mỏi khung xe
CH-551
bằng phần mềm AnsysWorkbench
3.1. Giới thiệu công cụ xây dựng mô hình và tính
bền mái.
- Giíi thiƯu phÇn mỊm SolidWorks 2005
- Giíi thiƯu phÇn mềm Ansys Workbench 9.0
3.2. Giới thiệu mô đun Fatigue Tool.
- Cách sử dụng
- Các khai báo
3.3. ứng dụng mô đun Fatigue Tool tính bền mỏi
khung xe CH-551
- Xây dựng mô hình hình học
- Khái quát về mô hình phần tử hữu hạn
- Khai báo các tuỳ chọn và tham số tính toán
- Kết quả tính


Kết luận

1. Đồ án đà trình bày tổng quan về khung xe ôtô, đặc điểm
kết cấu, tải trọng tác dụng và tầm quan trọng khi nghiên cứu về mỏi.
2. Đồ án đà nghiên cứu cơ sở tính bền mỏi các kết cấu nói chung
và khung xe ôtô nói riêng.
3. Qua quá trình tìm hiểu đồ án đà chọn được công cụ để xây
dựng mô hình hình học khung xe CH-551 đó là phần mềm
SolidWorks và mô hình phần tử hữu hạn, tính bền mỏi bằng phần
mềm Ansys Workbench 9.0.
4. Đồ án đà bước đầu khai thác mô đun Fatigue Tool của phần mềm
Ansys Workbench 9.0 để tính bền mỏi khung xe ôtô CH-551.
5. Đồ án đà tính bền mỏi khung xe CH-551 ở một số trường hợp cụ
thể. Kết quả tính là các chỉ tiêu đánh giá độ bền mỏi nh­: chu kú
mái, hƯ sè an toµn mái, øng st mỏi, biến dạng, mối qun hệ giữa
hệ số tải trọng và tuổi thọ còn lại,
6. Kết quả tính toán có thể xuất ở dạng định tính (các đường
mức trên mô hình, các đồ thị) và dạng định lượng (dạng văn bản).

7. Kết quả tính toán có thể làm tài liệu tham khảo cho bài
toán tính toán thiết kế khung xe «t«.
vÒ

Trë


Xin chân thành
cảm ơn !
Do thời gian và trình độ còn hạn chế, lượng kiến thức
rộng do đó đồ án không tránh khói những thiếu sót, mong
các thầy và các bạn góp ý để kết quả được hoàn thiện hơn.

Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trần
Minh Sơn và các thầy trong bộ môn ôtô quân sự đà định hư
ớng và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Trở về