Nghiên cứu khai thác các phần mềm nhằm ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHAI THÁC CÁC PHẦN MỀM NHẰM
ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ VÀ MƠ
PHỎNG Ơ TƠ
SVTH:

TRẦN LÊ MINH

MSSV:

18145179

SVTH:

NGUYỄN CHÍ KHẢI

MSSV:

18145156

Khóa :

2018 – 2022

Ngành:

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GVHD:

TS. NGUYỄN MẠNH CƯỜNG

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHAI THÁC CÁC PHẦN MỀM NHẰM
ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TRONG THIẾT KẾ VÀ MƠ
PHỎNG Ơ TƠ
SVTH:

TRẦN LÊ MINH

MSSV:

18145179

SVTH:

NGUYỄN CHÍ KHẢI

MSSV:

18145156

Khóa :

2018 – 2022

Ngành:

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GVHD:

TS. NGUYỄN MẠNH CƯỜNG

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022
TRANG PHỤ BÌA
i


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
________________
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2022

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện:
1 Họ và tên SV1: Trần Lê Minh
Email:

MSSV: 18145179
SĐT: 0564564299
Lớp: 181451CL4B

2 Họ và tên SV2: Nguyễn Chí Khải
Email:

MSSV: 18145156
Lớp: 181451CL4A
SĐT: 0765961484

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ơ tơ
Khóa: 2018 – 2022
Giảng viên hướng dẫn
1. Tên đề tài.
NGHIÊN CỨU KHAI THÁC CÁC PHẦN MỀM NHẰM ỨNG DỤNG MÁY TÍNH
TRONG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG Ô TÔ
2. Nhiệm vụ đề tài
-

Nghiên cứu tổng quan về đề tài.

-

Cơ sở lý thuyết về thiết kế và mơ phỏng Ơ tơ.

-

Nội dung bài giảng phần mềm MATLAB-SIMULINK, CARSIM, ADAMS/CAR
và ANSYS.

-

Kết luận và kiến nghị.

3. Sản phẩm của đề tài.
4. Tập thuyết minh + file mềm + các bài giảng giới thiệu về phần mềm.
5. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 07/03/2022.
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/07/2022.
TRƯỞNG NGÀNH

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên:

Trần Lê Minh

MSSV: 18145179

Nguyễn Chí Khải

MSSV: 18145156

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: : Nghiên cứu khai thác các phần mềm nhằm ứng dụng máy tính trong
thiết kế và mơ phỏng ơ tơ
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Cường.
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
...........................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
iii

...........................................................................................................................................
6. Điểm:....................................(Bằng chữ:..............................................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 07 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

iv


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên:

Trần Lê Minh

MSSV: 18145179

Nguyễn Chí Khải

MSSV: 18145156

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: Nghiên cứu khai thác các phần mềm nhằm ứng dụng máy tính trong
thiết kế và mơ phỏng ơ tơ

Họ và tên Giáo viên phản biện: TS. Lâm Mai Long
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
..........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
...........................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
...........................................................................................................................................
v


6. Điểm:...................................(Bằng chữ:...........................................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 07 năm 2022

Giáo viên phản
(Ký & ghi rõ họ tên)

vi


LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của Khoa Đào tạo chất lượng cao – Trường Đại học Sư phạm kỹ
thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, cùng với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn
TS. Nguyễn Mạnh Cường. Qua đúc kết từ những kiến thức về kỹ thuật, đặt biệt là kiến
thức về chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Ơ tơ, chúng em đã thực hiện đồ án tốt nghiệp
với đề tài :“Nghiên cứu khai thác các phần mềm nhằm ứng dụng máy tính trong
thiết kế và mơ phỏng ô tô”.
Trong thời gian thực hiện đồ án, chúng em đã được sự tận tình giúp đỡ của các
thầy cô, bạn bè cùng với sự cố gắng nổ lực của bản thân sự động viên tinh thần mạnh
mẽ từ phía gia đình để giúp chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp này. Chúng em xin
gửi lời cảm ơn chân thành và nồng nhiệt nhất đến trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.
Hồ Chí Minh nơi mà chúng em được học tập trong suốt 4 năm qua, các thầy cô trong
Khoa đào tạo chất lượng cao và Khoa cơ khí động lực đã nhiệt tính truyền dạy những
kiến thức, những kỹ năng, những kinh nghiệm sống bổ ích để tiếp thêm hành trang để
cho chúng em thực hiện các ước mơ trước khi bước vào đường đời. Đặc biệt, chúng em
xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Mạnh Cường. Thầy đã chấp nhận những
cậu học trị non nớt, bỏ thời gian q báu của mình để hướng dẫn, chỉ dạy tận tình,
truyền đạt tư duy và kiến thức, dành sự quan tâm đặc biệt để hướng dẫn chúng em thực
hiện đồ án tốt nghiệp lần này. Thầy đã chia sẽ những kiến thức mình biết, những tài liệu
mình sưu tầm được để chúng em lất đó làm tham khảo lựa chọn những thơng tin và bổ
sung cho đồ án tốt nghiệp. Thầy ln có thái độ tích cực, là một người thực hiện cơng
việc vơ cùng nghiêm túc, thầy luôn đốc thúc không ngừng để chúng em có thể hồn
thành được mục tiêu cũng như kì hạn đặt ra cho đồ án lần này. Qua đồ án lần này, thầy
đã dạy cho chúng em rất nhiều về cả thái độ và những kiến thức mà thầy mang lại để
tiếp bước cho chúng em trên con đường sau này. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn
Thầy TS. Nguyễn Mạnh Cường.

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm cịn hạn chế, khơng tránh khỏi
những thiếu sót trong q trình thực hiện đồ án.Chúng em rất mong nhận được sự chỉ

vii


bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cơ để chúng em có điều kiện bổ sung và hồn thiện
đồ án được tốt hơn.Chúng em xin chân thành cảm ơn.

viii


TĨM TẮT
Hiện nay, mơ phỏng trên máy tính là xu hướng dạy học mới, hiện đại đã và đang
được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực giáo dục, các
bài giảng có ứng dụng mơ phỏng kết hợp phương tiện nghe nhìn hiện đại sẽ tạo cho sinh
viên nhiều kỹ năng như: khả năng hoạt động quan sát (các hình ảnh tĩnh hoặc động), khả
năng thao tác trên đối tượng, khả năng tự do phát triển tư duy, lựa chọn con đường tối
ưu để nhận thức. Vì vậy trong hoạt động giảng dạy của Trường đại học Sư phạm kỹ
thuật TP. Hồ Chí Minh nói chung và Ngành cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ nói riêng đã và
đang ngày càng hồn thiện nội dung giảng dạy bộ môn liên quan đến ứng dụng máy tính
vào việc mơ phỏng và thiết kế ơ tơ. Với mục đích là cung cấp thêm những kiến thức,
phương pháp học tập đúng và những tài liệu tham khảo cho giảng viên cũng như sinh
viên tham khảo và nghiên cứu để làm tài liệu học tập, giảng dạy trong bộ mơn Ứng dụng
máy tính trong thiết kế và mơ phỏng Ô tô.
Trong đề tài này, chúng tôi đã đưa ra các cơ sở lý thuyết về tính tốn mơ phỏng
và thiết kế ô tô, các nội dung giảng dạy cho môn học, các bài hướng dẫn các bước mô
phỏng trong bốn phần mềm

phần mềm MATLAB – SIMULINK, CARSIM,

ADAMS/CAR và ANSYS về một bộ phận cụ thể trên ô tô và những bài tập ví dụ liên
quan đến mơ phỏng ơ tô.
Với gần 5 tháng nghiên cứu và thực hiện nội dung của đề tài, chúng tơi đã hồn
thành được các nhiệm vụ đặt ra. Được thể hiện cụ thể trong 8 chương bao gồm:
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan đề tài.
Chương 2: Khái qt về mơ hình và mơ hình hóa hệ thống.
Chương 3: Cơ sở về mơ phỏng và thiết kế ô tô.
Chương 4: Ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink trong lĩnh vực mô phỏng hệ
thống ô tô
Chương 5: Ứng dụng phần mềm CarSim trong lĩnh vực mô phỏng, thiết kế, kiểm
nghiệm hệ thống ô tô.

ix


Chương 6: Ứng dụng phần mềm Adam/Car trong lĩnh vực mô phỏng hệ thống ô
tô
Chương 7: Ứng dụng phần mềm Ansys trong lĩnh vực mô phỏng hệ thống ô tô
Chương 8: Kết luận và kiến nghị

x


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA ......................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .........................................................................ii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................ iii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................. v
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... vii

TÓM TẮT ................................................................................................................. ix
MỤC LỤC ................................................................................................................. xi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... xv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................ xvi
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ............................................................................ xvii
Chương 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................... 1
1.1.

Lý do chọn đề tài........................................................................................... 1

1.2.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu. ............................................................... 1

1.3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ............................................................... 2

1.4.

Phương pháp nghiên cứu. ............................................................................ 2

1.5. Giới thiệu môn học “Ứng dụng máy tính trong thiết kế và mơ phỏng Ơ
tơ”. 2
1.5.1.
1.6.

Nội dung chi tiết môn học. ..................................................................... 2

Phương pháp giảng dạy và đánh giá. ......................................................... 12

1.6.1.

Phương thức giảng dạy. ....................................................................... 12

1.6.2.

Cách đánh giá. ...................................................................................... 12

1.7.

Các thuận lợi – khó khăn. .......................................................................... 13

Chương 2 KHÁI QT VỀ MƠ HÌNH VÀ MƠ HÌNH HÓA HỆ THỐNG ........ 14
2.1.

Một số định nghĩa cơ bản: .......................................................................... 14

2.2.

Mơ hình hóa hệ thống:................................................................................ 15

2.2.1.

Vai trị của phương pháp mơ hình hóa hệ thống: ............................... 15

2.2.2.

Phân loại mơ hình hóa hệ thống: ......................................................... 17

2.2.3.

Phương pháp mơ phỏng ....................................................................... 19

xi


2.3. Phương pháp số và một số phần mềm ứng dụng trong mô phỏng và thiết
kế ô tô: ................................................................................................................... 24
2.3.1.

Phương pháp số giải phương trình vi phân thường ........................... 24

2.3.2.

Một số phần mềm ứng dụng trong mô phỏng và thiết kế ơ tơ ........... 26

Chương 3 CỞ SỞ MƠ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ Ơ TƠ ......................................... 28
3.1.

Quy trình phát triển hệ thống ơ tơ ............................................................. 28

3.1.1.

Q trình phát triển: ........................................................................... 28

3.1.2. Khái niệm về Model – based development (phát triển dựa trên mơ
hình): 29
3.2.

Model – based development (MBD) cho các ứng dụng ô tô:..................... 30

3.2.1. Model – based development (MBD) cho thiết kế hệ thống điều khiển
nhúng. 32
3.2.2. Model – based development (MBD) cho cho thiết kế kết cấu – bộ
phận. 35
3.3.

Cấu trúc và động lực học của xe ................................................................ 38

3.3.1.

Cấu trúc xe ........................................................................................... 38

3.3.2.

Động lực học của xe.............................................................................. 38

3.3.3.

Các phương pháp số để giải quyết các mơ hình thuật toán xe. ......... 40

3.4.

Cơ sở lý thuyết: ........................................................................................... 42

3.4.1.

Giới thiệu hệ thống Treo – Lốp ........................................................... 42

3.4.2.

Giới thiệu hệ thống lái – phanh ........................................................... 79

3.4.3.

Giới thiệu về khí động học ô tô ............................................................ 85

3.4.4.

Giới thiệu về động lực học ô tô .......................................................... 123

Chương 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB – SIMULINK TRONG LĨNH
VỰC MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Ô TÔ. .............................................................. 153
4.1.

Đôi nét về phần mềm Matlab-Simulink ................................................... 153

4.1.1.

Giới thiệu về phần mềm Matlab ........................................................ 153

4.1.2.

Giới thiệu về phần mềm Simulink ..................................................... 154

4.1.3. Khởi tạo Simulink và các khối chức năng trong phần mềm MatlabSimulink ........................................................................................................... 157
4.2.

Các ứng dụng của phần mềm Matlab-Simulink ..................................... 180

4.2.1.

Mô phỏng một khối trong Matlad-Simulink ..................................... 180

4.2.2.

Ứng dụng Matlab giải phương trình vi phân.................................... 182
xii


4.2.3.

Ứng dụng Simulink giải phương trình vi phân................................. 186

4.2.4. Ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink trong mô phỏng dao động
trên ô tô: .......................................................................................................... 192
Chương 5 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CARSIM TRONG LĨNH VỰC MÔ
PHỎNG, THIẾT KẾ VÀ KIỆM NGHIỆM Ô TÔ. .............................................. 208
5.1.

Đôi nét về phần mềm Carsim ................................................................... 208

5.1.1.

Giới thiệu về phần mềm Carsim........................................................ 208

5.1.2.

Bước đầu làm quen với phần mềm CarSim: ..................................... 209

5.2.

Các ứng dụng của phần mềm CARSIM: ................................................. 213

5.2.1. Ứng dụng phần mềm CarSim mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống lái
của ô tô: ........................................................................................................... 213
5.2.2. Ứng dụng phần mềm CarSim mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống
phanh ( Brake System ) của ô tô ..................................................................... 228
5.2.3. Ứng dụng phần mềm CarSim mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống
dẫn động ( Power train system) của ô tô: ....................................................... 240
2.5.4. Ứng dụng phần mềm CarSim mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống
treo ( Suspension system ) của ô tô. ................................................................ 252
5.2.5. Ứng dụng phần mềm CarSim mô phỏng và kiểm nghiệm khí động
học của ơ tơ ...................................................................................................... 281
5.2.6. Ứng dụng phần mềm Matlab – Simulink và CarSim mô phỏng và
kiểm nghiệm động lực học của ô tô ................................................................ 300
Chương 6 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ADAM/CAR TRONG LĨNH VỰC MƠ
PHỎNG HỆ THỐNG Ơ TƠ. ................................................................................ 333
6.1.

Đơi nét về phần mềm ADAM/CAR ......................................................... 333

6.1.1.

Giới thiệu về phần mềm ADAM/CAR .............................................. 333

6.1.2.

Bước đầu làm quen với ADAM/CAR ................................................ 339

6.2.

Các ứng dụng của phần mềm ADAM/CAR ............................................ 342

6.2.1. Ứng dụng phần mềm Adam/Car mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống
treo của ô tô: .................................................................................................... 342
Chương 7 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS – FLUENT TRONG LĨNH VỰC
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Ô TÔ. ........................................................................ 359
7.1.

Đôi nét về phần mềm ANSYS – FLUENT ............................................... 359

7.1.1.

Giới thiệu chung về phần mềm ANSYS – FLUENT......................... 359

7.1.2.

Mô phỏng dịng chảy khơng khí bao quanh vỏ xe bằng FLUENT ..... 360
xiii


7.1.3.
7.2.

Bước đầu làm quen với ANSYS – FLUENT: .................................... 361

Các ứng dụng của phần mềm ANSYS – FLUENT.................................. 362

7.2.1.

Ứng dụng Ansys vào bài toán cơ học tĩnh. ........................................ 362

7.2.2.

Ứng dụng Ansys mô phỏng khung gầm xe ô tô................................. 374

7.2.3.

Ứng dụng Ansys phân tích cơ cấu động. ........................................... 397

7.2.4.

Ứng dụng Ansys phân tích khí động học ơ tơ. .................................. 407

Chương 8 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. ............................................................. 426
8.1.

Kết luận. .................................................................................................... 426

8.1.1.

Phần mềm MATLAB-SIMULINK. ................................................... 426

8.1.2.

Phần mềm CARSIM. ......................................................................... 426

8.1.3.

Phần mềm ADAMS/CAR. ................................................................. 427

8.1.4.

Phần mềm ANSYS. ............................................................................ 428

8.2.

Kiến nghị. .................................................................................................. 429

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 431

xiv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DMU: Digital Mockup (giả lập kỹ thuật số)
MBD: Model – based development
MIL: Model-In-the-Loop
SIL: Software-In-the-loop
HIL: Real-time Hardware-In-the-loop
CAD: Computer-aided drafting
SLS: Automotive system-level simulation
CAE: Computer-aid engineering
FEM: Finite element method
IVP: Initial-value Problem
LDWS: Lane Departure Warning Systems
LKS: Lane Keeping Systems
FEM: Finite Element Method

PTHH: phần tử hữu hạn
CFD: Computational Fluid Dynamin

xv


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Bảng nội dung mơn học .............................................................................. 2
Bảng 3. 1: Tiêu chí đánh giá khung gầm của xe ......................................................... 39
Bảng 3. 2: Hệ tọa độ và các kí hiệu động lực học trên xe .......................................... 40
Bảng 3. 3: Sáu bậc tự do của mô hình 3D dao động ơtơ bao gồm: .............................. 58
Bảng 3. 4: Các bậc tự do của hệ thống treo khi mơ phỏng .......................................... 59
Bảng 3. 5: Định luật bảo tồn giữa các cấu trúc ......................................................... 59
Bảng 3. 6: Mối quan hệ giữa các định luật ................................................................. 59
Bảng 4. 1: Các thơng số vào của mơ hình dao động ơ tơ GAZ-66 ............................ 203
Bảng 5. 1: Tóm tắt các bảng thư viện hệ thống lái .................................................... 215
Bảng 5. 2: Tóm tắt dữ liệu trong thư viện hệ thống phanh ........................................ 234
Bảng 5. 3: Các thông số xe ô tô Merceder-Benz C180K Classic .............................. 281
Bảng 5. 4: Thư viện để xác định điều kiện gió: biên độ, hướng, góc tác dụng (C1) .. 283
Bảng 5. 5: Thư viện để xác định điều kiện góc trượt khí động học, chiều cao xe,
khoảng sang gầm ... (C2) .......................................................................................... 284
Bảng 5. 6: Thông số kỹ thuật xe ............................................................................... 302
Bảng 5. 7: Thông số chọn cho mơ hình tốn ............................................................ 306
Bảng 5. 8: Giá trị góc quay bánh xe dẫn hướng do tác động của góc quay vành lái δ(0)
theo thời gian của ô tô mô phỏng trên CarSim. ........................................................ 313
Bảng 5. 9: Kết quả nhận dạng thông số .................................................................... 326
Bảng 6. 1: Thông số xe Mitsubishi Pajero (Hãng Mitsubishi) .................................. 347
Bảng 7. 1: Vật liệu thép ........................................................................................... 383
Bảng 7. 2: Tính tốn điều kiện biên của bài tốn ...................................................... 383
Bảng 7. 3: Thơng số vật liệu .................................................................................... 391

xvi


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1: Sơ đồ phân loại mơ hình ............................................................................ 17
Hình 2. 2: Ví dụ về một hệ thống 3 khối .................................................................... 19
Hình 2. 3: Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mơ phỏng .................................. 22
Hình 2. 4: Các bước nghiên cứu mơ phỏng ................................................................ 23
Hình 3. 1: Sơ đồ phát triển dựa trên mơ hình.............................................................. 30
Hình 3. 2: : Sơ đồ quy trình cơ bản thiết kế một Model – based development ............ 30
Hình 3. 3: Sơ đồ các ứng dụng của Model – based development cho ô tô
được công bố theo từng giai đoạn ( 1995 -2030)- chiều từ trái sang phải ..... 31
Hình 3. 4: Sơ đồ quy trình cơ bản cho ứng dụng Model – based development
(MBD) cho Thiết kế hệ thống điều khiển nhúng ........................................................ 34
Hình 3. 5: : MBD và việc sử dụng máy tính trong mơ hình V .................................... 35
Hình 3. 6: Giao diện Simulink-CarSim cho mơ phỏng HIL cấp độ xe ....................... 36
Hình 3. 7: Mơ phỏng vỏ ngồi hoặc thân xe ơ tơ phải chịu các thơng số khác nhau liên
quan đến dòng chảy của chất lỏng. ............................................................................. 37
Hình 3. 8: Multibody Dynamics ................................................................................. 37
Hình 3. 9: Mơ phỏng va chạm xe với mơ hình phần tử hữu hạn ................................. 38
Hình 3. 10: Hệ tọa độ và các kí hiệu động lực học trên xe ............................... 40
Hình 3. 11:Sơ đồ nghiên cứu dao động ô tô ............................................................... 48
Hình 3. 12: Sơ đồ liên hệ của hệ thống Đường -Xe -Người ....................................... 49
Hình 3. 13 .................................................................................................................. 53
Hình 3. 14: Quan hệ tần số dao động riêng n phần được treo với độ võng tĩnh f t ........ 54
Hình 3. 15: Đường đặc tính khơng đối xứng của giảm chấn tác dụng hai chiều với van
giảm tải ...................................................................................................................... 56
Hình 3. 16: Lực tác dụng lên các bánh xe trong mặt phẳng tiếp xúc mặt tựa. ............. 56
Hình 3. 17: Mơ hình khơng gian hệ dao động ơtơ du lịch ........................................... 57

Hình 3. 18: Mơ hình khơng gian hệ thống treo xe cầu trước và sau độc lập .............. 61
Hình 3. 19: Mơ hình vật lý hệ thống treo độc lập trong mặt phẳng dọc ...................... 63
Hình 3. 20: Sơ đồ phân tích lực cho hệ thống treo độc lập trong mặt phẳng dọc......... 64
Hình 3. 21: Mơ hình vật lý cho hệ thống treo trong mặt phẳng ngang ........................ 69
Hình 3. 22: Mơ hình phân tích lực cho hệ thống treo trong mặt phẳng ngang ............. 69
Hình 3. 23: Mơ hình vật lý cho hệ thống treo tồn xe ................................................. 71
Hình 3. 24: Sơ đồ phân tích lực cho hệ thống treo tồn xe ......................................... 72
Hình 3. 25: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái ................................................................... 80
Hình 3. 26: Góc Camber ............................................................................................ 81
Hình 3. 27: Góc Caster .............................................................................................. 82
Hình 3. 28 .................................................................................................................. 83
Hình 3. 29 .................................................................................................................. 83
Hình 3. 30: Góc Kingpin ............................................................................................ 84
Hình 3. 31: Độ chụm................................................................................................. 85
Hình 3. 32: Lực cản lăn và vị trí đặt của nó. ............................................................... 85
Hình 3. 33: Các lực tác dụng lên vật nằm trong dịng chảy ........................................ 86
Hình 3. 34: Sự hình thành vùng xốy áp thấp phía sau vật cản .................................. 89
xvii


Hình 3. 35:Ảnh hưởng của hình dạng của vật cản tới sự hình thành vùng xốy .......... 90
Hình 3. 36: Q trình cải thiện hình dạng khí động học ơ tơ nhằm giảm hệ số cản .... 91
Hình 3. 37: Hệ số cản khơng khí trên một số loại ơ tơ tải ........................................... 92
Hình 3. 38: Hệ số cản khơng khí của các loại xe thơng dụng ...................................... 93
Hình 3. 39: Các vùng xốy trên vỏ ơ tơ con ............................................................... 94
Hình 3. 40: Phân bố áp suất khơng thứ ngun trên vỏ xe ......................................... 95
Hình 3. 41: Ảnh hưởng của cấu trúc đi xe tới hệ số lực cản khí động ..................... 96
Hình 3. 42: Dịng khơng khí xung quanh phần đầu ơ tơ.............................................. 97
Hình 3. 43: Sự phân bố áp lực phía trước ơ tơ ............................................................ 97
Hình 3. 44: Sự phân bố lực cản phía trước ơ tơ ......................................................... 98

Hình 3. 45: Ảnh hưởng của lực cản đến góc nghiêng của mặt trước ........................... 99
Hình 3. 46: Dịng chảy xung quanh kính chắn gió ...................................................... 99
Hình 3. 47: Các nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân bố lực cản trên kính chắn gió
................................................................................................................................ 100
Hình 3. 48: Sự phân bố áp suất lên kính chắn gió và cột A ....................................... 100
Hình 3. 49: Dịng khơng khí đi qua bộ tản nhiệt ...................................................... 102
Hình 3. 50: Một số dạng ống dẫn khơng khí làm mát ............................................... 103
Hình 3. 51: Sự biểu diễn các hàm đặc trưng ............................................................ 105
Hình 3. 52: Tối ưu hố các chi tiết trên ơ tơ ............................................................ 105
Hình 3. 53: Tối ưu hố các chi tiết trên ô tô ............................................................. 106
Hình 3. 54: Sự phát triển của hình dạng thân xe ....................................................... 107
Hình 3. 55: Sự phát triển hình dạng của ơ tơ từ thân cơ sở ....................................... 108
Hình 3. 56: Các thành phần ứng suất trên khối chất lỏng ......................................... 112
Hình 3. 57: Hệ trục tọa độ cố định ........................................................................... 123
Hình 3. 58: Hệ trục tọa độ thân xe ........................................................................... 124
Hình 3. 59: Hệ trục tọa độ khơng gian 3 chiều ........................................................ 124
Hình 3. 60: Góc lệch hướng chuyển động của ơ tơ ................................................... 129
Hình 3. 61: Mơ hình tính tốn lốp xe ....................................................................... 130
Hình 3. 62: Mơ hình một vết của ơ tơ ....................................................................... 136
Hình 3. 63: Mơ hình một vết của ơ tơ ...................................................................... 136
Hình 3. 64: Mơ hình hai vết bánh xe ....................................................................... 139
Hình 3. 65: Mơ hình động lực học ơ tơ trong mặt phẳng ngang ............................... 141
Hình 3. 66: Mơ hình một vết tương đương có xét đến sự nghiêng ngang................. 145
Hình 3. 67: Mơ hình trạng thái động lực của ô tô ..................................................... 152
Hình 4. 1: Giao diện màn hình Matlab ..................................................................... 154
Hình 4. 2: Giao diện màn hình xay dựng sơ đồ khối ................................................ 155
Hình 4. 3: Hệ thống thư viên trong simulink ............................................................ 156
Hình 4. 4: Thư viện cuả CarSim S-Function ............................................................ 157
Hình 4. 5: Khởi động simulink ................................................................................. 157
Hình 4. 6: Sơ đồ thư viện của Simulink ................................................................... 158

Hình 4. 7: Các khối của thư viê ̣n Commomlỵ used blocks ....................................... 160
Hình 4. 8: Các khối của thư viện Continuous ........................................................... 164
Hình 4. 9: Các khối của thư viện Discrete ................................................................ 166
Hình 4. 10: Các khối của thư viện Discontinuties..................................................... 168
xviii


Hình 4. 11:Các khối của thư viện Math Operations .................................................. 170
Hình 4. 12: Màn hình khối Slider Gain ................................................................... 171
Hình 4. 13: Các khối của thư viện Sources .............................................................. 173
Hình 4. 14: Các khối của thư viện Sinks ................................................................. 175
Hình 4. 15: Các khối của thư viện Signal Routing ................................................... 176
Hình 4. 16: Các khối của thư viện User-Defined Functions ...................................... 178
Hình 4. 17: Các khối của thư viện Look-Up Table ................................................... 178
Hình 4. 18: Đồ thị kết quả ........................................................................................ 185
Hình 4. 19: Đồ thị kết quả ........................................................................................ 186
Hình 4. 20: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 1 của mục 2.3.1 .................. 186
Hình 4. 21: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 1 của mục 2.3.1 ...................................... 187
Hình 4. 22: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 1 của mục 2.3.2 ................. 187
Hình 4. 23: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 1 của mục 2.3.2 ...................................... 188
Hình 4. 24: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 2 của mục 2.3.2 .................. 188
Hình 4. 25: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 2 của mục 2.3.2 ...................................... 189
Hình 4. 26: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 2 của mục 2.3.2 .................. 189
Hình 4. 27: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 3 của mục 2.3.2 ...................................... 190
Hình 4. 28: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 4a của mục 2.3.2 ................. 190
Hình 4. 29: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 4a của mục 2.3.2 ..................................... 191
Hình 4. 30: Sơ đồ mơ phỏng trong simulink giải ví dụ 4b của mục 2.3.2................. 191
Hình 4. 31: Kết quả mơ phỏng của ví dụ 4b của mục 2.3.2 .................................... 191
Hình 4. 32: Mơ hình dao động ơ tơ ¼...................................................................... 192
Hình 4. 33: Sơ đồ mô phỏng dao động ô tô 1⁄4 ........................................................ 193

Hình 4. 34: Kết quả mơ phỏng dao động ơ tơ 1⁄4..................................................... 195
Hình 4. 35: Mơ hình dao động ơ tơ ½....................................................................... 196
Hình 4. 36: Biên dạng mặt đường hình sin ............................................................... 198
Hình 4. 37: Sơ đồ mơ phỏng Model dap động ơ tơ ½ ............................................... 199
Hình 4. 38: Khối model lốp trước ............................................................................ 200
Hình 4. 39: Khối model lốp sau ............................................................................... 200
Hình 4. 40: Khối model cầu trước ............................................................................ 200
Hình 4. 41: Khối model cầu sau ............................................................................... 201
Hình 4. 42: Khối model thân xe ............................................................................... 201
Hình 4. 43: Mô đun hiển thị các đồ thị kết quả mơ phỏng ........................................ 202
Hình 4. 44: Mơ đun tính tốn chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động ................... 203
Hình 4. 45: Mơ đun hiển thị điều kiện khảo sát ........................................................ 203
Hình 4. 46: Kết quả mơ phỏng dao động của ơ tơ tải GAZ66 với mơ hình ½ ......... 206
Hình 4. 47: Tính tốn chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô tải GAZ66
với mơ hình ½.......................................................................................................... 207
Hình 4. 48: Mơ đun hiển thị điều kiện khảo sát của ô tô tải GAZ66 với mơ hình ½ 207
Hình 5. 1: Chọn cơ sở dữ liệu gần đây ..................................................................... 209
Hình 5. 2: Thiết lập giấy phép .................................................................................. 210
Hình 5. 3: Bảng điều khiển ...................................................................................... 210
Hình 5. 4: Chọn mục trong menu ............................................................................. 211
Hình 5. 5: Chọn thư mục để Load ............................................................................ 211
xix


Hình 5. 6: Đường dẫn thư mục ................................................................................. 212
Hình 5. 7 : Các bút trên màn hình làm việc .............................................................. 213
Hình 5. 8: Sơ đồ cấu trúc xây dựng phương pháp mơ phỏng .................................... 213
Hình 5. 9: Sơ đồ hệ thống lái ................................................................................... 215
Hình 5. 10: Sơ đồ góc nghiêng trục lái ( góc kingpin) .............................................. 217
Hình 5. 11: Màn hình hệ thống lái với các chi tiết đầy đủ ........................................ 221

Hình 5. 12: Thay thế hệ thống lái ( đơn giản ) màn hình cho hệ thống lái với các chi
tiết ít hơn. ................................................................................................................ 228
Hình 5. 13: Màn hình hệ thống phanh 4 bánh xe ...................................................... 229
Hình 5. 14: Màn hình hệ thống phanh 4 bánh xe ...................................................... 231
Hình 5. 15: Hệ thống phanh bốn bánh xe tăng cường và hiệu ứng nhiệt ................... 235
Hình 5. 16: Hệ thống phanh bốn bánh xe tăng cường và hiệu ứng nhiệt ................... 237
Hình 5. 17: Điều khiển hệ thống phanh với thiết lập Type-A ................................... 238
Hình 5. 18: Điều khiển hệ thống phanh với thiết lập Type-B.................................... 238
Hình 5. 19: Hệ thống phanh: màn hình đặc tính bộ kẹp đĩa phanh và đĩa quay ......... 239
Hình 5. 20: Sơ đồ hệ thống truyền dẫn đọng cầu trước hoặc cầu sau ........................ 240
Hình 5. 21: Sơ đồ hệ thống của xe dẫn đầu hai cầu .................................................. 241
Hình 5. 22: Màn hình chính hệ thống truyền thống .................................................. 241
Hình 5. 23: biểu đồ đường đặc tính giữa momen hữu ích và số vịng quay của trục
khuỷu động cơ theo góc mở bướm ga. ..................................................................... 243
Hình 5. 24 ................................................................................................................ 245
Hình 5. 25 ................................................................................................................ 247
Hình 5. 26: Biểu đồ lên số........................................................................................ 248
Hình 5. 27 ................................................................................................................ 249
Hình 5. 28 ................................................................................................................ 249
Hình 5. 29: Biểu đồ thể hiện sự khác biệt về tốc độ và momen giữa cầu trước và cầu
sau. .......................................................................................................................... 250
Hình 5. 30: Biểu đồ thể hiện sự khác biệt về tốc độ và momen giữa bánh xe bên phải
và bánh xe bên trái. .................................................................................................. 252
Hình 5. 31: Đường đặc tính đàn hồi có tải và khơng tải ............................................ 253
Hình 5. 32: Đường đặc tính đàn hồi có tính đến ảnh hưởng lốp xe ........................... 254
Hình 5. 33: Màn hình thiết lập đọng học hệ thống treo đọc lập ................................ 256
Hình 5. 34 ................................................................................................................ 258
Hình 5. 35: Màn hình thiết lập hệ thống treo đơn giản ............................................. 260
Hình 5. 36: Màn hình thiết lập động học hệ thống treo phụ thuộc ............................ 263
Hình 5. 37: Lựa chọn đặc tính dao động................................................................... 264

Hình 5. 38: Màn hình thiết lập thơng số hệ thống treo phụ thuộc ............................. 265
Hình 5. 39: Màn hình thiết lập hệ thống treo đơn giản ............................................. 267
Hình 5. 40: Sơ đồ chọn mâm bánh xe ...................................................................... 270
Hình 5. 41: Sơ đồ lựa chọn lốp ................................................................................ 270
Hình 5. 42: Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh xe ............................................... 272
Hình 5. 43: Mơ hình cơ bản lựa chọn lốp xe ............................................................ 272
Hình 5. 44: Sơ đồ lực dọc trục và hệ số ma sát (2D) ................................................ 275
Hình 5. 45: Sơ đồ lực dọc trục và hệ số ma sát ( 3D có tính đến tải trọng) ............... 276
xx


Hình 5. 46: Sơ đồ lực dọc trục tác dụng lên bánh xe Fy ............................................ 276
Hình 5. 47: Sơ đồ lực dọc trục Fy và góc trượt ngang 𝛼 (2D) ................................... 277
Hình 5. 48: Sơ đồ lực dọc trục Fy và góc trượt ngang α (3D có tính đến tải trọng) ... 277
Hình 5. 49: Sơ đồ lực dọc tác dụng lên bánh xe Fy và moomen Mz .......................... 278
Hình 5. 50: Sơ đồ moomen Mz và góc trượt ngang 𝛼 (2D) ....................................... 278
Hình 5. 51: Sơ đồ moomen Mz và góc trượt ngang 𝛼 (3D) ....................................... 278
Hình 5. 52: Mơ hình cơ bản lựa chọn lốp xe External Shear, Internal F x and Lags ... 279
Hình 5. 53: Mơ hình cơ bản lựa chọn lốp xe External with Camber Example........... 280
Hình 5. 54: Lực giằng chống lại sự thay đổi góc nghiêng của mặt đường 𝛾.............. 280
Hình 5. 55: Sơ đồ lực giằng chống lại sự thay đổi góc nghiêng của mặt đường 𝛾 (2D)
................................................................................................................................ 281
Hình 5. 56: Sơ đồ khối và hệ trục tọa độ trên ô tô .................................................... 282
Hình 5. 57 ................................................................................................................ 283
Hình 5. 58: Dịng xe đã thiết lập sẵn trong Datasets ................................................. 284
Hình 5. 59: Màn hình thiết lập dữ kiện ban đầu (Main Screen) ................................ 285
Hình 5. 60 ................................................................................................................ 286
Hình 5. 61: Fx(Drag) coeficient ................................................................................ 287
Hình 5. 62Giảng đồ CFx (Drag) coefficient .............................................................. 287
Hình 5. 63 ................................................................................................................ 288

Hình 5. 64: Fx (Drag) Cịe.Bounce/Pitch ................................................................. 288
Hình 5. 65: CFx (Drag) Coef.Bounce/Pitch .............................................................. 289
Hình 5. 66: CFx (Drag) Coef.Bounce/Pitch (3D) ...................................................... 289
Hình 5. 67: Fy ( Side Fore) Coefficient..................................................................... 290
Hình 5. 68: Giảng đồ CFy (Side Force) Coefficient ................................................. 291
Hình 5. 69 ................................................................................................................ 291
Hình 5. 70: Fy (Drag) Coef.Bounce/Pitch ................................................................ 292
Hình 5. 71: Fz ( Lift) Coefficient ............................................................................. 293
Hình 5. 72: Giảng đồ Fz ( Lift) Coefficient .............................................................. 294
Hình 5. 73: Giảng đồ CFz ( Lift) Coefficient ........................................................... 294
Hình 5. 74: Giảng đồ CMy (Pitch momen) Coefficient tính cho Fx và Fz ................ 295
Hình 5. 75: Giảng đồ CMy (Pich momen) Coef.Bounce/Pitch ................................. 296
Hình 5. 76 ................................................................................................................ 297
Hình 5. 77: Mơ phỏng khí động học trên xe đua F1 ................................................. 297
Hình 5. 78: a) Các bảng màu mô phỏng từng phần tháo rời trên xe. b) Mơ phỏng luồng
khơng khí trượt trên cánh đi xe. c) Cánh mũi trong khi phanh, mơ phỏng bởi máy
tính. ......................................................................................................................... 298
Hình 5. 79:Mơ hình chiếc F1 bằng nhựa để đưa vào ống khí động ........................... 299
Hình 5. 80: Vị trí bộ tạo xốy đặt trên ơ tơ ............................................................... 299
Hình 5. 81:Biên dạng vận tốc chạy qua phía sau ơ tơ trước và sau khi gắn bộ tạo xốy
................................................................................................................................ 299
Hình 5. 82 ................................................................................................................ 300
Hình 5. 83: Mơ Hình trên Carsim............................................................................. 300
Hình 5. 84: Sơ đồ thuật tốn mơ phỏng động lực học ơ tơ ........................................ 301
Hình 5. 85: Cấu trúc mơ hình động lực học ơ tơ trong mặt phẳng đường .................. 301
xxi


Hình 5. 86: Mơ hình ơ tơ mơ phỏng thiết lập bằng phàn mềm CarSim ..................... 302
Hình 5. 87: Thiết lập thơng số kỹ thuật của mơ hình ơ tơ ......................................... 302

Hình 5. 88: Hoạt hình mơ phỏng ơ tơ trên CarSim ................................................... 303
Hình 5. 89: Kết quả kết nối CarSim-Simulink .......................................................... 304
Hình 5. 90: Sơ đồ khối mơ phỏng động lực học ơ tơ trong Simulink ........................ 304
Hình 5. 91: Sơ đồ tổng thể mô phỏngđộng lực học ô tơ bằng phần mềm MatlabSimulink và CarSim ................................................................................................. 305
Hình 5. 92: Nhập thơng số đầu vào cho mơ hình mơ phỏng ..................................... 313
Hình 5. 93: Sơ đồ khối mơ phỏng động lực học ơ tơ trong Simulink ........................ 317
Hình 5. 94: Vận tốc ngang (Vy) (m/s) ...................................................................... 318
Hình 5. 95: Gia tốc ngang (Ay) (m/s2) ..................................................................... 318
Hình 5. 96: Tốc độ góc quay thân xe quanh trục z (AVz) (rad/s) .............................. 319
Hình 5. 97: Góc quay thân xe quanh trục x (φ) (rad) ................................................ 319
Hình 5. 98: Tốc độ góc quay thân xe quanh trục x (AVx)(rad/s) .............................. 320
Hình 5. 99: Mơ hình động lực học ơ tơ xây dựng trong mơi trường Simulink........... 321
Hình 5. 100: Q trình nhận dạng thơng số bằng cơng cụ Parameter Estimation ...... 326
Hình 5. 101: Bộ quan sát trạng thái .......................................................................... 330
Hình 5. 102:Mơ hình hệ thống sử dụng bộ quan sát trạng thái. ................................. 332
Hình 5. 103: Sơ đồ khối mơ phỏng động lực học ô tô trong Simulink sử dụng bộ quan
sát trạng thái ............................................................................................................ 332
Hình 6. 1: Giao diện làm việc của Adams/car .......................................................... 340
Hình 6. 2: Cửa sổ đồ thị kết quả ............................................................................... 342
Hình 6. 3: Giao diện làm việc của Adams/car .......................................................... 343
Hình 6. 4: Hộp thoại open của chương trình ............................................................. 344
Hình 6. 5: Các hệ thống treo trong thư viện của chương trình .................................. 344
Hình 6. 6: Mơ hình hệ thống phụ được xây dựng trong Adams/car ......................... 345
Hình 6. 7: Hộp thoại xây dựng một Suspension Assembly ....................................... 345
Hình 6. 8: Mơ hình hệ thống treo độc lập trong Adams/car ...................................... 346
Hình 6. 9: Mơ hình hệ thống treo phụ thuộc xây dựng trong Adams/car................... 346
Hình 6. 10: hộp thoại lựa chọn các chương trình phân tích ....................................... 348
Hình 6. 11: Hộp thoại sửa đổi thơng số cho lị xo bộ phận đàn hồi ........................... 349
Hình 6. 12: Hơp thoại thay đổi độ cứng cho lị xo bộ phận đàn hồi .......................... 349
Hình 6. 13: Hộp thoại định nghĩa các đơn vị đo trong quá trình mơ phỏng ............... 350

Hình 6. 14: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lị xo
bộ phận đàn hồi ....................................................................................................... 350
Hình 6. 15: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực giảm chấn và vận tốc của giảm
chấn ......................................................................................................................... 351
Hình 6. 16: Hơp thoại nhập thơng số lực kích thích đầu vào lên hai lốp ................... 351
Hình 6. 17: Hộp thoại điều khiển q trình chạy mơ phỏng hệ thống treo ................ 352
Hình 6. 18: Hộp thoại xuất đồ thị các thơng số đầu ra .............................................. 352
Hình 6. 19: Đồ thị chuyển vị dài của khung xe dọc theo 0x...................................... 353
Hình 6. 20: Đồ thị chuyển vị dài của khung xe dọc theo 0y...................................... 353
Hình 6. 21: Đồ thị chuyển vị dài của khung xe dọc theo 0z ...................................... 354
Hình 6. 22: Chuyển vị góc của khung xe quanh 0x .................................................. 354
xxii


Hình 6. 23: Chuyển vị góc của khung xe quanh 0y .................................................. 354
Hình 6. 24: Chuyển vị góc của khung xe quanh 0z................................................... 355
Hình 6. 25: Vận tốc dài của khung theo phương 0x .................................................. 355
Hình 6. 26: Vận tốc dài của khung theo phương 0y .................................................. 355
Hình 6. 27: Vận tốc dài của khung theo phương 0z .................................................. 356
Hình 6. 28: Vận tốc góc của khung quanh 0x ........................................................... 356
Hình 6. 29: Vận tốc góc của khung quanh 0y ........................................................... 356
Hình 6. 30: Vận tốc góc của khung quanh 0z ........................................................... 357
Hình 6. 31: Gia tốc dài của khung theo phương 0x .................................................. 357
Hình 6. 32: Gia tốc dài của khung theo phương 0y .................................................. 357
Hình 6. 33: Gia tốc dài của khung theo phương 0z ................................................... 358
Hình 6. 34: Gia tốc góc của khung quanh 0x ............................................................ 358
Hình 6. 35: Gia tốc góc của khung quanh 0y ............................................................ 358
Hình 6. 36: Gia tốc góc của khung quanh 0z ............................................................ 358
Hình 7. 1: Giao diện chính của Ansys ...................................................................... 361
Hình 7. 2: Dầm bài tốn 1 ........................................................................................ 364

Hình 7. 3: Khối Static Structural .............................................................................. 364
Hình 7. 4: Vật liệu Structural Steel .......................................................................... 365
Hình 7. 5: Thiết lập thơng số vật liệu ....................................................................... 365
Hình 7. 6: Gọi hộp thoại Properties .......................................................................... 365
Hình 7. 7: Chọn mơ hình dạng đường ...................................................................... 366
Hình 7. 8: Thanh cơng cụ Units .............................................................................. 367
Hình 7. 9: Cơng cụ Look at .................................................................................. 367
Hình 7. 10: Vẽ đường thẳng ..................................................................................... 367
Hình 7. 11: Xác định giá trị chiều dài....................................................................... 368
Hình 7. 12: Tạo phần tử Line Bodies ....................................................................... 368
Hình 7. 13: Tạo thiết diện hình chữ nhật .................................................................. 369
Hình 7. 14: Chọn mơ hình áp dụng tiết diện ............................................................. 369
Hình 7. 15: Tạo lưới ................................................................................................ 370
Hình 7. 16: Mơ hình khi đã chia lưới ....................................................................... 370
Hình 7. 17: Thiết lập gối tựa cố định ........................................................................ 371
Hình 7. 18: Thiết lập gối tựa di động ....................................................................... 371
Hình 7. 19: Đặt lực .................................................................................................. 372
Hình 7. 20: Cài đặt dạng lực .................................................................................... 372
Hình 7. 21: Đặt giá trị lực ........................................................................................ 372
Hình 7. 22: Hồn tất đặt lực ..................................................................................... 373
Hình 7. 23: Gọi Total Deformation .......................................................................... 373
Hình 7. 24: Gọi Beam Tool ...................................................................................... 373
Hình 7. 25: Kết quả chuyển vị.................................................................................. 374
Hình 7. 26: Kết quả ứng suất ................................................................................... 374
Hình 7. 27: Khung gầm hình thang .......................................................................... 375
Hình 7. 28: Trường hợp gia cố khung gầm hình thang ............................................. 376
Hình 7. 29: Khung gầm hình chữ thập ..................................................................... 376
Hình 7. 30: Dầm chéo ở trước và sau ....................................................................... 377
xxiii

Hình 7. 31: Khung gầm ống xương sống .................................................................. 377
Hình 7. 32: Khung khơng gian ................................................................................. 378
Hình 7. 33: Khung gầm liền khối ............................................................................. 378
Hình 7. 34: Trường hợp chịu tải uốn ........................................................................ 379
Hình 7. 35: Phân bố tải theo chiều dọc ..................................................................... 379
Hình 7. 36: Trường hợp tải xoắn .............................................................................. 380
Hình 7. 37: Trường hợp cả tải uốn và xoắn .............................................................. 380
Hình 7. 38: Trường hợp tải bên ................................................................................ 380
Hình 7. 39: Lực phản ứng ở bánh trước do tăng tốc ................................................. 381
Hình 7. 40: Lực phản ứng ở bánh trước do giảm tốc ................................................ 381
Hình 7. 41: Dạng chữ C ........................................................................................... 381
Hình 7. 42: Dạng chữ I ............................................................................................ 381
Hình 7. 43: Dạng hình hộp chữ nhật ........................................................................ 382
Hình 7. 44: Dạng hình ống ....................................................................................... 382
Hình 7. 45: Khung gầm xe tải ................................................................................. 382
Hình 7. 46: Khối Static Structural ............................................................................ 384
Hình 7. 47: Thay đổi thơng số vật liệu thép .............................................................. 384
Hình 7. 48: Chọn File chứa mơ hình xe tải ............................................................... 385
Hình 7. 49: Thiết lập liên kết từng phần ................................................................... 385
Hình 7. 50: Thiết lập chia lưới bằng tay ................................................................... 386
Hình 7. 51: Kết quả sau khi chia lưới ....................................................................... 386
Hình 7. 52: Tạo gối cố định ..................................................................................... 387
Hình 7. 53: Tạo trọng lực của Trái Đất .................................................................... 387
Hình 7. 54: Thiết lập tải trọng tĩnh đã tính tốn ....................................................... 387
Hình 7. 55: Kết quả chuyển vị.................................................................................. 388
Hình 7. 56: Kết quả ứng suất ................................................................................... 388
Hình 7. 57: Kết quả biến dạng đàn hồi ..................................................................... 388
Hình 7. 58: Mơ hình xe tải thực tế và mơ hình 3D ................................................... 389
Hình 7. 59: Mơ hình Kelvin ..................................................................................... 389

Hình 7. 60: (a) Va chạm trực diện và (b) Va chạm từ phía sau ................................ 390
Hình 7. 61: Va chạm cả trước và sau........................................................................ 390
Hình 7. 62: Khối Explicit Dynamics ........................................................................ 392
Hình 7. 63: Thiết lập thơng số vật liệu theo đề bài ................................................... 392
Hình 7. 64: Thêm vật liệu thứ hai cho bài tốn......................................................... 393
Hình 7. 65: Tạo bức tường va chạm ......................................................................... 393
Hình 7. 66: Thiết lập thơng số bức tường ................................................................. 393
Hình 7. 67: Thiết lập vật liệu khung gầm ................................................................. 394
Hình 7. 68: Thiết lập vật liệu bức tường ................................................................... 394
Hình 7. 69: Kết quả chia lưới mơ hình ..................................................................... 394
Hình 7. 70: Thiết lập vận tốc xe ............................................................................... 395
Hình 7. 71: Thiết lập gối tựa cố định cho bức tường ................................................ 395
Hình 7. 72: Thiết lập số vịng lặp tối đa ................................................................... 395
Hình 7. 73: Thiết lập thời gian kết thúc .................................................................... 396
Hình 7. 74: Thiết lập số điểm kết quả....................................................................... 396
xxiv