Chương 5 tính toán tối ưu hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.29 MB, 10 trang )
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 11
CHƢƠNG 5
TÍNH TOÁN TỐI ƢU HÓA
5.1 Chia biến cho các thành phần của khung xƣơng xe buýt
Chia tất cả các mảng của khung xương thành 7 biến như sau:
Hình 5.1 Các biến đƣợc chia theo các mảng cấu tạo khung xƣơng xe buýt
-
Mảng 1: ( ) Gồm : 8 thanh trụ kính hông phải, hông trái; 6 thanh đà gia cố của
khung xương hông phải, hông trái .
Hình 5.2 Các thanh tƣơng ứng với biến x1 trong mô hình (Các thanh màu đỏ)
-
Mảng 2: (x2) Gồm : 10 thanh đà ngang của khung xương trần xe.
Hình 5.3 Biến
trong mô hình (tƣơng ứng với các thanh màu đỏ)
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 12
Mảng 3: ( ) Gồm : 7 đà gia cố của khung xương hông phải, 7 đà gia cố của
khung xương hông trái. 7 trụ chia khoang hành lý của khung xương hông trái, 7 trụ
chia khoang hành lý của khung xương hông phải.(Hình 5.4)
Hình 5.4 Biến
Mảng 4: (
trong mô hình (tƣơng ứng với các thanh màu đỏ)
) Gồm :24 thanh xiêng gia cố .(Hình 5.5 )
Hình 5.5 Biến
-
trong mô hình khung xƣơng
Mảng 5: ( ) Gồm: 2 thanh dọc lớn của khung xương chassis. 28 đà ngang của
khung xương chassis. 8 đà xéo của khung xương chassis
Hình 5.6 Biến
trong mô hình (tƣơng ứng với các thanh màu đỏ)
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
-
Mảng 6: ( ) Gồm : 28 đà ngang của khung xương chassis. 2 đà dọc lớn phía sau,
2 đà chống gia cố của khung xuong chassis.
Hình 5.7 Biến
-
Mảng 7: (
trong mô hình (tƣơng ứng với các thnah màu đỏ)
) Gồm : 2 đà dọc chính phía trước của khung xương chassis.
Hình 5.8 Biến
-
Trang 13
trong mô hình (tƣơng ứng với các thanh màu đỏ)
Và các biến có các mức độ nhƣ sau:
Từ biến
đến
có 4 mức độ là: 1.5, 2.5, 3.5, và 4.5. (mảng đầu xe, mảng trái,
mảng phải, và nóc xe).
Từ biến
đến
có 4 mức độ là: 9, 10, 11, 12 . (sàn xe, chassis ).
Bảng 5.1: Các cấp độ của biến
Biến
x1 /mm
Cấp 1
1.5
Cấp 2
2.5
Cấp 3
3.5
Cấp 4
4.5
x2 /mm
1.5
2.5
3.5
4.5
x3 /mm
1.5
2.5
3.5
4.5
x4 /mm
9
10
11
12
x5 /mm
9
10
11
12
x6 /mm
9
10
11
12
x7 /mm
9
10
11
12
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 14
5.2 Kết quả phân tích, tính toán trên Ansys
Sau quá trính phân tích tính toán trên ANSYS ta có bảng kết quả phân tích
như sau :
Bảng 5.2 Bảng thể hiện kết quả phân tích trên Ansys
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
M
STT
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/kg
/MPa
/MPa
1
1
2
3
2
2
1
2
4097
299.4
410.5
2
3
4
1
2
1
2
2
4023
357.8
404
3
2
4
3
3
2
2
1
4183
358
406
4
4
2
1
3
1
1
1
3970
299.7
406.75
5
1
3
1
4
2
2
1
4227
334.6
481
6
3
1
3
4
1
1
1
4046
267.7
480.25
7
2
1
1
1
2
1
2
4108
269.2
410
8
4
3
3
1
1
2
2
4022
331.4
293.5
9
1
1
4
3
1
2
2
4200
267.6
293.5
10
3
3
2
3
2
1
2
4145
333
409.25
11
2
3
4
2
1
1
1
3926
326.9
293.5
12
4
1
2
2
2
2
1
4044
267.6
293.5
13
1
4
2
1
1
1
1
3850
356.7
293.5
14
3
2
4
1
2
2
1
4259
298.8
293.5
15
2
2
2
4
1
2
2
4090
299
403.5
16
4
4
4
4
2
1
2
4182
358.5
293.5
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 15
5.3 Dùng SPSS lập phƣơng trình hồi quy tuyến tình:
Sử dụng SPSS tiếp tục lập mô hình hồi qui tuyến tính thể hiện mối quan hệ giữa các
biến, khối lượng và ứng suất.
5.4 Thực hiện tính toán hồi quy
Trong menu Analyze, chọn Regression, chọn Linear, xuất hiện hộp thoại, chỉ định biến
phụ thuộc trong ô Dependent và các biến độc lập trong ô Independent(s):
Hình 5.9 Hộp thoại chỉ định biến phụ và các biến độc lập
5.5 Kết quả phân tích hồi quy từ SPSS
5.5.1 Phƣơng trình hồi quy ứng suất phần khung xƣơng
Phương trình hồi qui tương ứng theo ứng suất phần khung xương ô tô:
Y1=227.129-5.616 -36.412
-0.887 +0.319
0.248
-0.259
+0.533
+0.744
-1.231
-
5.5.2 Phƣơng trình hồi quy ứng suất phần Chassis
Phương trình hồi qui tương ứng theo ứng suất phần khung xương ô tô:
Y2=-1364.583+276.086 +0.794 +6.625 +16.276 -11.375
29.595
-6.658
+11.435
-
5.5.3 Phƣơng trình hồi quy khối lƣợng ô tô khách
Phương trình hồi qui tương ứng theo khối lượng
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 16
Y3= 4440-11.750 +36.671
+10.177
17.981
-27.130
+7.789 -37.206
4.079 +4.763
+3.156
+39.731
-9.367
+31.720 +6.553 +9.242 -
5.6 Dùng MATLAB tiến hành tối ƣu hóa các biến thiết kế
Bằng phương pháp giải thuật di truyền dùng phần mềm MATLAB tiến hành tối ưu hóa
các biến lượng thiết kế :
Tổng cộng có 7 biến, mỗi biến có 4 cấp độ khác nhau, thông số được thể hiện trong bảng
5.12
Bảng 5.12: Cấp độ biến
Biến
Câp 1
Câp 2
Câp 3
Câp 4
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
/mm
1.5
2.5
3.5
4.5
/mm
1.5
2.5
3.5
4.5
/mm
1.5
2.5
3.5
4.5
/mm
9
10
11
12
/mm
9
10
11
12
/mm
9
10
11
12
/mm
9
10
11
12
Kết quả ta được bộ nghiệm thỏa mãn điều kiện khối lượng và ứng suất:
0.0016 0.0027
0.0023
0.0091
0.0120
0.0104
0.0092
0.1803
3.9473
0.0016 0.0027
0.0023
0.0091
0.0120
0.0104
0.0094
0.1488
3.9502
................................................................................................................................................
0.0016 0.0027
0.0023
0.0093
0.0115
0.0104
0.0097
0.1452
3.8075
Hình 5.10 Kết quả hiển thị trong Matlab
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 17
Bảng 5.13 Giá trị của các biến thiết kế tối ƣu
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
M
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/mm
/kg
/MPa
/MPa
2.514
3.496
1.576
9.074
9.048
11.983
10.983
3808.500
230.662
290.296
Do độ dày của thép trên thị trường nói chung là 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4, 4.5, 9, 10, 10.5,
11, 11.5, 12mm . Nên ta chọn giá trị các biến như bảng 5.14
Bảng 5.14: Các biến thiết kế tối ƣu chọn
x1 /mm
x2 /mm
x3 /mm
x4 /mm
x5 /mm
x6 /mm
2.5
3.5
1.5
9
9
12
4314
x7
/mm
M /kg
11
3808
3808
403
khối lượng
290
ứng suất chassis
Mô hình thiế kế ban đầu
673
230
ứng suất khung
xương
Mô hình sau khi tối ưu hóa
Hình 5.11 So sánh kết quả mô hình trƣớc và sau khi tối ƣu
Sau khi dùng phần mềm Matlab tiến hành tối ưu hóa các biến lượng thiết kế được kết
quả giá trị các biến, ở bảng 6
Dựa vào các biến trong bảng 6 ta xây dựng mô hình tối ưu hóa để kiểm tra độ chính
xác của phần mềm Matlab kết quả ta được bảng 5.15
Bảng 5.15: Bảng so sánh kết quả trong Matlab
Mô hình trong
Matlab
Mô hình xây
dựng lại
Kết quả sai lệch
Khối lượng /kg
3809
3824
15/kg (0.39%)
Ứng suất chassis/ MPa
290
291.6
Ứng suất khung xương/
MPa
230.7
231.4
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
1.6/MPa
(0.55%)
0.7/MPa
(0.3%)
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 18
5.7 Kết quả mô phỏng mô hình tối ƣu
5.7.1 Quá trình uốn
Hình 5.12: Mô hình khung xƣơng ô tô khách trong quá trình uốn sau khi tối ƣu hóa
với ứng suất lớn nhất 230.7Mpa
Hình 5.13 ứng suất và biến dạng của khung xƣơng ô tô khác trong quá trình uốn
Với ứng suất lớn nhất 290Mpa
Hình 5.14 Mô hình khung xƣơng và chasis ô tô khách trong quá trình uốn sau
khi tối ƣu hóa với ứng suất lón nhất 322 MPa
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 19
5.7.2 Quá trình quay vòng
Hình 5.15 Mô hình khung xƣơng và chasisi ô tô khách trong quá trình quay vòng sau
khi tối ƣu hóa với ứng suất lớn nhất 202 MPa
5.7.3 Quá trình phanh
Hình 5.16 Mô hình khung xƣơng và chasis trong quá trình phanh với ứng suất lớn
nhất là 233 Mpa
5.7.4 Quá trình xoắn
Hình 5.17 Mô hình khung xƣơng và chassis ô tô khách trong quá trình quay vòng sau
khi tối ƣu hóa với ứng suất lớn nhất 219 MPa
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
Khóa Luận Tốt Nghiệp
Chương 5: Tính toán tối ưu hóa
Trang 20
Bảng 5.16 Kết quả mô phỏng 4 quá trình
Các quá trình mô phỏng
Ứng suất/Mpa
Quá trình uốn
322/MPa
Quá trình quay vòng
202/MPa
Quá trình phanh
233/MPa
Quá trình xoắn
219/MPa
322
219
Uốn
Xoắn
233
201
Phanh
Quay vòng
Hình 5.17 Kết quả mô phỏng trong 4 quá trình
SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa
GVHD: TS. Nguyễn Thành Tâm
