TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
CỘ NG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘ NG LỰ C
Tự do – H
Hạnh phúc
Độc lậ p – T
PHIẾ
PHI
ẾU NHẬN
NHẬN ĐỀ TÀI
ĐỀ TÀI TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Tên đề tài:
đề tài: Nghiên
Nghiên c ứu mô phỏng tính an toàn k ết c ấu thân ô tô khách khi xảy
ra lật nghiêng trên cơ sở tiêu
tiêu chuẩn Châu Âu
Họ tên sinh viên:
1. Vũ Văn Đạt
Mssv: 10054081 Lớ p: DHOT6A
2. Nguyễn Tiến Thịnh Mssv: 10055531 Lớ p: DHOT6A
Nội dung: Ứ ng
ng dụng k ỹ thu ật CAE để xây dựng mô hình phần tử hữu hạn phân
tích tính bền cho khung xương và chassis ô tô khách, phân tích thiế t k ế cải tiến k ết cấu
mô hình khung xương ô tô khách khi xảy ra lật nghiêng, thõa mãn đượ c tiêu chuẩn an
toàn Châu Âu ECE R66.
1 . Tổng quan
2 . Cơ sở lý
lý thuyết và ứng dụng phần mềm Hyperworks và LS-DYNA
3 . Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn phân tích an toàn lật nghiêng ô tô khách
4 . Phân tích đánh giấ k ết quả mô phỏng và thiết k ế cải tiến mô hình khung
xương.
5 . K ết luận
Yêu cầ
cầu: Thực hiện đầy đủ các nội dung, có tính tư duy sáng tạo trong lúc thực
hiện đề tài, đảm bảo đúng thời gian quy đị nh, chấp hành đúng các quy định cùa
Trường, Khoa và Giáo viên hướ ng
ng dẫn.
Giáo viên hướ ng
ng dẫn: TS. Nguyễn Thành Tâm
Giáo viên phản biện:………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….
Ngày nhận đề tài: 15/03/2014
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
Ngày hoàn thành: 18/07/2014
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
Nhậận xét của
Nh
của Giáo viên hướ ng
ng dẫ
dẫn: ............................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
Điểm đề ngh
đề nghịị:……………………………………………………………………………………..
...............................................................................................
...................................
Nhận xét củ
Nhậ
của giáo viên phả
phản biệ
biện: ............................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
Điểm đề ngh
đề nghịị: .................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Ngày
Khoa Công nghệ Động lực
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
18 tháng 7
năm 2014
ng dẫn
Giáo viên hướ ng
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
BỘ CÔNG THƯƠNG
THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI
ĐẠI HỌ
HỌC CÔNG NGHIỆ
NGHIỆP TP. HCM
ĐỘNG
KHOA CÔNG NGHỆ
NGHỆ ĐỘ
NG LỰ
LỰ C
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨ
CỨ U MÔ PHỎ
PHỎNG TÍNH AN TOÀN K ẾT CẤ
CẤU
THÂN Ô TÔ KHÁCH KHI XẢ
XẢY RA LẬ
LẬT NGHIÊNG
TIÊU CHUẨ
CHUẨN CHÂU ÂU
TRÊN CƠ SỞ TIÊU
GIẢNG
GI
ẢNG VIÊN HƯỚ NG
NG DẪ
DẪN
: TS. NGUY
NGUYỄ
ỄN THÀNH TÂM
NHÓM SVTH
: VŨ
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
MSSV (10054081)
: NGUYỄ
NGUYỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH
MSSV (10055531)
LỚ P
: DHOT6A
KHÓA
: 2010-2014
T.P HỒ
HỒ CHÍ MINH - THÁNG 7 NĂM 2014
2014
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
LỜI MỞ ĐẦU
Có thể nói sự ra đờ i của ô tô như là một sự k ết tinh tất yếu trong thờ i k ỳ nở r ộ
của cu ộc cách mạng khoa học k ỹ thuật đầu tiên của nhân loại. K ể t ừ khi ra đời nó đã
dành đượ c r ất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giớ i,i, họ đã tính toán và
nghiên cứu không ngừng cải tiến để chiếc xe gọn nhẹ, thẩm mỹ, đạt hiệu suất cao hơn.
Bên cạnh đó người ta cũng dành nhiề u s ự quan tâm đến tính an toàn, tính b ền c ủa k ết
cấu khung xương xe đả m bảo khả năng chịu tải, khi xảy ra va chạm, đặc biệt là quá
trình va chạm diễn ra khi xảy ra lật nghiêng.
Đối vớ i ô tô khách do việc bố trí k ết cấu thân phức tạ p, tr ọng tâm phân bố cao và
tính cân bằng thấ p khi di chuyển trên mặt đườ ng
ng nghiêng, gồ ghề. Do đó, việc tính
toán, nghiên cứu để đưa ra phương án tối ưu nhằm đả m bảo tính bền v ững cho khung
xương kết h ợ p v ớ i s ự an toàn cho hành khách bên trong là r ất c ần thiết. Hiện nay trên
thế giới và trong nước đã và đang tồ n tại nhiều công trình thí nghiệm, công trình
nghiên cứu về tính an toàn k ết cấu thân ô tô khách khi xảy ra lật nghiêng theo nhi ều
tiêu chuẩn. Tuy nhiên các hãng s ản xuất xe: Tracomeco, Samco, Daewoo… ngày
càng cho ra nhiều loại xe khác nhau, mỗi loại xe tương ứng vớ i một k ết cấu khung
xương.
Tuy lượ ng
ng kiến thức còn hạn hẹ p và việc sử dụng phần mềm nghiên cứu còn
chưa thành thạo nhưng chúng em vẫn quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu mô phỏng
tính an toàn k ết c ấu thân ô tô khách khi x ảy ra lật nghiêng trên cơ sở tiêu
tiêu chuẩn Châu
Âu. Chúng em đã cố gắng hoàn thành đề tài tốt nghiệ p của mình và r ất mong muốn
được đóng góp công trình nghiên cứu c ủa mình cho nhà trường cũng như ngành công
nghiệp ô tô trong nướ c mặc dù nội dung nghiên cứu còn nhiều thiếu xót.
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
ƠN
LỜ I CẢM
CẢM ƠN
Lời nói đầu tiên, chúng em xin cảm ơn toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học
Công Nghiệ p TP. Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô trong Khoa Động Lực nói
r iêng
iêng đã giảng dạy và truyền đạt cho chúng em nh ững kiến thức cơ bản, cần thiết trong
suốt thờ i gian học tậ p tại trườ ng.
ng.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tớ i TS. Nguyễn Thành Tâm ngườ i tr ực tiếp hướ ng
ng
dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài “Nghiên cứu
mô phỏng tính an toàn k ết cấu thân ô tô khách giườ ng
ng n ằm khi xảy ra lật nghiêng trên
cơ sở tiêu
tiêu chuẩn Châu Âu”
Cuối cùng, xin chân thành c ảm ơn bạn bè, gia đình đã giúp đỡ, độ ng viên và
khích lệ trong suốt quá trình học tậ p xa nhà.
Mặc dù đã rất c ố gắng tận tâm để hoàn thành khóa luận của mình một cách hoàn
chỉnh nhất. Song do bước đầu làm quen vớ i công tác nghiên cứu khoa học, tiế p cận vớ i
thực tế cũng như bản thân chúng em còn nhi ều hạn chế về mặt kiến thức và kinh
ất mong đượ c s ự
nghiệm nên không thể tránh đượ c nh ững thiếu sót chưa thấy đượ c.
c. R ất
đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như các bạn để luận văn này đượ c hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành c ảm ơn !
Tp.HCM, ngày 18 tháng 7 năm 2014
Nhóm Sinh Viên Thực Hiện
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
NHẬN XÉT
NHẬ
(Giảng
(Gi
ảng viên hướ ng
ng dẫ
dẫn)
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
......................................
.........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
......................................
.........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
(Giáo viên phả
phản biệ
biện)
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
......................................
.........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
......................................
.........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
.........................
...........
...........................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...................
.....
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:
1: TỔ NG QUAN ............
.........................
...........................
...........................
...........................
...........................
.........................
............1
1.1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu ...........................
........................................
..........................
...........................
................1
1.2 Đối tượ ng
ng và mục đích nghiên cứu ..........................
.......................................
..........................
........................
...........2
1.3 Nội dung nghiên cứu .............
..........................
..........................
..........................
...........................
...........................
...................
......2
CHƯƠNG 2: CƠ
2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ Ứ NG DỤ NG PHẦ N MỀM ..............
...........................
...............3
2.1 Xác định tr ọng tâm xe, thiết lậ p mô hình lật nghiêng theo tiêu chuẩn
ECER66.........................
.......................................
...........................
..........................
...........................
...........................
...........................
...........................
...............3
2.1.1 Xác định tr ọng tâm xe ...............................
............................................
...........................
...........................
...................
......3
2.1.2 Tiêu chuẩn an toàn lật nghiêng trong bộ tiêu chuẩn ECE R66 ..............
................5
2.2 Phần mềm HyperWorks .........................
.......................................
...........................
...........................
........................
..........11
2.2.1 Giớ i thiệu phần mềm nghiên cứu:..........................
........................................
...........................
.................
....11
2.2.2 HyperMesh ..........................
........................................
...........................
...........................
...........................
.......................
..........11
2.2.3 Phần mềm Hyperview .............
...........................
...........................
..........................
...........................
......................
........30
2.3 Phần mềm LS-DYNA ..........................
........................................
...........................
...........................
..........................
............32
2.3.1 Giớ i thiệu về phần mềm LS-DYNA .........................
.......................................
..........................
............32
2.3.2 Các bướ c tiến hành mô phỏng ............
.........................
..........................
..........................
......................
.........33
CHƯƠNG 3: XÂY DỰ NG MÔ HÌNH PHẦ N TỬ HỮ U HẠ N PHÂN TÍCH AN
TOÀN LẬT NGHIÊNG Ô TÔ KHÁCH.........................
......................................
..........................
...........................
....................
......36
3.1 Xây dựng mô hình nghiên cứu. ............
.........................
...........................
...........................
...........................
................36
3.2 Mô hình tổng thể xe khách ..........................
.......................................
..........................
...........................
......................
........36
3.2.1 Mô hình 2D .........................
......................................
...........................
...........................
...........................
..........................
............38
3.2.2 Mô hình 3D .........................
......................................
...........................
...........................
...........................
..........................
............44
3.3 Tạo mặt giữa, chỉnh sửa, chia lưới mô hình, đặt điề u kiện biên trên
HyperMesh. ..........................
.......................................
...........................
...........................
..........................
..........................
...........................
....................
......44
3.3.1 Tạo mặt giữa cho mô hình ..........................
........................................
...........................
...........................
................44
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
3.3.2 Chỉnh sửa mô hình ............
.........................
..........................
...........................
...........................
...........................
................ 45
3.3.3 Chia lướ i mô hình và kiểm tra chất lượng lướ i ..........................
.....................................
...........45
3.3.4 Chọn vật liệu và gán điều kiện biên theo tiêu chuẩn (ECE-R66). ........49
3.4 Mô phỏng quá trình lật trên LS-DYNA ..........................
.......................................
...........................
................59
3.5 Hiển thị k ết quả trên Hyperview ..........................
.......................................
..........................
..........................
.............59
CHƯƠNG 4: PHÂN
4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾ T QUẢ MÔ PHỎ NG VÀ THI ẾT K Ế CẢI
TIẾN MÔ HÌNH KHUNG XƯƠNG ............
.........................
...........................
...........................
...........................
........................
..........60
4.1 Phân tích k ết quả mô phỏng mô hình khung xương ban đầu ......................
......................60
4.2 Phương án thiết k ế cải tiến mô hình khung xương ban đầu ........................
........................60
4.2.1 Phương án tăng độ dày.....................................
..................................................
..........................
........................
...........60
4.1.1 Phần k ết cấu đầu xe......................
..................................
..........................
...........................
...........................
.................
....61
4.1.2 Phần k ết cấu hông xe. ...........................
........................................
..........................
...........................
......................
........62
4.1.3 Phần k ết cấu đít xe và sàn phía sau .............
...........................
...........................
...........................
................64
4.1.4 Phần k ết cấu mặt trên. .............
...........................
...........................
..........................
...........................
......................
........64
4.2 Đánh giá kết quả mô phỏng. ..........................
.......................................
..........................
...........................
....................
......65
4.2.1 Đánh giá sự biến dạng k ết cấu dựa trên tiêu chuẩn an toàn. .................
.................66
4.2.2 So sánh sự phân bố ứng suất tại tr ạng thái biến dạng lớ n nhất.............67
CHƯƠNG 5:
5: K ẾT LUẬ N .........................
......................................
..........................
...........................
...........................
..........................
.................68
5.1 K ết luận chung ............
.........................
..........................
..........................
...........................
...........................
..........................
.................68
5.2 Hướ ng
ng phát triển của đề tài ...........................
........................................
..........................
...........................
....................
...... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................
......................................
..........................
...........................
...........................
..........................
.................69
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
DANH MỤC B ẢNG BIỂU
Bảng 3. 1: Khối lượ ng
ng các thành phần trên xe ...........................
.........................................
..........................
............37
Bảng 3. 2: K ết cấu các phần tạo nên khung xương xe ..............
...........................
...........................
................41
Bảng 3. 3: Bảng tiêu chuẩn lướ i .............
...........................
...........................
..........................
...........................
......................
........48
Bảng 3. 4: Bảng thông số của vật liệu .............
...........................
...........................
..........................
..........................
.............49
Bảng 3. 5: Bảng thuộc tính và vật liệu.............
...........................
...........................
..........................
..........................
.............51
Bảng 3. 6: Bảng đơn vị tiêu chuẩn .............
..........................
..........................
..........................
...........................
....................
......51
51
Bảng 4. 1: So sánh phương án thiết k ế cải tiến...........................
.........................................
..........................
............65
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Sơ đồ khối lượ ng
ng phân bố trên xe theo chi ều dọc ..........................
..................................
........ 3
Hình 2. 2: Cân xe lên bàn cân ..........................
........................................
...........................
...........................
...........................
...............3
Hình 2. 3: Cân bánh xe bên trái lên bàn cân .......
....................
...........................
...........................
.........................
............4
Hình 2. 4: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên xe ...................
.................................
...........................
...................
......5
Hình 2. 5: Xe đang đứng yên trên mặt phẳng lật ..........................
........................................
..........................
............6
Hình 2. 6: Xe bắt đầu lật ............
.........................
...........................
...........................
...........................
...........................
.......................
..........7
Hình 2. 7: Xe bắt đầu chạm mặt đườ ng
ng ..............
...........................
..........................
..........................
..........................
.............7
Hình 2. 8: Sự thay đổi tr ọng tâm khi lật[4] ............
.........................
..........................
..........................
........................
...........8
Hình 2. 9:Không gian an toàn theo mặt cắt ngang .........................
.......................................
......................
........10
Hình 2. 10: Không gian an toàn theo mặt cắt dọc ..........................
........................................
......................
........10
Hình 2. 11: Chọn môi trườ ng
ng làm việc ..........................
.......................................
..........................
..........................
.............12
Hình 2. 12: Màn hình giao diện Hypermesh...............
.............................
...........................
...........................
................12
Hình 2. 13: Một vài chức năng cơ bản.............
...........................
...........................
..........................
..........................
.............13
Hình 2. 14: Panel cơ bả n ............
.........................
...........................
...........................
...........................
...........................
.....................
........13
Hình 2. 15: Panel chứa các panel con .......................
....................................
...........................
...........................
.................
....13
Hình 2. 16: Panel chứa các panel con và các c ột tùy chọn ..........................
...................................
.........13
Hình 2. 17: Các chức năng điều chỉnh hiển thị mô hình .........................
......................................
.............16
Hình 2. 18: Tạo một Collectors .........................
.......................................
...........................
...........................
........................
..........17
Hình 2. 19: Tạo Collectors từ thanh Menu sổ xuống ..........................
.......................................
.................
.... 17
Hình 2. 20: Tạo vật liệu và thuộc tính từ Menu sổ xuống .........................
....................................
...........18
Hình 2. 21: Tạo Collectors từ các biểu tượ ng
ng trên thanh công c ụ ............
........................
............18
Hình 2. 22: Giao diện khi nhậ p 1 mô hình hình học..............
c............................
...........................
.................
....18
Hình 2. 23: Giao diện trang Menu hỗ tr ợ
ợ ch
chỉnh sửa .........................
.......................................
....................
......19
Hình 2. 24: Thiết lậ p mặt mớ i tại cửa sổ Surfaces........................
Surfaces......................................
........................
..........20
Hình 2. 25: Mặt mới đượ c tạo ra ..........................
.......................................
..........................
...........................
......................
........20
Hình 2. 26: Thiết lậ p giá tr ị dung sai hình học tai cửa sổ Edge Edit ...................
.....................21
Hình 2. 27: Chọn các Free edge cần k ết nối ..........................
........................................
...........................
.................
....21
Hình 2. 28: Chọn các cạnh cần k ết nối ............
..........................
...........................
..........................
..........................
.............22
Hình 2. 29: Thông báo giá tr ị khe hở .............
..........................
...........................
...........................
...........................
................22
Hình 2. 30: Thiết lậ p các thông số tại cửa sổ defeature ...........................
........................................
.............22
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
Hình 2. 31: Mô hình hoàn chỉnh sau khi đã đượ c sửa lỗi ..........................
.....................................
...........23
Hình 2. 32: Mặt trung bình đượ c tạo ra ...........................
........................................
..........................
........................
...........23
Hình 2. 33: Cửa sổ giao diện tạo mặt trung bình .............
..........................
...........................
........................
..........24
Hình 2. 34: Cửa sổ giao diện chỉnh sửa mặt trung bình ..........................
.......................................
.............24
Hình 2. 35: Các vị trí cần đơn giản hơn ..............
...........................
..........................
..........................
........................
...........25
Hình 2. 36: Cửa sổ giao diện defeature ...........................
........................................
..........................
........................
...........25
Hình 2. 37: Không chọn và chọn link opposite edges .........................
......................................
.................
....27
Hình 2. 38: Điều chỉnh số nút lướ i ............
.........................
..........................
..........................
...........................
....................
......28
Hình 2. 39: Cửa sổ giao diện chỉnh sửa lướ i .........................
.......................................
...........................
.................
....28
Hình 2. 40: Kiểm tra chất lượng lướ i.............
..........................
...........................
...........................
...........................
................29
Hình 2. 41: Cửa sổ pg3 của (Qualityindex) .........................
.......................................
...........................
...................
...... 29
Hình 2. 42: Hộ p thoại thay đổi các thông s ố tiêu chuẩn lướ i ...........................
...............................
.... 30
Hình 2. 43: Giao diện phần mềm Hyperview ...........................
........................................
...........................
................ 31
Hình 2. 44: Mở t tậ p tin mô phỏng “d3plot” .............
..........................
...........................
...........................
...................
......31
Hình 2. 45: Xuất đồ thị khảo sát năng lượ ng
ng .........................
.......................................
...........................
.................
....32
Hình 2. 46: Khảo sát thông tin 1 phần tử ............
.........................
..........................
..........................
........................
...........32
Hình 2. 47: Giao diện phần mềm LS-DYNA ...........................
........................................
...........................
................ 33
Hình 2. 48: Mở c
cửa sổ nhậ p và xuất file...............
file............................
..........................
..........................
......................
.........33
Hình 2. 49: Của sổ Start Input and Output ..........................
........................................
...........................
...................
......34
Hình 2. 50: Lỗi xuất hiện LS-DYNA ngưng chạy..........................
........................................
......................
........34
Hình 2. 51: Xuất ra thờ i gian mô phỏng còn lại .........................
.......................................
..........................
............35
Hình 3. 1: Mặt đầu ............
..........................
...........................
..........................
..........................
...........................
...........................
.................
....38
Hình 3. 2: Sườ n giữa .........................
......................................
..........................
...........................
...........................
..........................
.................39
Hình 3. 3: Mặt sau...........................
........................................
..........................
..........................
...........................
...........................
.................
....39
Hình 3. 4: Hông bên trái .........................
.......................................
...........................
...........................
...........................
.....................
........40
Hình 3. 5: Hông bên phải .............
...........................
...........................
..........................
...........................
...........................
...................
......40
Hình 3. 6: Mái phía trên ..........................
........................................
...........................
...........................
...........................
.....................
........40
Hình 3. 7: Mô hình 3D khung xương ............
.........................
...........................
...........................
...........................
................44
...................
...........................
...........................
...................
......44
Hình 3. 8: Trướ c và sau khi tạo mặt trung bình ......
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
Hình 3. 9: Các lỗ trướ c và sau khi bị xóa ..........................
.......................................
..........................
......................
.........45
Hình 3. 10: Trướ c và sau khi xóa các m ặt bo tròn ...............
............................
...........................
....................
......45
Hình 3. 11: Trước và sau khi chia lướ i ..........................
.......................................
..........................
..........................
.............46
Hình 3. 12: Các vị trí nút lưới chưa gắn k ết vớ i nhau ...........................
.........................................
................46
Hình 3. 13: Trướ c và sau khi ch ỉnh sửa lướ i .........................
.......................................
...........................
.................
....47
Hình 3. 14: Liên k ết các phần tử vớ i nhau bằng các mối hàn. .........................
.............................
....47
Hình 3. 15: Kiểm tra lỗi lướ i toàn bộ mô hình ...........................
.........................................
..........................
............48
Hình 3. 16: Thiết lập đồ thị tr ọng lực .........................
.......................................
...........................
...........................
................49
Hình 3. 17: Thiết lập đườ ng
ng cong ứng suất kéo nén ..............
............................
...........................
.................
....50
Hình 3. 18: Gán đồ thị đườ ng
ng cong ứng suất kéo .....................................
.................................................
............50
Hình 3. 19: Gán vật liệu thuộc tính cho một đối tượ ng
ng .........................
.......................................
................50
Hình 3. 20: Thiết k ế mô hình diễn ra quá trình lật nghiêng ...........................
.................................
......52
Hình 3. 21: Không gian an toàn .........................
.......................................
...........................
...........................
........................
..........52
........................................
...........................
................52
Hình 3. 22: Định vị mặt phẳng lật và mặt đất ...........................
Hình 3. 23: Tạo Set_Part_LIST ............
.........................
...........................
...........................
...........................
........................
..........53
Hình 3. 24: Tạo set node list cho sườ n ..........................
.......................................
..........................
..........................
.............53
ết không gian an toàn và sườ n xe ..................
Hình 3. 25: Tạo mối liên k ết
...............................
.............54
Hình 3. 26: Tạo liên k ết cho bệ đỡ và sườ n .........................
.......................................
...........................
...................
......54
Hình 3. 27: Tạo liên k ết cho cầu xe và mâm bánh xe ............
..........................
...........................
.................
....54
Hình 3. 28: Tạo liên k ết cho mâm và lố p xe ..........................
........................................
...........................
.................
....55
Hình 3. 29: Tạo liên k ết giữa bệ đỡ và
và cầu xe ..........................
.......................................
...........................
................ 55
Hình 3. 30: Tạo tiế p xúc .................
..............................
..........................
..........................
...........................
...........................
.................
....56
Hình 3. 31: Nhậ p tọa độ điểm lật, tr ục xoay quanh, vận tốc góc .............
.........................
............56
Hình 3. 32: Vị trí tọa độ tr ọng tâm trên mô hình ...................
.................................
...........................
.................
....57
Hình 3. 33: Kiểm tra lỗi trướ c khi mô phỏng ...........................
........................................
...........................
................58
Hình 3. 34: Vị trí chỉnh sửa lỗi .............
..........................
...........................
...........................
...........................
........................
..........58
Hình 3. 35: Tr ạng
ạng thái chưa xảy ra va chạm..........................
........................................
...........................
.................
....59
Hình 3. 36: Tr ạng thái sau va chạm .............
..........................
..........................
...........................
...........................
.................
....59
Hình 4. 1 K ết quả mô phỏng mô hình khung xương ban đầu...........................
...............................
....60
Hình 4. 2: K ết quả mô phỏng mô hình khung xương sau khi tăng độ dày ...........
...........61
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
Hình 4. 3: K ết cấu khung đầu xe trướ c (a) và sau khi cải tiến (b) ...........
.......................
............61
Hình 4. 4: K ết cấu khung hông xe bên phải trướ c và sau cải tiến. .......................
....................... 62
Hình 4. 5: K ết cấu khung hông xe bên trái trướ c và sau cải tiến. .........................
.........................62
Hình 4. 6: Gia tăng tiết diện thanh ..........................
.......................................
..........................
...........................
....................
......63
Hình 4. 7: Bo các góc liên k ết
ết và đắ p thêm các miếng ố p...........................
...................................
.........63
Hình 4. 8: K ết cấu khung sàn và đít xe trướ c (a) và sau khi c ải tiến (b) ..............64
Hình 4. 9: Nóc xe trướ c cải tiến (a) và sau cải tiến (b) .............
..........................
...........................
................ 64
Hình 4. 10: Tr ạng
ạng thái trướ c cải tiến nhìn từ phía bên hông ............
..........................
....................
......66
Hình 4. 11: Tr ạng thái sau cải tiến nhìn từ phía bên hông. ..........................
...................................
.........66
Hình 4. 12: Tr ạng
ạng thái trướ c cải tiến (a) và sau cải tiến (b) nhìn từ phía
phía trướ c.
c. .. 67
Hình 4. 13: Ứ ng
ng suất phân tích trên toàn bộ khung xương trướ c cải tiến ............67
Hình 4. 14: Ứ ng
ng suất phân tích trên toàn bộ khung xương sau cải tiến ...............
...............67
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 1: Tổng
Tổng Quan
Trang 1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu
Trong đờ i sống hiện đại hóa ngày nay, ô tô là m ột phương tiện đượ c sử dụng
trong nhiều ngành nhiều lĩnh vực, đóng vai trò quan trọng đố i vớ i sự phát triển kinh tế
- xã hội.
Ngoài tính yêu c ầu k ỹ thuật, thẩm mỹ, tiện nghi,…ô tô còn đòi hỏi tính an toàn
và độ tin cậy cao đối với ngườ i s ử dụng nó. Trong lĩnh vực giao thông đườ ng
ng bộ thì ô
tô nói chung và ô tô khách nói riêng có tầm ảnh hưở ng
ng r ất lớ n tớ i việc vận chuyển
hàng hóa, con người, trong đó ô tô khác h là loại phương tiện giao thông công cộng
giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông đô thị và lưu thông liên tỉnh…
Theo thống kê của C ục Cảnh Sát Giao Thông (CSGT) đườ ng
ng b ộ - đườ ng
ng s ắt B ộ
Công An đến đầu tháng 1 năm 2014 cả nước có 65.294 phương tiệ n vận tải hành
khách từ 29 chỗ tr ởở lên, trong đó có 1.612 xe khách giườ ng
ng n ằm. Trong năm 2013 số
vụ tai nạn đườ ng
ng bộ xảy ra 30.874 vụ, trong đó có đến 21% là do người điề u khiển ô tô
gây ra và 9,7% liên quan đến ô tô chở khách
khách[1]. Càng ngày số lượ ng
ng các vụ tai nạn giao
thông càng tăng lên, một ph ần do ý thức của ngườ i tham gia giao thông và ảnh hưở ng
ng
không nhỏ phải k ể đến việc tính toán, thiết k ế, chất lượ ng
ng sản xuất của các công ty.
Các vụ tai nạn diễn ra có thể là tr ực diện, từ bên
bên hông hay đằ ng sau, quá trình va chạm
diễn ra làm biến dạng cấu trúc khung xe do đó làm tổn thương đế n hành khách bên
trong. Vấn đề an toàn của xe và bảo vệ cho hành khách đã là mộ t chủ đề đượ c các
công ty sản xuất quan tâm từ lâu, nắm đượ c yêu cầu đó các nhà nghiên cứ u phần mềm
đã đưa ra những phần mềm phục vụ cho việc nghiên cứu, kiểm tra chất lượ ng
ng k ỹ thuật.
Trên cơ sở đó, đề tài đã vận d ụng những phần mềm như Hypermesh, LS-DYNA
để nghiên cứu, mô phỏng tính an toàn của k ết cấu thân ô tô khách khi x ảy ra quá
trình lật nghiêng theo tiêu chuẩn Châu Âu (ECER66); trên cơ sở k ết quả mô phỏng,
tiến hành thiết k ế cải tiến tính an toàn, nhằm đảm bảo độ bền, an toàn cho hành
khách.
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 1: Tổng
Tổng Quan
Trang 2
Nghiên cứu cần thiết đối vớ i ngành công nghiệ p ô tô ở nước ta cũng như thế
giớ i hiện nay.
1.2 Đối tượng và mục đích nghiên cứu
Dựa trên mô hình khung xương ô tô khách có sẵ n do nhà sản xuất Tracomeco
cung cấ p, đề tài sử dụng phần mềm HyperMesh để xây dựng mô hình phần tử hữu
hạn,thiết lậ p mô hình l ật nghiêng theo tiêu chuẩn ECE R66, đặt các điều kiện biên (vật
liệu, thuộc tính, vận tốc góc,…). Sau đó dùng phầ n mềm LS-DYNA để mô phỏng quá
trình lật nghiêng của xe. K ết quả mô phỏng sẽ đượ c hiển thị trên phần mềm
HyperView, qua đó đánh giá đượ c các vị trí biến dạng nguy hiểm nhất trên mô hình và
đưa ra nhận xét về tính an toàn của khung xe. Cuối cùng sử d ụng các phương án thi ết
k ế cải tiến mô hình nhằm đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn quy định.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm vào mô phỏng tính an toàn k ết cấu khung
xương xe khách, khi xảy ra lật nghiêng dựa trên tiêu chuẩn Châu Âu (ECE R66). Trên
cơ sở k
k ế quả mô phỏng tiến hành nghiêng cứu thiết k ế cải tiến khung xương xe khách.
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 3
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUY Ế
Ế T
VÀ ỨNG DỤNG PH ẦN M ỀM
2.1 Xác định trọng tâm xe, thiế t lập mô hình lật nghiêng theo tiêu chuẩn
ECER66
2.1.1 Xác định trọng tâm xe
2.1.1.1 Xác định trọng tâm theo chiều dọc
Hình 2. 1 Sơ đồ khối lượng phân bố trên xe theo chiều dọc
G
G G =GG
G
O
M = GLGa=0⇒a= GGL 2.1
b=La=L1 G = L G
b=La=L
G G
Xe có toàn bộ tr ọng
ọng lượ ng
ng
Bánh trướ c
và bánh sau
:
Lập phương trình cân bằng moment tại điểm tiế p xúc
:
2.1.1.2 Xác định trọng tâm theo chiều cao
Hình 2. 2: Cân xe lên bàn cân
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 4
Đặt xe lên bàn cân, nâng cao bánh trướ c một khoảng
H=0, 5 1m
G
G′
Gcosα;G′ cosα:
cosα:Vuông
Vuông
góc
với
mặ
mặt
t
ti
ế
p
xúc
′
:
sinα:Song
α:
Song
son
song
g
mặt
ti
ế
p
xúc
O
Gsi
n
α;
G
M =Gcosα.a+Gsinα(
+Gsinα(h r) G′ cosα.L=0 2.2
G
L
M =Gcosα. G +Gsinα(α(h r) G′ cosα. L =0
′
L
G
⇒ h = G tanα G + r
α:α:GóGócc ngnghihiêêngng đặđặtt xe và α = ararctgctg
ọng lượ ng
ọng lượ ng
Tr ọng
ng xe , tr ọng
ng phân bố lên cầu sau xe theo chiều th
t hẳng đứng là
. Ta phân tích thành các tr ọng
ọng lượ ng
ng thành phần:
Lập phương trình cân bằng moment tại tâm bánh xe trướ c
Thay (2.1) vào (2.2) ta có:
Trong đó:
2.1.1.3 Xác định độ lệch trọng tâm theo chiều ngang
Hình 2. 3: Cân bánh xe bên trái
t rái lên bàn cân
ọng lượ ng
Suy ra tr ọng
ng tậ p trung bánh bên phải:
G′ ′
Lập phương trình cân bằng moment tại điểm tiế p xúc
:
Cân bánh xe bên trái lên bàn cân có tr ọng
ọng lượ ng
ng tậ p trung
G′′ =GG
O
M = G′.cG
.cG2c + e = 0
′
G
⇒ e = 0,G 5.G . c
c:Chiều rộng cơ sở
Trong đó:
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 5
Các phương pháp phân tích tính toán trọng tâm, chỉ có đượ c n ếu như có đầy đủ
các số liệu về khối lượ ng
ng phân bố ở các
các bánh xe. Tuy nhiên công vi ệc này hoàn toàn
dễ dàng đối vớ i phần mềm mà đề tài sử dụng.
2.1.2 Tiêu chuẩn an toàn lật nghiêng trong bộ tiêu chuẩn ECE R66
2.1.2.1 Giới hạn lật đổ
Giả thiết xe đang nằm trên mặt ph ẳng nghiêng như hình 2.4, lúc này do sự trượ t
là không diễn ra nên khi mặt phẳng này nghiêng đến một góc nhất định xe sẽ tự
động lật đổ xoay quanh điểm A.
Sơ đồ lực và mô men tác d ụng lên xe [2]
Hình 2. 4: Sơ đồ lực và mô men tác d ụng lên xe
Phương trình cân bằng moment tại điểm A:
A
′′
Gcosβ. 2c +Gsinβ.h = 0
= 0Z, ta.ccó:Gcosβ.c
Xe bắt đầu lật
khi:M∑ Z=′′
Gsinβ.h =Gcosβ. 2c
Hay:
sinβ = 2.h2.ch
⇔ cosβ
tanβ= 2.h2.ch
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 6
Góc giớ i hạn lật đổ:
1710
c
=arctan2.1208 =35,3
β =arctan
=arctan2.h2. h =arctan
Trong đó:
: Góc nghiêng giớ i hạn
c=1710
c=1710
mmmm: Chi: Chiềuềurộng
rộncaog cơtr ọngsở tâm2 bánhxe sasauu của xe
βh =1208
2.1.2.2 Vận t ốc góc khi lật
Khi xe khách bị l ật, lúc này sự va chạm bắt đầu di ễn ra vớ i v ận t ốc góc ban đầu
của toàn bộ khung xương xe vớ i mặt đườ ng.
ng. Dựa theo tiêu chuẩn ECER66 cho phép ta
giả định r ằng mặt phẳng xe đứng yên như hình 2.5, khoảng cách chênh lệch vớ i mặt
phẳng va chạm là 800(mm) có tr ọng tâm là G và không ch ịu tác dụng của ngoại lực[3].
Hình 2. 5: Xe đang đứ ng yên trên mặt phẳng lật
Cho mặt phẳng này xoanh quanh điể m lật vớ i vận tốc góc
< 5/s
ω ≈0rad/s
hay 0,087
(rad/s), lúc này tr ọng tâm xe sẽ thay đổi từ từ cho đến vị trí G’, tương ứng vớ i góc
β
nghiêng thì xe bắt đầu xảy ra lật nghiêng vớ i vận tốc góc ban đầu
như hình 2.6[3]
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 7
Hình 2. 6: Xe b ắt đầu lật
Vận tốc góc sẽ gia tăng dần theo sự thay đổi tr ọng tâm từ vị trí G’ đến G’’ như
hình 2.7 chính là thời điểm xe bắt đầu lật đến thời điểm bắt đầu xảy ra va chạm vớ i
mặt đườ ng
ng[3]. Vận tốc góc lúc bắt đầu xảy ra va chạm vớ i mặt đường đượ c tính theo
công thức (2.5).
Hình 2. 7: Xe b ắt đầu chạm mặt đường
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 8
Tr ọng
ọng tâm xe thay đổi theo quỹ đạo như hình 2.8:
Hình 2. 8: Sự thay đổi trọng tâm khi lật [4]
Trong đó:
h =1208 mm: Chiều cao trọng tâm so với mặt phẳng lật khi xe đứng yên
h =1661mm: Chiều cao trọng tâtâmm so với mặt phẳng lật khi xe bắt đầu lật
h =796mm: Chiều cao trọn
trọngg tâm so với mặt phẳng lật khi xe va chạm
H = 3515
3515mmmm:: ChChiiều caocao xxee
B = 24248585mmmm:: ChChiiều rộrộngng xxee
d Khoảng
=′800mm
800′′ mm:
Khoảng
ng lậtgvàdọcmặtmcủaặt đườ
đường
t:t:Khoảng
cách: giKho
ữaảngtrtrọngọngcácáchchtâmgiữữasoa vớimặmặttmặtphẳphẳngphẳng
phẳn
xe ng
G,G,GG , G : Lần lượt là các vị trí trọtrọngng tâm khác nhau của xe khkhii lật
Vận tốc góc ban đầu sẽ đượ c thiết lập như sau:
Khi bắt đầu quá trình lật xe chỉ ch ịu tác dụng c ủa gia tốc tr ọng
ọng trườ ng
ng và không
có vận tốc góc ban đầu. Năng lượ ng
ng sinh ra khi tr ọng tâm nằm tại vị trí G’ chỉ bao
gồm thế năng:
1
E =Mgh + 2 Jω =Mgh với: ω = 0 2.3
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 9
Khi xảy ra va chạm vớ i mặt đường lúc này ngoài tác độ ng của gia tốc tr ọng
trườ ng
ng xe còn chịu tác động của vận tốc góc ban đầu. Năng lượ ng
ng sinh ra khi tr ọng
tâm nằm tại vị trí G’’ bao gồm thế năng và động năng:
E =Mgh + 1 Jω 2.4
2
E = E ⇔M. g . h =M.g.h + 12 Jω
2M.
g
.
h
h
√
⇒ ω = J = √ 2M.Jg.∆h 2.5
M=9622kg: Khối lượnợngg toàn tải của xe
:79796
hmmms
g=0,
∆h=h
0
0981
0981
=
16
1661
⁄
61
G
i
a
6
tốc
=
86
865
trọng
5mm
mm:
trường
:Độ
Độ
t
hay
h
a
y
đổi
đổ
i
t
r
rọng
ọ
ng
tâ
tâm
m
l
ớ
ớn
n
nh
nhất
ất
J: Moment quán tínnhh chuyển động quay
10−rad/
ms
E = 1 Jω =2,8.10 J
2
2.E
2.
E
2.
2
,
8
.
1
0
J = ω = 10− =5,6.10kg.mm
8
65
−
=1,
7
.
1
0
rad/ms
ω = √ 2.9622.5,06,.010981.
0
Áp d ụng định luật b ảo toàn năng lượ ng
ng t ừ tr ạng thái bắt đầu l ật cho đển khi xảy
ra va chạm cho phương trình (2.3) và (2.4):
Vớ i:
i:
( đượ c tính toán ở m
mục 3.2 )
Do sự phức tạ p của mô hình nên moment quán tính không thể tính bằng lý thuyết
được. Để tính toán giá tr ị của nó, ta cho gi ả thi ết r ằng vận t ốc góc ban đầu
, dựa trên dữ liệu xuất ra ở ph
phần mềm LS-DYNA ta có động năng ban đầu của quá
trình lật[4]:
Giá tr ị moment quán tính của toàn bộ mô hình:
Thay số liệu vào phương trình (2.5) ta tính đượ cc::
2.1.2.3 Tiêu chuẩn không gian an toàn trong tiêu chuẩn ECE R66
Không gian an toàn chính là không gian t ự do bên trong xe của tất cả hành khách
cũng như tài xế. N ội dung chính của vi ệc thiết l ậ p không gian an toàn theo tiêu chu ẩn
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 10
ECER66 là: Khi xảy ra va chạm, mọi biến dạng của khung xương xe không xâm phạm
vào không gian an toàn và các ph ần tử nằm bên trong không được vượ t qua không
gian an toàn, nếu xảy ra điều ngượ c lại thì sự va chạm đã làm ảnh hưở ng
ng và gây tổn
thương con ngườ i. Do đó, nó là cơ sở để xem xét tính an toàn khi xảy ra va ch ạm và
k ết luận k ết cấu khung xương xe có đạt bền chắc hay không[3].
Dựa theo tiêu chuẩn ECER66, không gian an toàn đượ c thiết lậ p trên mô hình vớ i
các kích thước như hình 2.9 và 2.10:
Hình 2. 9:Không gian an toàn theo m ặt cắt ngang
Hình 2. 10: Không gian an toàn theo m ặt cắt dọc
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM
KHÓA
KHÓA LUẬ
LUẬN TỐ
TỐT NGHIỆ
NGHIỆP
Chương 2: Cơ sở lý
lý thuyế
thuyết và ứ ng
ng dụ
dụng phầ
phần mề
mềm
Trang 11
2.2 Ph ần mềm HyperWorks
2.2.1 Giới thiệu ph ần mềm nghiên cứu:
Hyperworks là một trong những phần mềm CAE nổi tiếng và đượ c ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực v ớ i khả năng phân tích chính xác d ựa trên phương pháp phần tử
hữu hạn. Hyperworks giúp các doanh nghiệ p các trung tâm nghiên
ngh iên cứu nâng cao chất
lượ ng,
ng, giảm chi phí, nâng cao năng suất. Giúp tối ưu hóa quá trình thiết k ế và sản xuất.
Hyperworks cung cấ p giải pháp toàm diện nhất mở ra
ra giải pháp CAE trong nền công
nghiệ p, bao gồm cả mô phỏng phân tích, quản lý dữ liệu tuyến tính và phi tuyến, tối ưu
hoá cấu trúc, cấu trúc chất l ỏng, sự tương tác giữa các vật th ể, và nhiều ứng d ụng đối
với các cơ cấu.
Hyperworks bao gồm 3 mảng: Mô phỏng (HyperMesh, Hyperview, Hyperview
player, Hypergraph, Hypercrash, Motionview, Hypermath), phân tích (Radioss,
Optistruct, Hyperstudy, Hypersolve, Hypershape/catia, HyperXtrude, Hyperform),
kinh doanh (Altair data manager: (ADM), Altair process manager)
Dướ i đây chúng ta sẽ sơ lượ c về 3 phần mềm sử dụng để hoàn thành luận văn
này.
2.2.2 HyperMesh
2.2.2.1 Giới thiệu về HyperMesh:
Chức năng chính: Chia lướ i cấu trúc không gian của chi tiết, tạo nền tảng cho
việc phân tích tính toán về sau.
Khởi động HyperMesh: Từ Start Menu, chọn All Programs >> Altair
HyperWorks> > HyperMesh. Hoặc có thể tạo biểu tượ ng
ng HyperMesh trên màn hình
Desktop r ồi nhấ p kép chuột lên biểu tượ ng
ng trên màn hình. Phần mềm mở ra vớ i hộ p
thoại cho phép lựa chọn môi trườ ng
ng làm việc của ngườ i dùng, nhấn OK để hoàn tất[5].
SVTH (MSSV)
VŨ VĂN ĐẠT
ĐẠT
(10054081)
NGUYỄ
NGUY
ỄN TIẾ
TIẾN THỊ
THỊNH (10055531)
GVHD: TS. NGUYỄ
NGUYỄN THÀNH TÂM