MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án.................................................................................

Mục lục..............................................................................................

Danh mục bảng................................................................................

Danh mục hình vẽ.............................................................................

Mở đầu…….................................................................................... 1

Chương 1. Tổng quan về khung ô tô........................................... 3

1.1. Giới thiệu chung về khung xe ô tô................................. 3

1.2. Đặc điểm kết cấu khung xe ô tô quân sự....................... 6

1.3. Đánh giá chất lượng khung xe ô tô ba cầu.................. 13

Chương 2. Cơ sở tính bền khung xe ô tô..............................21

2.1. Các phương pháp tính bền khung xe ô tô................... 21

2.2. Tải trọng tác dụng lên khung xe ô tô........................... 29

2.3. Giải bài toán sức bền khung xe nhờ sự trợ giúp của máy tính...........30

Chương 3. Tính bền khung xe ô tô bằng ANSYS Workbench 9.0........35

3.1. Bài toán tính bền khung xe ........................................ 35

3.2. Giải bài toán tính bền tĩnh khung xe bằng ANSYS  Workbench 9.0........ 39

3.3. So sánh và khảo sát............................................................... 53

Kết luận......................................................................................... 57

Tài liệu tham khảo........................................................................ 59

Phần phụ lục................................................................................. 60         

Phụ lục 1.Tính năng kỹ chiến thuật xe URAL - 375 ......................

Phụ lục 2.Danh mục các chi  tiết của phần khung xe URAL-375....

Phụ lục 3.Kết quả tính bền khung xe URAL-375............................

MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghiệp ô tô là một trong các mũi nhọn công nghiệp hoá, đóng góp tích cực cho sự phát triển của nền kinh tế, đáp ứng nhu cầu về vận chuyển hàng hoá và hành khách trong nền kinh tế quốc dân. Ở nước ta sự phát triển ngành công nghiệp ô tô đang dần bắt nhịp với công nghệ của thế giới. Nhiều cụm và chi tiết trên ô tô đã đang được nội đia hoá với số lượng lớn, đứng trong đó phải kể đến khung vỏ xe. Khung vỏ xe ô tô là một cấu trúc lớn và rất phức tạp. Thông thường trong thiết kế và chế tạo chiếm 50¸60% công việc và giá thành của cả chiếc ô tô.

Khung xe đóng vai trò là phần tử chịu lực chính của xe, được dùng để đỡ và lắp đặt hầu hết các cụm, cơ cấu và hệ thống trên xe như động cơ, hệ thống truyền lực, phần vận hành, các hệ thống điều khiển, các cụm của các thiết bị phụ và thiết bị đặc biệt... đồng thời nó là nơi chịu toàn bộ những tác động thay đổi từ mặt đường lên xe khi xe chuyển động. Khung vỏ xe cũng là phần tử quan trọng của xe quyết định đến thẩm mỹ và độ bền của xe. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cũng như đánh giá chất lượng khung vỏ xe đang là vấn đề cấp thiết hiện nay, cần có sự hỗ trợ của các phương pháp tính và công cụ tính mạnh. Phương pháp phần tử hữu hạn là một trong các phương pháp số phù hợp trong trường hợp này, do sự ra đời và phát triển của nhiều phần mềm phân tích cấu trúc dựa trên tư tưởng của phương pháp này như ANSYS, NASTRAN, SAP.… Trong số đó ANSYS là một trong các phần mềm phân tích cấu trúc được sử dụng khá phổ biến ở Việt nam, nó có thể giải một lớp khá rộng các bài toán phân tích tĩnh và động của các kết cấu phức tạp, trong đó có bài toán tính khung vỏ ô tô.

Trong đó phương pháp phân tích phần tử hữu hạn được áp dụng phổ biến, nhất là đối với các bài toán phân tích kết cấu bởi vì đây là phương pháp mới và có thể giải nhiều bài toán kết cấu phức tạp. Đối với bài toán đánh giá độ bền khung xe áp dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn có nhiều thuận lợi và cho kết quả đủ độ tin cậy. Với mục đích và phương pháp đó, tôi được giao đề tài đồ án tốt nghiệp là:

" Tính toán bền khung xe quân sự ural 375".

Nội dung đồ án gồm các phần chính sau:

Mở đầu.

Chương 1:  Tổng quan về khung ô tô.

Chương 2:  Cơ sở tính bền khung xe ô tô.

Chương 3: Tính bền khung xe ô tô bằng ANSYS Workbench 9.0

Kết luận.

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ KHUNG Ô TÔ

1.1. Giới thiệu chung về khung xe ô tô.

Xe ô tô là tổng thành rất nhiều bộ phận, cơ cấu, các cụm chi tiết, chi tiết có công dụng chung và một số cơ cấu chuyên dùng. Các bộ phận, cơ cấu, các cụm chi tiết, chi tiết này có kết cấu và vật liệu khác nhau tuỳ vào công dụng, điều kiện làm việc của chúng. Quá trình phát triển của ngành công nghiệp ô tô đã làm kết cấu của xe có nhiều thay đổi, đặc biệt có nhiều hệ thống và bộ phận đã có những bước đột phá như: hệ thống điện, các hệ thống tiện nghi, bộ phận an toàn….

* Theo loại hệ thống chịu lực trong ô tô chia ra:

- Khung chịu lực (Hình 1.1a) : khi vỏ đặt trên khung qua các mối nối đàn hồi, trường hợp này khung cứng hơn vỏ nhiều nên chịu được tác động của ngoại lực và có thể bị biến dạng nhưng không truyền đến vỏ. Đây là loại được dùng phổ biến ở các xe vận tải.

- Vỏ chịu lực(Hình 1.1b): loại vỏ này đồng thời là khung (không có khung) nên nhận toàn bộ ngoại lực tác động lên xe. Đây là loại được dùng phổ biến cho các xe chở khách.

* Theo kết cấu của khung chia ra:

- Khung có dầm dọc ở hai bên.

- Khung có dầm dọc ở giữa.

- Khung hỗn hợp hay loại khung hình chữ X.

* Để hạ thấp trọng tâm ô tô và chiều cao sàn xe các dầm dọc trong ô tô du lịch trên cầu trước và cầu sau thường được uốn cong, như vậy phần giữa của khung sẽ nằm thấp hơn.

1.2. Đặc điểm kết cấu khung xe ô tô quân sự.

 Khung xe ô tô (Hình 1.4) là phần tử chịu lực của xe, trên đó có lắp đặt: động cơ, các cụm của hệ thống truyền lực, phần vận hành, cơ cấu điều khiển, thiết bị phụ chuyên dùng, cabin, tải trọng....

Khung là hệ thống dầm chịu lực, nhận và truyền tất cả các lực, phản lực từ mặt đường qua phần tử hướng của hệ thống treo truyền lên. Khung xe gồm hai dầm dọc chính và các dầm ngang.

Trên dầm ngang thứ nhất có khoét  lỗ để bắt két nước, động cơ và liên kết với dầm dọc bằngđinh tán .

Dầm ngang thứ hai (Hình 1.7) dùng để lắp đặt chân ca bin gồm hai dầm phụ có thiết diện chữ C

Dầm ngang thứ sáu (Hình 1.10)  là dầm cuối của khung xe, trên dầm có bố trí kết cấu kéo móc. Kết cấu của dầm bao gồm một dầm chính có thiết diện chữ C, các dầm ốp tăng cứng dọc và ngang. Dầm chính được liên kết với thành đứng của dầm dọc bằng đinh tán. Các dầm phụ tăng cứng cho dầm ngang được liên kết với dầm dọc bằng đinh tán.

Khung xe ô tô loại hỗn hợp có độ cứng cao nên người ta thường dùng cho ô tô du lịch nhiều chỗ ngồi.

Kích thước khung ô tô được xác định bởi kích thước của ô tô. Muốn tăng độ cứng của khung xe có dầm dọc khi độ dài đã xác định cần làm chiều rộng của khung xe lớn lên nhưng kích thước chiều rộng của ô tô bị hạn chế bởi bố trí chung của ô tô.

1.3. Đánh giá chất lượng khung xe ô tô ba cầu.

1.3.1. Cơ sở đánh giá chất lượng khung xe ô tô.

Khung xe là một bộ phận có kết cấu, kiểu dáng phức tạp và chịu lực nặng nề do đó để đánh giá chúng một cách toàn diện phải dựa vào nhiều chỉ tiêu khác nhau. Hiện nay người ta đánh giá chất lượng khung xe chủ yếu theo các chỉ tiêu sau:

- Đánh giá theo độ cứng uốn do tải trọng thẳng đứng khi xe chuyển động qua các ổ gà vì đây là chế độ tải trọng khả nặng nề. Việc đánh giá độ bền uốn khung xe dựa vào lý thuyết sức bền vật liệu.

- Đánh giá theo độ cứng xoắn khi xe chuyển động trong điều kiện đường xấu làm khung xe bị nghiêng nhiều gây xoắn lớn. Việc đánh giá độ bền xoắn khung xe dựa vào lý thuyết sức bền vật liệu.

a. Độ cứng

Khung xe URAL-375  là kết cấu khung rời, chịu lực do vậy để đánh giá độ cứng vững của chúng có thể sử dụng các thông số như độ cứng uốn, độ cứng xoắn và các chỉ tiêu dẫn xuất từ chúng như độ cứng uốn riêng, độ cứng xoắn riêng. Đối với xe tải, các chỉ tiêu này được xác định khi bỏ qua các mảng ốp đầu xe, đuôi xe, các cửa lên xuống và các cửa sổ.

c. Độ bền mỏi

Các tải trọng sinh uốn và xoắn bao gồm cả tải trọng tĩnh và động sẽ gây mỏi cho các phần tử của xe.

Độ bền mỏi của khung vỏ xe tải sẽ phụ thuộc rất nhiều vào độ cứng xoắn. Khả năng chịu tải trọng xoắn của khung vỏ xe tải phụ thuộc vào kết cấu của chúng.

Phụ thuộc vào mục đích đánh giá chất lượng khung xe mà có các dạng bài toán tính khung vỏ xe khác nhau:

* Theo dạng tải trọng tác dụng chia ra:

- Bài toán tĩnh

- Bài toán động.

* Theo đặc điểm kết cấu chia ra:

- Bài toán tính khung

- Bài toán tính vỏ.

* Theo mục đích đánh giá chất lượng của khung vỏ xe có các bài toán:

- Bài toán tính độ cứng vững

- Bài toán tính độ bền

- Bài toán tính độ bền mỏi     

1.3.3. Các phương pháp sửa chữa khung xe.

Với các vết nứt trên dầm dọc và dầm ngang có thể sử dụng các biện pháp:

- Hàn trực tiếp các vết nứt.

- Sử dụng các tấm táp phụ hàn ra ngoài vết nứt, hoặc khoét bỏ vết nứt và hàn thay thế bằng các tấm táp phụ.

Khi hàn trực tiếp vết nứt phải sử dụng hàn điện theo các bước sau:

- Làm sạch vùng xung quanh vết nứt.

- Xác định các đầu vết nứt bằng mắt hoặc bằng bột từ tính,...

Với các mối ghép bị lỏng thường là do mòn các lỗ đinh tán có thể sử dụng các biện pháp sau:

- Với các lỗ mòn ít hơn 15% đường kính lỗ thì tán lại bằng các đinh tán hoặc các bu lông có đường kính lớn hơn.

- Với các lỗ mòn nhiều hơn 15% đường kính lỗ thì hàn đắp lỗ bằng phương pháp hàn điện hoặc  hàn hơi, sử dụng các vật liệu hàn có phụ gia chống ăn mòn. Sau đó làm sạch vị trí hàn, lấy lại tâm và khoan lỗ mới có đường kính theo tiêu chuẩn.

Chương 2

CƠ SỞ TÍNH BỀN KHUNG XE Ô TÔ

2.1. Các phương pháp tính bền khung xe ô tô.

2.1.1. Tổng quan về các phương pháp tính kết cấu. 

Khung xe ô tô là một kết cấu không gian siêu tĩnh bậc cao nên để xác định được các chuyển vị, ứng suất phát sinh tại một điểm bất kỳ trên kết cấu cần phải sử dụng các phương pháp và công cụ hiện đại. Đây là bài toán cơ bản của cơ học vật rắn biến dạng. Trong không gian 3 chiều tổng quát, các đại lượng trên tạo nên các trường chuyển vị (biến dạng) và ứng suất. 

Các bài toán tính kết cấu thường được tính theo phương pháp giải tích hoặc các phương pháp số (phương pháp gần đúng).

* Phương pháp giải tích thường sử dụng cho mô hình lực của lý thuyết đàn hồi, dựa trên cơ sở nguyên lý lực khả dĩ. Phương pháp này thường được áp dụng cho các bài toán đơn giản về kết cấu, vật liệu và tải trọng. Với các bài toán này, từ điều kiện trường ta có thể xây dựng được các phương trình vi phân cân bằng và giải ra được biểu thức nghiệm giải tích. Kết hợp thêm  các điều kiện biên và điều kiện đầu, giải ra ta được nghiệm giải tích chính xác.

* Phương pháp xấp xỉ hàm, các hàm  cần tìm là các hàm thoả mãn các điều kiện biên và xấp xỉ cho biến trường cần tìm tại điểm bất kì, được xấp xỉ bằng tổ hợp tuyến tính của một số hữu hạn các hàm được chọn trước. Tiếp đó, vấn đề xác định biến trường chuyển thành bài toán xác định các tham số tổ hợp của hàm xấp xỉ và các tham số này được xác định từ điều kiện các nguyên lí biến phân.

* Phương pháp phần tử hữu hạn, được coi là sự kế thừa của hai phương pháp trên và hiện nay trở thành một trong các phương pháp số mạnh nhất, vạn năng nhất, được ứng dụng rộng rãi cùng với sự phát triển của các thế hệ máy tính.

2.1.2. Phương pháp phần tử hữu hạn.

a. Tư tưởng chính của phương pháp

Trong phương pháp phần tử hữu hạn vật thể liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử  rời rạc có hình dạng đơn giản, nối với nhau ở một số điểm qui định gọi là nút . 

* Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng của các phần tử. Các ma trận này được sử dụng để ghép các phần tử thành một mô hình rời rạc hóa của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng của cả kết cấu.

* Mô hình tính toán của phương pháp phần tử hữu hạn là hệ các phương trình đại số tuyến tính hoặc phi tuyến. Điều kiện tồn tại nghiệm của hệ phương trình này được mô tả qua các điều kiện liên kết của kết cấu, thường gọi là các điều kiện biên của bài toán.

b. Cơ sở của phương pháp

Cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn là nguyên lý công khả dĩ. Dựa vào đó mà tính toán các bài toán cơ học vật rắn biến dạng bằng xấp xỉ hàm chuyển vị.

Nguyên lý công khả dĩ được phát biểu như sau: Công khả dĩ của hệ gây ra trên chuyển vị khả dĩ phải bằng năng lượng khả dĩ của hệ gây ra trên biến dạng khả dĩ tương ứng.

d. Thuật toán tổng quát của phương pháp phần tử hữu hạn

* Bước 1: Rời rạc hoá các kết cấu thực thành một lưới các phần tử chọn trước mô tả dạng hình học của kết câú và phù hợp với yêu cầu chính xác của bài toán.

* Bước 2: Xác định các ma trận cơ bản cho từng phần tử.

* Bước 3: Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục toạ độ chung của cả kết cấu.

* Bước 4: Đưa điều kiện biên vào ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của nó.

* Bước 7: Vẽ biểu đồ nội lực của kết cấu.

2.2. Tải trọng tác dụng lên khung xe ô tô.

Tải trọng tác dụng lên khung xe ô tô bao gồm  hai loại là tải trọng tĩnh và tải trọng động.   

- Tải trọng tĩnh tác dụng lên khung xe gồm  có :

+ Trọng lượng bản thân khung xe.

+ Trọng lượng phần được treo của xe bao gồm trọng lượng người lái, hàng hoá, trọng lượng phần khung xe và các cụm, hệ thống khác trên xe.

+ Các phản lực tĩnh từ mặt đường.

- Tải trọng động tác dụng lên khung xe do:

+ Các kích động từ mặt đường.

+ Các nguồn rung động do sự không cân bằng của động cơ và hệ thống truyền lực.

2.3. Giải bài toán sức bền khung xe nhờ sự trợ giúp của máy tính.

2.3.1. Các phần mềm phân tích kết cấu

Các phần mềm phân tích kết cấu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Trên thế giới đã có nhiều phần mềm phân tích cấu trúc dựa trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn như:  MICROFEAP, ANSYS , NASTRAN, SAP, STARDYNE ....

Các phần mềm này có thể chạy trên nhiều môi trường khác nhau thường được tổ chức thành các môđun. Các  môđun chính thông thường là:

- Môđun tiền xử lý (Pre-Proccesing Module)

- Môđun giải bài toán (Solving Module)

- Môđun phân tích và xử lý kết quả (Analizing Module)

2.3.2. Phần mềm phân tích kết cấu ANSYS  Workbench 9.0  

a. Giới thiệu chung

ANSYS là một phần mềm tính toán và mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Phần mềm do công ty ANSYS  xây dựng từ những năm 90 và được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực. ANSYS  bao gồm nhiều gói phần mềm khác nhau, mỗi gói có một chức năng riêng. ANSYS  giải được rất nhiều dạng bài toán đặt ra trong kỹ thuật: kết cấu, nhiệt, điện từ, thuỷ khí, va chạm, âm thanh, tương tác giữa các trường vật lý và đặc biệt là các chức năng cho phép tối ưu hoá  thiết kế.

b. Khả năng ứng dụng của ANSYS  Workbench 9.0

- Các tính năng giao tiếp

+ Dễ dàng sử dụng, giao tiếp đồ họa, trực tiếp trên màn hình.

+ Hỗ trợ các công cụ mạnh tương tự CAD, SOLIDWORKS để nhanh chóng xây dựng mô hình kết cấu.

+ Hỗ trợ các tiêu chuẩn thiết kế của Hoa Kỳ và các nước khác.

+ ANSYS Workbench 9.0 cung cấp nhiều tính năng để mô tả lớp các bài toán kết cấu phổ biến trong thực tế kỹ thuật, cho phép nhanh chóng tạo ra các mô hình kết cấu bằng công cụ của nó.

- Khả năng tính toán

+ Tính toán xác định ứng suất, nội lực của kết cấu.

+ Tải trọng có thể là tải tĩnh, tải động, nhiệt độ, điện từ…

c. Các bước cơ bản khi sử dụng ANSYS Workbench 9.0.

Các bước cơ bản khi sử dụng ANSYS  Workbench 9.0 bao gồm :

* Bước 1: Xây dựng sơ đồ hình học hệ kết cấu

- Chọn hệ đơn vị.

- Định nghĩa các nút của mô hình.

- Tạo mô hình từ phần mềm ANSYS , hoặc từ các phần mềm xây dựng mô hình 3D.

* Bước 2: Định nghĩa đặc trưng vật liệu và đặc trưng hình học.

- Định nghĩa vật liệu.

- Định nghĩa đặc trưng hình học.

* Bước 6: Giải và kiểm tra kết quả.

- Khai báo các thông số cho quá trình giải: Gán các ràng buộc, xác định các tuỳ chọn giải, dạng kiểu và số lượng mặt cắt, xuất kết quả..

- Thực hiện chạy chương trình giải bài toán.

- Xem và biểu diễn kết quả.

Chương 3

TÍNH BỀN KHUNG XE Ô TÔ BẰNG ANSYS WORKBENCH 9.0  

3.1. Bài toán tính bền khung xe.

Tính toán độ bền khung vỏ xe  có nhiều phương pháp và phụ thuộc nhiều vào đặc điểm kết cấu của khung vỏ, chế độ tải trọng, vật liệu và phương pháp chế tạo ...

Phụ thuộc vào tải trọng có các bài toán tính bền cho khung xe tải tương ứng với các tải trọng tĩnh và động gồm có bài toán tĩnh và bài toán động.

Khi tính khung vỏ xe tải cần chú ý đến bài toán động do các tải trọng quán tính của xe khi tăng tốc, phanh xe hoặc khi quay vòng.

Ta có:

P_i- Khối lượng phần được treo phân bố lên cầu i, N

m_tr- Khối lượng phần được treo của xe, N

g -  Gia tốc trọng trường, m/s²

a_i- Khoảng cách từ trọng tâm phần được treo của xe đến cầu i, mm

L- Chiều dài cơ sở xe, mm

Việc giải các bài toán tính bền khung vỏ xe là nhằm xác định biến dạng và ứng suất trên kết cấu ứng với các tải trọng khác nhau. Do kết cấu khung vỏ xe rất phức tạp, luận văn sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu dựa trên cơ sở của phương pháp PTHH để xác định biến dạng và ứng suất tại các điểm bất kỳ trên kết cấu.  

3.1.1. Bài toán tĩnh

 Phân tích tĩnh kết cấu là giải hệ phương trình tuyến tính:

KU = R                                                                      (3.5)

Trong đó :

K - Ma trận độ cứng

U - Véc tơ các kết quả chuyển vị

R - Véc tơ các lực

3.1.2. Bài toán động

Bài toán động bao gồm các dạng phân tích theo  trạng thái dao động điều hoà, theo trị riêng, theo phản ứng động hàm thời gian hoặc phổ gia tốc

* Phân tích theo trạng thái dao động điều hoà

Dạng tải trọng thông dụng cho bài toán này là: R = Fsinwt

Trong đó:

R - Biến thiên theo thời gian.

F - Biên độ không biến đổi theo thời gian.

w - Tần số vòng của lực kích thích.

 Trong trường hợp lực cản bằng không thì phương trình cân bằng của hệ kết cấu có dạng :

KU + MW = R = Fsinwt                                                (3.6)

Nghiệm của phương trình này là các chuyển vị nút U và gia tốc W có dạng:

U = A sinwt

W = - Aw² sinwt

* Phân tích theo giá trị riêng

Khi tính toán kết cấu chịu tải trọng động theo phổ phản ứng hoặc hàm thời gian dùng phương pháp chồng mode, cần phải xác định các dạng dao động tự do có lực cản và tần số dao động của hệ. Điều này đi đến giải nghiệm của bài toán giá trị riêng sau:

 KU + CV + MW = MW_g                                                        (3.7)

* Phân tích theo phản ứng động hàm thời gian

Nói chung tải trọng tác dụng lên kết cấu là một hàm tuỳ ý theo không gian và thời gian. Trong dạng ma trận có thể được viết như R( s; t ). Với tất cả các loại tải trọng R( s; t ) có thể được viết trong không gian Fi (s) và các hàm thời gian Ti (t) hoặc biểu diễn dưới dạng ma trận :

R(s;t) = ZF_i* T_i (t)                                          (3.8)

3.2. Giải bài toán tính bền tĩnh khung xe bằng ANSYS  Workbench 9.0

3.2.1. Các giả thiết về tải trọng và ràng buộc

a. Các giả thiết về tải trọng

Tải trọng tác dụng lên khung xe được đưa vào mô hình dưới dạng các tải trọng tập trung và phân bố theo chiều dài khung bằng các tuỳ chọn gán tải trọng trong ANSYS  Workbench 9.0

b. Các ràng buộc

Khi tính uốn, giả thiết khung xe được gối lên các mõ nhíp, do vậy tại các điểm này sử dụng các tuỳ chọn gối cố định. Trong mô hình có thể sử dụng  phương án khung xe gối trên 4 gối tựa hoặc 8 gối tựa.

Phương án 1 - sử dụng 8 gối (tệp  mohinh-01)

Phương án 2 - sử dụng 4 gối (tệp mohinh-02u - 4goi)

Phương án 4 - sử dụng 4 gối (tệp mohinh-02x-4goi-ts)

3.2.2. Thông số vào, dạng kết quả ra

a. Thông số vào       

Các thông số vào bao gồm trọng lượng các cụm thể hiện, toạ độ các điểm đặt lực tác dụng lên khung xem  bảng 3.1 và bảng 3.2

b. Dạng kết quả.

Chương trình ANSYS đưa ra các kết quả tính ở hai dạng là đồ thị và bảng biểu. Các kết quả của bài toán tĩnh đối với phần tử tấm, vỏ là thành phần các nội lực và ứng suất của các phần tử.

3.2.3. Mô hình tính

* Mô hình tính của một kết cấu là sự mô tả kết cấu đó với các giả thiết xác định nhằm đánh giá kết cấu về một khía cạnh nhất định. Các mô hình tính thường được sử dụng để đơn giản hoá quá trình khảo sát nhưng vẫn phản ánh được các đặc trưng cơ bản của kết cấu.

* Mô hình phần tử hữu hạn là sự mô tả hình dáng hình học và đặc điểm kết cấu cũng nh­ư các đặc trư­ng của vật liệu, tải trọng ngoài và các ràng buộc.

Các bước cơ bản để xây dựng mô hình tính và giải bài toán tính bền khung xe.

3.2.4. Kết quả tính bền tĩnh khung xe URAL-375.

Được trình bày trong Phụ lục 3 bao gồm:

- Các biểu đồ nội lực, ứng suất của kết cấu.

- Các biểu đồ biến dạng tĩnh của kết cấu.

3.3. So sánh và khảo sát

Trong phần này tôi khảo sát khung xe bằng cách thay đổi một số đặc trưng về vật liệu, kết cấu,.. tuy nhiên do khuôn khổ thời gian không cho phép nên tôi chỉ tập chung thay đổi số nút và phần tử khi chia lưới của khung với điều kiện các thông số khác không thay đổi. So sánh kết quả đầu ra để tìm ra từ đó để đánh giá gần đúng giá trị thực của kết quả tính.

3.3.1. Khi thay đổi sự phù hợp khi chia lưới(Relevance)

Đối tượng khảo sát là phương án 2 trường hợp khung 4 gối chịu uốn.

a. Trường hợp (Relevance =-20; 87719 nút, 46349 phần tử).

b. Trường hợp (Relevance = 0; 97896 nút, 51921 phần tử).

c. Trường hợp (Relevance = 20; 89545 nút, 46215 phần tử).

d. Trường hợp (Relevance = 40; 88900 nút, 46779 phần tử).

Trên hình ta thấy khi thay đổi số nút và phần tử giá trị và vị trí ứng suất đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất cũng thay đổi. Đặc biệt giá trị phản lực tại các gối cũng thay đổi. Do đó khi giải bài toán tính bền nói chung và kết cấu khung xe nói riêng tuỳ theo kết cấu của chi tiết để tiến hành chia lưới một cách hợp lý, điều đó đảm bảo cho bài toán có kết quả với sai số nhỏ và có thể chấp nhận được.

3.3.2. Khi thay đổi độ mịn của lưới (Refinement Depth)

Khi thay đổi độ mịn của lưới (Refinement Depth) thì kết quả thu được như hình dưới.

KẾT LUẬN

Qua việc tìm hiểu đề tài, tham khảo các tài liệu đã có và nghiên cứu các kết cấu trong thực tế, đồ án đã giải quyết được những nhiệm vụ đặt ra. Cụ thể, đồ án đã giải quyết được một số vấn đề sau:

- Đồ án đã trình bày khái quát về khung xe ô tô, các đặc điểm kết cấu của khung xe ô tô quân sự. Phân tích được một số dạng hư hỏng cơ bản của khung xe, qua đó đã đánh giá chất lượng các dạng khung xe ô tô ba cầu.

- Đồ án đã tập trung vào phân tích các phương pháp tính bền và các dạng tải trọng tác dụng lên khung xe trong quá trình làm việc.

- Đồ án đã xây dựng được mô hình tính bền khung xe bằng phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm SOLIDWorks 2005 và phần mềm ANSYS Workbench 9.0 dưới sự trợ giúp của máy tính. Số liệu đầu vào của xe vận tải quân sự  URAL-375

Kết quả tính toán là các giá trị nội lực, ứng suất và trạng thái biến dạng của khung xe tương ứng với các chế độ tải trọng đặc trưng nhất đối với khung xe quân sự làm cơ sở đánh giá độ bền, độ cứng vững của khung xe quân sự.

Với các nội dung đã giải quyết, nhiệm vụ đặt ra của đồ án đã hoàn thành. Các kết quả nhận được có thể làm cơ sở cho việc tính và đánh giá độ bền của khung xe trong tương lai.

Sử dụng các bản vẽ trên cơ sở kết quả của đồ án có thể tiếp tục hoàn thiện mô hình 3D cho các bài toán đánh giá khung xe nói chung và khung xe URAL-375 nói riêng đáp ứng các nhu cầu thực tiễn.

Qua đồ án này, tôi đã rút ra được rất nhiều kinh nghiệm trong cách tiếp cận và giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên ngành cũng như củng cố các kiến thức cơ bản, cơ sở và chuyên ngành thiết thực cho quá trình công tác sau này.

Tôi chân thành cám ơn thầy giáo TS................... -giáo viên Bộ môn Ôtô Quân sự  và các thầy trong Bộ môn Ôtô Quân sự đã tận tình hướng dẫn, định hướng về phương pháp nghiên cứu để đồ án này được hoàn thành. Do khối lượng công việc nhiều, kiến thức và thời gian hạn chế nên kết quả đồ án không tránh khỏi thiếu sót, rất mong được sự góp ý của các thầy và các bạn.    

  Tôi xin chân thành cảm ơn!         

                                                                                         Ngày … tháng … năm 20…

                                                                                       Học viên thực hiện

                                                                                   ……………….

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Hữu Cẩn

Lý thuyết ô tô máy kéo

Nxb ĐH và THCN 1978

2. Thái Nguyễn Bạch Liên

Kết cấu tính toán ô tô.

Nxb GTVT 1984

3. Vũ Đức Lập và Phạm Đình Vi

Cấu tạo ô tô

HVKTQS 1995.

4. Hoàng Xuân Lượng và Trần Minh.

Sức bền vật liệu

HVKTQS 2003.

5. Sổ tay ô tô

Xuất bản lần thứ 8. NXB GTVT Matcơva 1979 (Bản tiếng Nga).

6. Tài liệu kỹ thuật ô tô URAL - 375 (Bản tiếng Nga)

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"