Thiết kế cải tiến khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn khi va chạm

Bài viết Thiết kế cải tiến khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn khi va chạm nghiên cứu tính toán và kiểm nghiệm bền khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn khi va chạm. Trước tiên khung sườn xe tải được thiết kế bằng phần mềm Solid Work cho ra được hình dáng của khung xe.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế cải tiến khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn khi va chạm THIẾT KẾ CẢI TIẾN KHUNG SƯỜN XE TẢI NHẰM NÂNG CAO ĐỘ AN TOÀN KHI VA CHẠM Nguyễn Huỳnh Anh Duy* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Phụ Thượng Lưu TÓM TẮT Bài báo nghiên cứu tính toán và kiểm nghiệm bền khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn khi va chạm. Trước tiên khung sườn xe tải được thiết kế bằng phần mềm Solid Work cho ra được hình dáng của khung xe. Vật liệu chế tạo khung là thép, được đưa vào phần mềm Hypermesh, chia lưới, đặt các lực tác dụng và các điều kiện ràng buộc, đưa ra các kết quả và thảo luận. Trong thực tế thì có nhiều chế độ tải, vị trí tác dụng lên khung khác nhau. Nhưng khi tính toán, nhóm nghiên cứu lựa chọn các chế độ tải, các vị trí nhất định (trước – sau – giữa) để kiểm nghiệm bền cho khung khi va chạm. Các kết quả tính toán bằng cho thấy khung xe tải đảm bảo đủ bền và có thể đưa vào chế tạo mô hình xe thực tế. Từ khóa: khung sườn, an toàn, va chạm, solid work, chế độ tải. 1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân. Sự tăng nhanh dân số và xu hướng công nghiệp hoá hiện đại hoá diễn ra trong cả nước, đời sống nhân dân ngày càng được nâng lên, nhu cầu đi lại và trao đổi, vận chuyển hàng hoá của nhân dân ngày càng cao. Để đáp ứng nhu cầu này, trong thời gian qua các loại hình vận tải như: vận tải đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không đã tham gia tích cực và có hiệu quả, trong đó ta phải kể tới sự đóng góp rất lớn của ngành vận tải đường bộ. Song song với sự phát triển đó tồn tại một thực trạng đáng lo ngại về tai nạn giao thông gây ra chấn thương và thương vong vẫn xảy ra. Do đó, tiến hành nghiên cứu thiết kế cải tiến khung sườn xe tải nhằm nâng cao độ an toàn có ý nghĩa quan trọng. Công việc thiết kế tính toán khung gầm ô tô để tìm ra phương án chế tạo khung xe ô tô đảm bảo sự an toàn, đủ các tính năng kỹ thuật, yêu cầu sử dụng, độ bền, độ an toàn và độ ổn định cần thiết trong các điều kiện địa hình ở Việt Nam. Khung xe là phần tử xương cốt của xe và là phần tử chịu lực chính của xe. Là chi tiết 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 thông qua hệ thống treo. [2] 205 Dựa vào kết cấu của khung xe điện thực tế và các tài liệu chuyên ngành kỹ thuật ô tô, nhóm đã sử dụng phần mềm Solid Work để thiết kế khung gầm xe tải cho ra hình ảnh 3D của khung sau đó đưa vào kiểm nghiệm bền khung gầm bằng phần mềm Hypermesh. Dựa vào các kết quả mô phỏng tính toán để có thể kết luận ban đầu khung có đủ bền hay không, có thể giảm thiểu được các lực tác động lên con người khi va chạm hay không. Đây mới chỉ là bài toán mô phỏng lý thuyết, các kết quả này sẽ là cơ sở để tối ưu hóa và tính toán tiếp theo. 2. CƠ SỞ THIẾT KẾ KHUNG GẦM XE TẢI 2.1. Thông số kỹ thuật của xe tải Bản vẽ được thiết kế dựa theo xe ISUZU FVR 165-300, các thông số kỹ thuật cơ bản của xe: − Loại phương tiện: xe tải 16.500 kg − Công thức bánh xe: 4x2 − Kích thước bao (dài x rộng x cao): 10740 x 2450 x 2850 (mm) − Chiều dài cơ sở: 8674 (mm) − Vệt bánh xe trước/sau : 1440/2800 (mm) − Khoảng sáng gầm xe : 265 (mm) 2.2. Thiết kế khung gầm xe tải Xác định loại khung để thiết kế của xe tải là khung gầm chịu lực; vỏ xe và các cụm chi tiết được bắt trên khung xe. Kết cấu khung là khung có 2 dầm dọc song song. Hình 1. Hình dáng kết cấu của khung sườn xe tải Đặc điểm của khung là chi tiết chịu lực chính của xe. Độ cứng của khung lớn hơn nhiều so với vỏ gá trên khung. Vỏ được lắp trên khung một cách linh hoạt, thuận tiện trong quá trình tháo lắp. Vỏ không chịu tác dụng của ngoại lực khi khung bị biến dạng. Dựa vào bảng thông số kỹ thuật và yêu cầu của hệ thống treo với từng 206 vị trí bắt nhíp, lò xo, giảm chấn, càng chữ A, góc quay của bánh xe trước, hạ thấp chiều cao trọng tâm và khối lượng của động cơ… nhóm đã thiết kế hình dáng khung sườn xe tải như trên hình vẽ 1. Hình 2. Hình thiết kế 3D của khung sườn 3. MÔ PHỎNG VA CHẠM VÀ PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN MÔ HÌNH Dùng phần mềm Hypermesh mô phỏng va chạm với các điều kiện ràng buộc, các lực tác dụng ở các vị trí khác nhạu,… Sử dụng phương pháp gia tăng độ dày, hoặc tăng tiết diện các kết cấu khung sườn để nâng cao tính năng tính an toàn khi va chạm, không những tăng trọng lượng thân xe, mà còn tăng trọng tâm xe, làm giảm tính ổn định chuyển động xe. Ngoài những phương pháp trên ra, sử dụng phương pháp gia cố độ cứng cục bộ kết hợp tăng độ dày và tăng tiết diện,... 4. KẾT LUẬN Đề tài này đã xây dựng được kết cấu, hình dáng của khung xe. Thông qua phân tích và mô phỏng; dựa trên kết quả mô phỏng đề xuất các phương án cải tiến nhằm nâng cao độ an toàn khi vận hành và va chạm. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].https://www.isuzu.com.au/Media/Isuzu_Files/Spec_Sheets/Current_spec_sheets/FVR%20165- 300_FVD%20165-300_%20ARK1389_v02.pdf [2] N.H. Cẩn, D.Q. Thịnh, P.M. Thái, N.V. Tài, L.T. Vàng, 2003. Lý thuyết ô tô máy kéo. NXB Khoa học và kỹ thuật. 207 ...