Luận văn Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ HOÀNG PHƯƠNG NGHIÊN CỨU AN TOÀN Ô TÔ KHÁCH VA CHẠM DÃY PHÂN CÁCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 0 4 6 2 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ HOÀNG PHƯƠNG NGHIÊN CỨU AN TOÀN Ô TÔ KHÁCH VA CHẠM DÃY PHÂN CÁCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10/2015
3. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ & tên: Lê Hoàng Phương Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/04/1986 Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: Phú Khương – Bến Tre Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 54/25, Quang Trung, P.Tăng Nhơn Phú B, Q.9, TPHCM Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: (DĐ: 0906604166) E-mail: lehoangphuong150486vn@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Trung cấp Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ / đến / Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 01/ 2010 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học SPKT Tp. Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: MÔ HÌNH PHUN DẦU ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 3C-TE. Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: tháng 01/2010, tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Người hướng dẫn: K.S Nguyễn Tấn Lộc CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương i
4. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2013-nay Trường CĐKT Cao Thắng Giáo viên IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ . XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN Bến Tre, ngày tháng .năm 2015 (Ký tên, đóng dấu) Ngƣời khai LÊ HOÀNG PHƢƠNG CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương ii
5. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 (Ký tên và ghi rõ họ tên) LÊ HOÀNG PHƢƠNG CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương iii
6. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách LỜI CẢM ƠN Xin cảm ơn quý Thầy, Cô trong Ban Giám Hiệu, Phòng Đào Tạo, Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi theo học và hoàn thành lớp Cao học chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực. Xin cảm ơn quý Thầy, Cô giảng dạy lớp Cao học Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực Khóa 2013B đã tận tình trong giảng dạy và cung cấp những kiến thức nền tảng giúp tôi hoàn thành luận văn. Xin cảm ơn Thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Thành Tâm đã hết sức nhiệt tình hướng dẫn tôi suốt quá trình thực hiện tập luận văn này. Xin cảm ơn Quý Thầy phản biện đã bỏ thời gian, công sức để đọc và đóng góp các ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thiện nội dung của luận văn. Xin cảm ơn các đồng nghiệp và các bạn học đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn. CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương iv
7. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách TÓM TẮT Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, mạng lưới giao thông công cộng ngày càng được phát triển, đặc biệt là vận chuyển hành khách tập thể, đường dài. Do đó, nhu cầu ô tô khách và ô tô buýt ngày càng nhiều và trở thành một hệ thống giao thông quan trọng của quốc gia, mặc dù ô tô khách là một trong những phương tiện giao thông an toàn, tuy nhiên tai nạn giao thông vẫn xảy ra, đặc biệt là va chạm giữa ô tô khách với dãy phân cách, nhằm ngăn ngừa và hạn chế tổn thương cho hành khách thì việc nghiên cứu và phân tích quá trình va chạm là rất cần thiết. Luận văn “Nghiên cứu an toàn ôtô khách va chạm dãy phân cách” đã được thực hiện. Đề tài đã ứng dụng kỹ thuật thiết kế mô hình bằng phần mềm CATIA, xây dựng mô hình phần tử hữu hạn bằng phần mềm HYPERMESH trong môi trường LS-DYNA, mô phỏng va chạm giữa ô tô khách với dãy phân cách một góc 200 bằng phần mềm LS-DYNA và xem kết quả mô phỏng bằng phần mềm HYPERVIEW. Sau đó tiến hành so sánh và phân tích các kết quả mô phỏng của quá trình va chạm giữa ô tô khách với dãy phân cách một góc 200 ứng với các biến vận tốc, biến độ dày vật liệu của đầu xe khách, biến chiều cao dãy phân cách, biến độ dày vật liệu của tấm tôn sóng. So sánh và phân tích kết quả mô phỏng khi thiết kế thêm bộ hấp thụ năng lượng ở cản dưới của đầu xe. Kết quả phân tích cho thấy, khi lắp thêm cơ cấu hấp thụ năng lượng va chạm ở cản dưới đầu xe thì gia tốc tại trọng tâm xe giảm 8%. CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương v
8. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách ABSTRACT Along with the development of the social economy, public transport are increasingly developing, especially collective passenger transport, long road. Consequently, demand for passenger cars and buses more and more, they become an important transport of the country, although passenger cars is one of the transport safety, but accidents still happen, especially collisions between buses with guardrail, to prevent and limit damage to the passenger, research and analyze the impact is very necessary. Thesis "research safety of bus impact guardrail" was made. The study has technical application design model by CATIA software, design model finite element by software HYPERMESH in LS-DYNA environment, simulating collisions between passenger cars with guardrail a corner 200 in LS – DYNA software AND view results of simulation by HYPERVIEW software. Then proceed to compare and analyze the simulation results of the collision between passenger cars with guardrail a corner 200 corresponding to the variable angle velocity, variable material thickness of head bus, variable height guardrail, variable material thickness of guardrail. Comparison and analysis of simulation results to design energy absorbers component at the bottom of head bus. The analytical results show that by adding structure to absorb impact energy in the car, it makes under acceleration in core vehicles fell 23% CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương vi
9. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xvii CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1 1.1. Tồng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố 1 1.1.1. Tổng quan 1 1.1.2. Các kết quả nghiên cứu trong nước và ngoài nước 3 1.2. Mục đích của đề tài 4 1.3. Đối tượng nghiên cứu 4 1.4. Nhiệm vụ của đề tài 4 1.5. Phương pháp nghiên cứu 5 1.6. Kế hoạch thực hiện 5 1.7. Sơ đồ nghiên cứu 6 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM CHO VIỆC MÔ PHỎNG TÍNH AN TOÀN KẾT CẤU ĐẦU Ô TÔ KHÁCH KHI XẢY RA VA CHẠM DÃY PHÂN CÁCH 7 2.1. Đặt vấn đề 7 2.2. Cơ sở lý thuyết va chạm 8 2.2.1. Quan hệ chuyển động của 2 xe trong suốt quá trình va chạm [10] 8 2.2.2. Định lí Kelvin về va chạm tổng hợp và năng lượng hấp thụ [10] 10 2.2.3. Tổng năng lượng hấp thụ va chạm [10] 12 2.2.4. Năng lượng va chạm hấp thụ [10] 13 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương vii
10. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách 2.2.5. Va chạm không đúng tâm [10] 15 2.2.6. Tiêu chuẩn EN 1317 [11] 18 2.3. Các phần mềm ứng dụng mô phỏng 19 2.3.1. Phần mềm HYPERWORK 19 2.3.2. Phần mềm HYPERMESH 22 2.3.3. Phần mềm HYPERVIEW 25 2.4. Kết luận 26 CHƢƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN KHUNG XƢƠNG Ô TÔ KHÁCH VÀ DÃY PHÂN CÁCH TRÊN PHẦN MỀM 27 3.1. Tóm tắt 27 3.2. Mô hình tổng thể ô tô khách và dãy phân cách 27 3.2.1. Quy trình xây dựng mô hình bằng phần mềm 28 3.2.2. Mô hình tổng thể ô tô khách và dãy phân cách tôn sóng (2D) 28 3.2.3. Mô hình tổng thể ô tô khách và dãy phân cách tôn sóng (3D) 45 3.3. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn 47 3.3.1. Chỉnh sửa mô hình từ File CAD 3D trong HYPERMESH 47 3.3.2. Chia lưới mô hình khung xương xe khách và dãy phân cách 48 3.3.3. Kiểm tra và chỉnh sửa lưới mô hình khung xương xe khách 52 3.3.4. Kiểm tra tiêu chuẩn chất lượng lưới 54 3.3.5. Hàn lưới 60 3.3.6. Mô hình chia lưới hoàn chỉnh ô tô khách và dãy phân cách tôn sóng 61 3.3.7. Chọn vật liệu và đặc tính cho mô hình 62 3.3.8. Gắn khối lượng trên mô hình xe khách 66 3.3.9. Tạo liên kết giữa các thành phần trong mô hình xe khách 71 3.3.10. Chỉnh sửa dãy phân cách 78 3.3.11. Tạo tiếp xúc giữa toàn bộ xe với mặt đường, dãy phân cách 83 3.3.12. Xác định chiều trọng lực 85 3.3.13. Kiểm tra khối lượng xe khách 88 3.3.14. Gán điều kiện biên 90 3.3.15. Sử dụng phần mềm LS - DYNA để mô phỏng quá trình va chạm giữa ô tô khách với dãy phân cách 93 3.4. Kết luận 94 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương viii
11. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách CHƢƠNG 4 MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH VÀ CẢI TIẾN TÍNH AN TOÀN Ô TÔ KHÁCH KHI XẢY RA VA CHẠM DÃY PHÂN CÁCH MỘT GÓC 200 95 4.1. Tóm tắt 95 4.2. Kết quả quá trình va chạm giữa ô tô khách và dãy phân cách một góc 200 95 4.3. Mô phỏng, phân tích quá trình va chạm khi xe khách di chuyển theo tiêu chuẩn EN 1317 96 4.3.1. Mô Phỏng quá trình va chạm 96 4.3.2. Phân tích kết quả mô phỏng 98 4.3.3. So sánh và phân tích 4 kết quả mô phỏng 99 4.4. Cải tiến tăng năng lượng va chạm hấp thụ 101 4.5. So sánh kết quả trước cải tiến và sau cải tiến của xe ô tô khách khi xe chuyển động với tốc độ 70 km/h. 103 4.6. Kết luận 1056 CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN 1077 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1088 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương ix
12. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT EN 1317: European Norm 22 TCN: tiêu chuẩn của bộ giao thông vận tải Việt Nam CAE: Computer Aided Engineering CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương x
13. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Tình hình giao thông ngày xưa 1 Hình 1.2 Tình hình giao thông ngày nay 2 Hình 1.3 Các vụ tai nạn xảy ra khi xe khách va chạm dãy phân cách 3 Hình 2.1 Giả thuyết về quá trình mô phỏng 7 Hình 2.2 Hai xe chuyển động trên trục tọa độ OX 8 Hình 2.3 Biến thiên vận tốc 12 Hình 2.4 Va chạm hấp thụ giữa 2 xe 13 Hình 2.5 Va chạm không đúng tâm 15 Hình 2.6 Gia tốc góc của xe 1 16 Hình 2.7 Giao diện HYPERMESH 23 Hình 2.8 Tổng quan giao diện phần mềm LS – DYNA 23 Hình 2.9 Mở chương trình bắt đầu một LS –DYNA 24 Hình 2.10 Hộp thoại Start Input and Output trên giao diện LS – DYNA 24 Hình 2.11 Chương trình kiểm tra kết thúc không xảy ra lỗi 25 Hình 2.12 Tổng quan giao diện HYPERVIEW 26 Hình 3.1 Hình dạng dãy phân cách và xe khách 27 Hình 3.2 Sơ đồ xây dựng và mô phỏng mô hình xe khách bằng phần mềm 28 Hình 3.3 Mô hình chung bên ngoài của xe khách 29 Hình 3.4 Mô hình chi tiết kết cấu đầu của xe khách 30 Hình 3.5 Khung xương phía bên trái (b) và đuôi (a) của xe khách 32 Hình 3.6 Khung xương phía bên trái của xe khách 33 Hình 3.7 Khung xương phía bên phải của xe khách 34 Hình 3.8 Kết cấu khung xương đuôi xe khách 36 Hình 3.9 Khung xương trần xe khách 38 Hình 3.10 Khung dầm sàn xe khách 40 Hình 3.11 Khung xương chassis tổng xe khách 41 Hình 3.12 Khoảng cách giữa hai cột và chiều dài tấm tôn sóng 44 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xi
14. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách Hình 3.13 Kích thước cột của dãy phân cách (mm) 44 Hình 3.14 Mô hình khung xương xe khách trong môi trường CATIA 3D 46 Hình 3.15 Mô hình dãy phân cách tôn sóng được xây dựng trong môi trường SOLIDWORK 46 Hình 3.16 Mô hình xe khung xương được nhập vào phần mềm HYPERMESH 47 Hình 3.17 Mô hình xe khung xương và dãy phân cách tôn sóng được nhập vào phần mềm HYPERMESH 47 Hình 3.18 Mô hình khung xương đã chỉnh sửa trước khi chia lưới 48 Hình 3.19 Mô hình 3D trong môi trường làm việc HYPERMESH của xe khách 49 Hình 3.20 Mô hình 3D trong môi trường làm việc HYPERMESH của dãy phân cách 49 Hình 3.21 Bảng điều khiển Midsurface 50 Hình 3.22 Bảng điều khiển chia lưới tự động khi chọn displayed 50 Hình 3.23 Khung xương đầu xe đã được chia lưới tự động 51 Hình 3.24 Dãy tôn sóng đã được chia lưới tự động 51 Hình 3.25 Kiểm tra chất lượng phần tử lưới khung xương đầu xe 52 Hình 3.26 Bảng điều khiển chế độ màu sắc hiện thị chất lượng lưới 52 Hình 3.27 Hiện thị các lỗi lưới xấu (đỏ), không tốt (vàng), tạm được (xanh da trời) 53 Hình 3.28 Bảng điều khiển qualityindex 53 Hình 3.29 Bảng điều khiển Mask 54 Hình 3.30 Bảng điều khiển thiết lập Automesh 54 Hình 3.31 Bảng điều khiển qualityindex pg1 54 Hình 3.32 Bảng điều khiển qualityindex pg2 55 Hình 3.33 Bảng điều khiển qualityindex pg3 55 Hình 3.34 Hộp thoại Criteria File Editor để chỉnh tiêu chuẩn lưới 55 Hình 3.35 Bảng điều khiển check elems 2 – d 56 Hình 3.36 Bảng thông số kiểm tra theo mỗi phần tử lưới 58 Hình 3.37 Mô hình hiện thị tiêu chuẩn lưới theo giá trị Jacobia của ô tô khách 58 Hình 3.38 Mô hình hiện thị tiêu chuẩn lưới theo giá trị Jacobia của dãy tôn sóng 59 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xii
15. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách Hình 3.39 Vị trí cần hàn lưới giữa 2 chi tiết 60 Hình 3.40 Bảng điều khiển hàn điểm với khoảng cách ngắn (Spotweld) 60 Hình 3.41 Các nút lưới đã được hàn với nhau 61 Hình 3.42 Mô hình chia lưới hoàn chỉnh của ô tô khách và dãy tôn sóng 61 Hình 3.43 Tạo vật liệu cho Components 62 Hình 3.44 Bảng thiết lập các thông số về vật liệu 63 Hình 3.45 Đường cong ứng suất kéo nén thực nghiệm 65 Hình 3.46 Hộp thoại nhập đồ thị ứng suất tương ứng 65 Hình 3.47 Thiết lập tạo đặc tính cho Components 66 Hình 3.48 Bảng điều khiển Translate 67 Hình 3.49 Chọn Node lưới trên mô hình cửa thoát hiểm 68 Hình 3.50 Chọn chức năng sao chép cho đối tượng khi di chuyển 68 Hình 3.51 Node được dịch chuyển vào vị trí bên trong khung cửa thoát hiểm 69 Hình 3.52 Bảng điều khiển Rigids để tạo liên kết 69 Hình 3.53 Chọn Node lưới cần liên kết với điểm đặt khối lượng 69 Hình 3.54 Các mối liên kết đã được tạo trên cửa thoát hiểm (cửa sổ) 70 Hình 3.55 Mô hình và bảng điều khiển masses 70 Hình 3.56 Bảng điều khiển masses 71 Hình 3.57 Thiết lập khối lượng trên mô hình lưới 71 Hình 3.58 Bảng điều khiển Entity sets được thiết lập để tạo liên kết 72 Hình 3.59 Tạo nhóm cho cầu xe với mâm xe 72 Hình 3.60 Bảng nhập tên nhóm cần tạo liên kết 73 Hình 3.61 Bảng điều khiển chọn đối tượng cần liên kết với Set Nodes 73 Hình 3.62 Bảng điều khiển tạo lên kết nhóm ở mục add 73 Hình 3.63 Bảng điều khiển chọn Set Nodes đã được tạo 74 Hình 3.64 Chức năng hiện thị nhóm liên kết được tạo giữa cầu và mâm xe trước 74 Hình 3.65 Bảng điều khiển khi tạo Set Part 74 Hình 3.66 Bảng điều khiển summary 75 Hình 3.67 Hộp thoại hiện thị các thông số tính toán của mô hình trong CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xiii
16. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách HYPERMESH 76 Hình 3.68 Nhập tọa độ trọng tâm trong bảng điều khiển Nodes 76 Hình 3.69 Tọa độ trọng tâm G mô hình xe khách 77 Hình 3.70 Tạo Node để khảo sát tác động vị trí người xế 77 Hình 3.71 Tọa độ trọng tâm gắn kết với xe 77 Hình 3.72 Mô hình dãy phân cách từ SOLIDWORK nhập vào HYPERMESH và được chia lưới 78 Hình 3.73 Bảng điều khiển di chuyển 78 Hình 3.74 Bảng chọn các bộ phận của dãy phận cách để di chuyển 79 Hình 3.75 Bảng điều khiển vừa di chuyển vừa sao chép 79 Hình 3.76 Các bộ phận của dãy phân cách được di chuyển và sao chép 80 Hình 3.77 Dãy phân cách song song với đường tâm dọc của xe 81 Hình 3.78 Bảng điều khiển xoay dãy phân cách 81 Hình 3.79 Bảng chọn các bộ phận của dãy phận cách để xoay 82 Hình 3.80 Dãy phân cách hợp với đường dọc tâm của xe một góc 200 82 Hình 3.81 Bảng điều khiển chức năng tạo tiếp xúc Interfaces 83 Hình 3.82 Thiết lập tạo tiếp xúc giữa các bề mặt của đối tượng 83 Hình 3.83 Bảng nhập tên đối tượng cần tạo tiếp xúc 84 Hình 3.84 Bảng thiết lập thông số cho bề mặt tiếp xúc 84 Hình 3.85 Bảng thiết lập đối tượng chính và phụ khi tao tiếp xúc 84 Hình 3.86 Thiết lập và cập nhật đối tượng tiếp xúc 85 Hình 3.87 Bảng thiết lập thông số tiếp xúc bề mặt 85 Hình 3.88 Trong chức năng Tools để tạo chiều trọng lực 86 Hình 3.89 Bảng nhập tên chiều trọng lực 86 Hình 3.90 Bảng thông số thiết lập chiều trọng lực theo phương Z 86 Hình 3.91 Bảng điều khiển định vị đối tượng 87 Hình 3.92 Chọn đối tượng cần định vị (cố định) 87 Hình 3.93 Các nodes được định vị trên đối tượng sau khi chọn 88 Hình 3.94 Mặt đường và vật cản đã được tạo cố định 88 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xiv
17. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách Hình 3.95 Bảng điều khiển mass calc 88 Hình 3.96 Bảng chọn các Comps để tính khối lượng 89 Hình 3.97 Khối lượng các comps đã được chọn 89 Hình 3.98 Bảng chọn tính khối lượng các elems 89 Hình 3.99 Bảng điều khiển nhập các giá trị về đại lượng chuyển động vật lý 90 Hình 3.100 Bảng điều khiển Control Cards 90 Hình 3.101 Thiết lập dung lượng phân tích cho LS – DYNA 90 Hình 3.102 Thiết lập thông số về năng lượng 91 Hình 3.103 Thông số tỷ lệ hao hụt năng lượng 91 Hình 3.104 Thiết lập các thông số về thời gian mô phỏng 91 Hình 3.105 Thông số xuất dữ liệu tính toán mô phỏng 92 Hình 3.106 Thiết lập thông số bước thời gian 92 Hình 3.107 Thông số xác định dữ liệu đầu ra trong mô phỏng 92 Hình 3.108 Giao diên phần mềm LS_DYNA khi chạy mô phỏng 93 Hình 4.1 Mô hình khung xương ô tô khách va chạm dãy phân cách 1 góc 200 95 Hình 4.2 Nhìn từ phía trước, phía sau 96 Hình 4.3 Kết quả mô phỏng tại thời điểm 0ms 96 Hình 4.4 Kết quả mô phỏng tại thời điểm 6ms 97 Hình 4.5 Kết quả mô phỏng tại thời điểm 100ms 97 Hình 4.6 Kết quả mô phỏng tại thời điểm 200ms 97 Hình 4.7 Đồ thị động năng khi xe chuyển động với vận tốc 70km/h 98 Hình 4.8 Đồ thị gia tốc khi xe chuyển động với vận tốc 70km/h 98 Hình 4.9 Các góc nhìn của cơ cấu hấp thụ năng lượng 101 Hình 4.10 Kết cấu của cơ cấu hấp thụ năng lượng 102 Hình 4.11 Cơ cấu hấp thụ năng lượng gắn kết với sườn xe 102 Hình 4.12 Cơ cấu hấp thụ năng lượng gắn kết với đầu xe 102 Hình 4.13 Mô phỏng cơ cấu hấp thụ năng lượng đầu xe 104 Hình 4.14 Cơ cấu hấp thụ năng lượng đầu xe trước và sau va chạm 104 Hình 4.15 Kết cấu cản dưới đầu xe lúc có và chưa có cơ cấu hấp thụ năng lượng 105 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xv
18. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách Hình 4.16 Đồ thị so sánh gia tốc trọng tâm xe có và không có bộ hấp thụ năng lượng 105 Hình 4.17 Đồ thị so sánh động năng xe có và không có bộ hấp thụ năng lượng 105 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xvi
19. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1 Thống kê các trường hợp xảy ra va chạm đúng tâm 8 Bảng 2.2 Bảng thông số thử nghiệm 18 Bảng 2.3 Bảng xác định các quy trình thử nghiệm đối với mỗi loại xe 18 Bảng 2.4 Bảng xác định năng lượng va chạm cực đại đối với mỗi loại xe 19 Bảng 3.1 Các loại thép khung xương đầu xe 31 Bảng 3.2 Tiết diện khung xương hông xe 35 Bảng 3.3 Tiết diện khung xương đuôi xe 37 Bảng 3.4 Các loại thép khung xương nóc xe 39 Bảng 3.5 Các loại thép khung xương Chassis tổng 42 Bảng 3.6 Tiết diện ngang các bộ phận của dãy phân cách 45 Bảng 3.7 Giải thích một số tiêu chuẩn chất lượng lưới 56 Bảng 3.8 Thống kê thông số chất lượng chia lưới mô hình xe khách 59 Bảng 3.9 Thông số vật liệu sử dụng trong mô hình 63 Bảng 3.10 Thông số vật liệu trong HYPERMESH khi kiểm tra bằng chức năng 64 Bảng 3.11 Bảng thông số kéo nén thực nghiệm 64 Bảng 3.12 Thống kê khối lượng khảo sát các bộ phận trên xe khách ghế ngồi 66 Bảng 4.1 Bảng các biến mô phỏng 99 Bảng 4.2 Bảng so sánh kết quả mô phỏng 100 Bảng 4.3 Bảng thông số khi lựa chọn thiết kế 101 Bảng 4.4 Bảng thông số vật liệu cơ cấu hấp thụ năng lượng 103 Bảng 4.5 Bảng thông số vật liệu cơ cấu hấp thụ năng lượng 103 CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương xvii
20. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tồng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố 1.1.1. Tổng quan Ngày nay, với sự phát triển của xã hội, con người giữ vai trò rất quan trọng với nhu cầu ngày càng cao trong cuộc sống. Nhiều ngành lĩnh vực được phát triển, nâng cao không ngừng nhờ sự đóng góp to lớn của nền khoa học kỹ thuật. Đất nước ta ngày nay, khi đang hội nhập vào nền kinh tế của thế giới thì việc tiếp thu các phát minh khoa học kỹ thuật mới là việc tất yếu để phát triển nền kinh tế. Hình 1.1 Tình hình giao thông ngày xưa Ô tô là một phương tiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhằm phục vụ cho nhu cầu của con người. Do đó, ngành công nghệ kỹ thuật ô tô ngày càng được đầu tư và phát triển, không ngừng nâng cao chất lượng, cải tiến mẫu mã Từ khi nền kinh tế Việt Nam chuyển từ nền kinh tế kế hoạch hoá tập trung sang nền kinh tế thị trường thì bức tranh về kinh tế của Việt Nam có nhiều điểm CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương 1
21. Đề tài: Nghiên cứu an toàn ô tô khách va chạm dãy phân cách sáng, mức sống của người dân được cải thiện từng bước, được bạn bè các nước trong khu vực và quốc tế hết lòng ca ngợi về những thành tựu đổi mới trong quá trình xây dựng đất nước. Tuy mức tăng trưởng kinh tế của Việt Nam đạt được là khá cao nhưng đi liền với nó là vấn đề về tai nạn giao thông và ùn tắc giao thông. Hình 1.2 Tình hình giao thông ngày nay Ngày nay việc đi lại của con người chủ yếu là sử dụng phương tiện công cộng, đặc biệt là xe buýt, xe khách Để con người sử dụng hiệu quả xe công cộng đòi hỏi xe phải đảm bảo tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật khi chở nhiều người khi lưu thông trên đường, đảm bảo an toàn cho hành khách. Trong những năm gần đây, an toàn giao thông đường bộ đã trở thành một vấn đề lớn trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, với quyền sở hữu xe tăng qua các năm, số người chết trong năm của hàng chục ngàn vụ tai nạn giao thông, tai nạn xe và va chạm với làn đường tuyệt đối cho thấy một xu hướng tăng mạnh. Một chiếc xe khách được thiết kế kết cấu khung xương bền, an toàn, hạn chế ảnh hưởng khi có tai nạn là yếu tố cần thiết của nhà sản xuất. Trong toàn bộ khung xương xe khách, phần kết cấu đầu xe đóng vai trò rất quan trọng, vì khi xe xảy ra va CBHD: TS.Nguyễn Thành Tâm HVTH: Lê Hoàng Phương 2
22. S K L 0 0 2 1 5 4