Tài liệu kỹ thuật Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô (Phần 6)

Nội dung text: Tài liệu kỹ thuật Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô (Phần 6)

1. III. Sơ đồ thuật toán Bắt đầu Nhập dữ liệu Xác định tải trọng đặt lên khung Xác định phản lực tại các mõ nhíp Tính toán nội lực và xác định vị trí nguy hiểm Chọn vật liệu và kích th−ớc mặt cắt ngang dầm Kiểm tra bền uốn khung Sai Đúng Kiểm tra bền xoắn khung Sai Đúng Xem kết quả Kết thúc Hình 6.1. Sơ đồ lôgíc thuật toán tính toán bền khung ôtô Với trình tự các b−ớc tính bền khung ôtô nh− ở phần II, chúng tôi đ−a ra sơ đồ thuật toán của bài toán tính bền khung trên hình 6.1. Trong sơ đồ trên có các khối ch−ơng trình thực hiện các chức năng sau: 3.1. Khối nhập dữ liệu: Khối này thực hiện chức năng lựa chọn phần nhập dữ liệu tính toán, bao gồm: - Chiều dài cơ sở của ôtô - Chiều rộng cơ sở của ôtô - 164 -
2. - Chiều dài dầm ngang - Độ dịch chuyển lớn nhất của hệ thống treo (từ trạng thái tự do đến khi chạm vào ụ hạn chế) - Trọng l−ợng ba đờ xóc và vị trí trọng tâm ba đờ xóc - Trọng l−ợng két n−ớc và vị trí trọng tâm két n−ớc - Trọng l−ợng động cơ, cụm ly hợp và vị trí trọng tâm cụm động cơ + ly hợp - Trọng l−ợng ca bin và vị trí trọng tâm ca bin - Trọng l−ợng hộp số và vị trí trọng tâm hộp số - Trọng l−ợng các đăng và vị trí trọng tâm cac đăng - Trọng l−ợng thùng hàng, chiều dài thùng và vị trí đặt thùng - Vị trí đặt nhíp - Hệ số tải trọng động (Các vị trí so với đầu mút phía tr−ớc của khung) 3.2. Khối xác định tải trọng đặt lên khung: Khối này thực hiện việc phân bố lại các tải trọng nh− là tải tập trung trên suốt chiều dài khung. 3.3. Khối tính toán phản lực tại các mõ nhíp: Khối này thực hiện việc tính toán phản lực của dầm. 3.4. Khối tính toán nội lực và xác định vị trí nguy hiểm: Khối này thực hiện việc tính toán nội lực và xác định vị trí nguy hiểm trên dầm dựa vào biểu đồ nội lực tác dụng lên dầm. 3.5. Khối chọn vật liệu và kích th−ớc mặt cắt ngang: Khối này thực hiện việc lựa chọn các thông số vật liệu và kích th−ớc dầm, các thông số gồm có: - Kích th−ớc thép chữ U: h, b, t. - Giới hạn chảy của vật liệu - Mô đun đàn hồi tr−ợt khi xoắn vật liệu 3.6. Khối kiểm tra bền uốn khung: Khối này thực hiện việc tính toán kiểm tra bền uốn dầm 3.7. Khối kiểm tra bền xoắn khung: Khối này thực hiện việc tính toán kiểm tra bền xoắn dầm 3.8. Khối xem kết quả Sau khi đã tính toán và kiểm tra bền khung, khối này sẽ thể hiện các kết quả tính toán và các biểu đồ nội lực trong khung. 3.9. Kết luận Sau khi đã hoàn thành tính toán bền khung, chúng ta đ−a ra kết luận về khả năng chịu tải cũng của khung và có kết luận cần thay đổi vật liệu, gia c−ờng cho khung,v.v - 165 -
3. IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt Trên cơ sở sơ đồ thuật toán cho bài toán kiểm bền khung, chúng tôi tiến hành xây dựng ch−ơng trình có giao diện bằng tiếng Việt để thực hiện các thao tác này một cách trực quan trên máy tính. Ch−ơng trình đ−ợc viết trên nền ngôn ngữ lập trình ứng dụng Matlab 5.3. Khi lựa chọn tính toán khung từ ch−ơng trình tổng thể, ban đầu sẽ có menu thông báo cho phép ng−ời dùng bắt đầu thực hiện bài toán tính khung: Hình 6.4.1. Menu chính Nếu bấm chọn "Tiếp tục" sẽ đ−a ra menu ch−ơng trình tính toán kiểm nghiệm khung xe. Chọn "Thoát" để quay trở lại ch−ơng trình tổng thể toàn bộ các hệ thống trên ôtô. 4.1. Ch−ơng trình tính toán kiểm nghiệm khung Khi lựa chọn "Tiếp tục" từ menu chính sẽ chạy phần ch−ơng trình tính toán kiểm nghiện khung có giao diện nh− sau: Hình 6.4.2. Menu chính "Tính toán kiểm nghiệm khung ôtô" - 166 -
4. Trên menu có thanh công cụ cho phép chúng ta thực hiện các thao tác của bài toán thiết kế. Ban đầu là "Nhập dữ liệu", sau đó là "Xem kết quả" và kết thúc là "Thoát khỏi ch−ơng trình". Bên cạnh đó ng−ời sử dụng có thể xem phần "Trợ giúp" để biết thêm thông tin giúp đỡ về cách thức sử dụng ch−ơng trình trong những lần đầu tiên. 4.2. Nhập dữ liệu Đây là phần ch−ơng trình rất quan trọng, bao gồm các dữ liệu chung của xe, các tải trọng đặt lên khung, các thông số của dầm. Modul nhập dữ liệu gồm có hai phần: Nhập dữ liệu từ bàn phím và nhập dữ liệu từ tệp. 4.2.1. Nhập dữ liệu từ tệp Khi bấm chọn nhập dữ liệu từ tệp sẽ hiện ra bảng lựa chọn các tệp dữ liệu của các xe cơ sở đã có sẵn các thông số cho phép ng−ời sử dụng lựa chọn để tham khảo một số thông số khi mới nhập lần đầu tiên. Hình 6.4.3. Nhập dữ liệu từ tệp Khi ta chọn đ−ợc tệp dữ liệu thì ch−ơng trình sẽ hiện ra các menu giống nh− nhập dữ liệu từ bàn phím cho phép ng−ời sử dụng có thể tham khảo để giữ nguyên hay sửa đổi các thông số của xe đó. 4.2.2. Nhập dữ liệu của xe Khi bấm chọn "Nhập dữ liệu từ bàn phím" để nhập các dữ liệu, sẽ hiện ra menu để ng−ời sử dụng nhập các thông số phục vụ cho quá trình tính toán: Sau khi đã nhập đầy đủ các thông số cơ bản của khung, chúng ta có thể l−u lại các thông số này khi bấm vào "L−u lại", hoặc có thể bấm "Tiếp tục" để kết thúc phần nhập dữ liệu, chuyển sang phần tiếp theo. Bấm "Thoát" khi nhập dữ liệu sai hoặc không muốn nhập dữ liệu nữa. 4.3. L−u dữ liệu Sau khi đã nhập dữ liệu, ng−ời sử dụng có thể l−u lại các thông số để khi cần không phải nhập lại số liệu cũng nh− để có đ−ợc một số thông số để tham khảo. Khi chọn "L−u lại" ch−ơng trình sẽ đ−a ra menu cho phép ng−ời dùng có thể l−u lại tệp dữ liệu theo tên tuỳ chọn. - 167 -
5. Hình 6.4.4. Nhập dữ liệu từ bàn phím Hình 6.4.5. L−u dữ liệu 4.4. Xem kết quả Sau khi đã hoàn thành phần nhập dữ liệu, ch−ơng trình sẽ tự động tính toán và các kết quả tính sẽ đ−ợc thể hiện khi ng−ời sử dụng bấm vào phần "Xem kết quả" ở menu chính. Khi bấm vào "Xem kết quả", sẽ hiện ra bảng kết quả chứa các biểu đồ nội lực trong khung và giá trị ứng suất tại các điểm nguy hiểm. Trên bảng thể hiện kết quả, ng−ời sử dụng có thể bấm "Thoát" khi kết thúc phần xem kết quả. Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc tính toán kiểm nghiệm khung ôtô nữa, thì ng−ời sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi ch−ơng trình" để quay về menu chính nh− ban đầu để kết thúc phần "Tính toán kiểm nghiệm khung ôtô". - 168 -
6. Hình 6.4.6. Kết quả tính bền khung - 169 -
7. V. Kết luận Ch−ơng trình "Tính toán kiểm nghiệm khung ôtô" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng đã đạt đ−ợc một số kết quả sau: - Tổng hợp đ−ợc các công thức và một số ph−ơng pháp tính toán khung đã đ−ợc sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua. - Xây dựng đ−ợc ch−ơng trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng. Ch−ơng trình này sẽ giúp cho các kỹ s− chuyên ngành giảm nhẹ đ−ợc công việc tổng hợp lại các b−ớc và công thức tính, cũng nh− giảm đ−ợc khối l−ợng và thời gian tính toán so với tr−ớc đây còn phải sử dụng bằng tay. - Tổng hợp đ−ợc quá trình tính toán trên một số các kết cấu khung hiện đang đ−ợc sử dụng rộng rãi trên thị tr−ờng Việt Nam và có thể áp dụng ch−ơng trình để kiểm nghiệm khung các loại xe này, cũng nh− có thể tham khảo các thông số trên các loại xe hiện có để lựa chọn thiết kế cho các loại xe đóng mới tại Việt Nam. Bên cạnh những mặt đạt đ−ợc, ch−ơng trình còn có một số khiếm khuyết sau: - Ch−ơng trình xây dựng theo ph−ơng pháp tính toán lâu nay đ−ợc sử dụng ở Việt Nam nên ch−a thật sự chính xác so với các ph−ơng pháp tính toán hiện đại nh− ph−ơng pháp phần tử hữu hạn và các phần mềm chuyên dụng để tính bền kết cấu. - Ch−a tham khảo đ−ợc nhiều bộ số liệu về vật liệu và số l−ợng tải trọng còn hạn chế. - Ch−ơng trình chạy trong môi tr−ờng của phần mềm Matlab 5.3, tuy đây là phần mềm sẵn có và sử dụng t−ơng đối thuận tiện nh−ng phải cài đặt phần mềm này mới chạy đ−ợc. - 170 -
8. Kết luận Trong thời gian một năm nghiên cứu, đề tài đã thực hiện đ−ợc ch−ơng trình nghiên cứu của mình và đạt đ−ợc một số kết quả sau: - Tổng hợp đ−ợc các công thức và một số ph−ơng pháp tính toán các hệ thống ôtô đã đ−ợc sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua. - Xây dựng đ−ợc ch−ơng trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng. - Ch−ơng trình kiểm nghiệm đánh giá chất l−ợng động lực học ôtô. - Ch−ơng trình tính toán trên một số kết cấu hệ thống phanh dầu. - Ch−ơng trình trình tính toán trên kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc. - Ch−ơng trình tính toán trên một số các kết cấu của hệ thống lái. - Ch−ơng trình tính toán trên một số các kết cấu của hệ thống ly hợp. - Ch−ơng trình tính toán trên một số các kết cấu khung. Các ch−ơng trình tính toán đ−ợc áp dụng kiểm nghiệm các kết cấu hiện đang đ−ợc sử dụng rộng rãi trên thị tr−ờng Việt Nam, cũng nh− có thể tham khảo các thông số trên các loại xe hiện có để lựa chọn thiết kế cho các loại xe đóng mới tại Việt Nam. Mặc dù còn một số hạn chế nhất định nh− : ch−ơng trình phải chạy trên nền phần mềm Matlab, ch−a hoàn thiện các kết cấu nh−ng ch−ơng trình xây dựng đ−ợc đã tổng hợp một cách khá tỉ mỉ các ph−ơng pháp và công thức tính cũng nh− xây dựng đ−ợc phần giao diện tiếng Việt. Ch−ơng trình có thể giúp chúng ta đánh giá đ−ợc (trên lý thuyết) các xe đang vận hành và tính các thông số kết cấu cơ bản của các hệ thống khi chúng ta thiết kế xe mới. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu ở trên chúng ta có thể mở rộng ra nghiên cứu các cụm khác phức tạp hơn của các hệ thống nói trên, phát triển tính toán các hệ thống khác cũng nh− xây dựng thêm các phần nghiên cứu chuyên sâu các hệ thống. Nhìn chung các nội dung đã đ−ợc nghiên cứu thực hiện một cách nghiêm túc, tỉ mỉ. Các kết quả đạt đ−ợc có thể áp dụng b−ớc đầu vào các quá trình đánh giá thiết kế hoặc làm cơ sở cho các nghiên cứu chuyên sâu, đặc biệt có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên cũng nh− cán bộ kỹ thuật ngành ôtô. Với thời gian ngắn, kinh phí hạn chế nhóm nghiên cứu tuy đã có nhiều cố gắng nh−ng không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong đ−ợc sự góp ý của các đồng nghiệp, đồng chí và các bạn. - 171 -
9. Tài liệu tham khảo 1. Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo; Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên; NXB ĐH&THCN; 1986 2. Lý thuyết ôtô; Chủ biên GS. TSKH. Nguyễn Hữu Cẩn; NXB KH&KT; 2000 NXB ĐH&THCN; 2000 3. Mastering Matlab; Duane Hanselman, Bruce Littlefield; University of Maine - Prentice Hall; 1995 4. Matlab for Engineers; Arial Brial, Moshe Breiner; Addition - Wesley Publishing Company; 1995 - 172 -