Nghiên cứu đánh giá độ bền và bền mỏi của khung vỏ ô tô

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài.-Tính toán vỏ xe là một trong những vấn đề rất quan trọng trong ngành sản xuất và lắp ráp ô tô nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng. Từ năm 1990 trở lại đây, sản lư­ợng xe lắp ráp tại Việt Nam của các liên doanh ô tô có vốn đầu tư­ nư­ớc ngoài đã tăng cao. Như­ng cho đến nay vỏ xe vẫn là một trong các tổng thành được nhập khẩu dạng CKD để lắp ráp. -Khung vỏ ôtô là một tổng thành kết cấu lớn và phức tạp, yêu cầu cao về độ bền, độ cứng vững, đặc biệt là độ bền mỏi, ngoài ra còn phải đáp ứng rất nhiều yêu cầu về bố trí chung, tạo dáng khí động học và thẩm mỹ, giảm ồn rung -Nền công nghiệp ô tô Việt Nam cho đến nay chư­a hoàn chỉnh, việc thiết kế chế tạo ô tô chủ yếu là cải tiến các xe nhập ngoại nhằm đáp ứng các nhu cầu vận chuyển  trong nư­ớc. Để đáp ứng nhu cầu về ôtô hiện tại và tương lai, hàng chục nhà máy cơ khí ô tô đã tập trung chủ yếu vào thiết lập các  dây chuyền cơ bản như­: dập, hàn, sơn, lắp ráp khung vỏ. Gần đây một số nhà máy ô tô trong nước đã cố gắng bắt đầu tự thiết kế chế tạo khung vỏ xe như­ các Nhà máy: ô tô 1/5, Ô tô 3/2, Công ty Cơ điện công trình, Cơ khí Đà nẵng . -Với tính cấp thiết nêu trên , Đề tài '' Nghiên cứu đánh giá độ bền và bền mỏi của khung vỏ ôtô '' đã đư­ợc chọn làm đề tài nghiên cứu. Đây là một đề tài có tính thời sự cao, rất có ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất của ngành công nghiệp ôtô và là một vấn đề rất mới mẻ ở Việt Nam. 2. Tình hình nghiên cứu của đề tài. -Trên thế giới việc nghiên cứu tính toán lý thuyết cũng nh­ư tiến hành các thử nghiệm để thiết kế và hoàn thiện kết cấu vỏ xe đã được nhiều tác giả quan tâm. Các thử nghiệm đối với khung vỏ xe thư­ờng đòi hỏi chi phí rất lớn chỉ có thể tiến hành tại các nhà máy, các cơ sở nghiên cứu của các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới. Do vậy, gần đây các tác giả th­ường tập trung vào việc tìm kiếm các phư­ơng pháp, công cụ thiết lập và mô hình hoá kết cấu vỏ xe để nghiên cứu đánh giá độ bền, độ bền mỏi, độ cứng của nó. -Gần đây, vấn đề trên đã được một số các nhà khoa học của các cơ quan nh­ư Đại học Bách khoa Hà Nội , Học viện Kỹ thuật quân sự, Đại học Giao thông vận tải và một số Viện KHKT quan tâm, nghiên cứu. -Với những hạn chế về chủ quan cũng như khách quan, đề tài chỉ tập chung chủ yếu nghiên cứu về những cơ sở lý thuyết cho việc đánh giá độ bền mỏi, đồng thời thực hiện tính toán, kiểm nghiệm cho một loại xe đang sử dụng tại Việt Nam

docx26 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2700 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu đánh giá độ bền và bền mỏi của khung vỏ ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1 Tên đề tài: 2 Mã số: 3 Thời gian thực hiện:……..tháng. (Từ tháng /200…đến tháng /200…) 4 Cấp quản lý: Nhà nước Bộ Tỉnh Cơ sở 5 Kinh phí…………………..triệu đồng, trong đó: Nguồn Tổng số -Từ ngân sách sự nghiệp khoa học -Từ nguồn tự có của tổ chức -Từ nguồn khác 6 Thuộc chương trình(ghi rõ họ tên chương trình nếu có),Mã số: Thuộc dự án KH&CN; Đề tài độc lập; 7 Lĩnh vực khoa học Tự nhiên Nông lâm, ngư nghiệp Kỹ thuật và công nghệ Y dược 8 Chủ nhiệm đề tài: Họ và tên:………………………………………………………. Ngày, tháng, năm sinh:……………………………….Nam / Nữ………………… Học hàm, học vị:………………………………………………... Chức danh khoa học: ………………………………...Chức vụ:………………….. Điện thoại : Tổ chức:…………………….Nhà riêng:………………Mobile:………………….. Fax:………………………………Email:…………………………………………. Tên tổ chức công tác:……………………………………………………………… Địa chỉ tổ chức:……………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………….. Địa chỉ nhà riêng:…………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………....... 9 Thư ký đề tài: Họ và tên:……………………………………………………………. Ngày, tháng, năm sinh:………………………………..Nam / Nữ………………… Học hàm, học vị:…………………………………………………….. Chức danh khoa học:………………………………….Chức vụ:………………….. Điện thoại: Tổ chức:……………………Nhà riêng:………………….Mobile:……………….. Fax:………………………………….Email:………………………………………. Tên tổ chức công tác: .............................................................................................. …………………………………………………………………………………….. Địa chỉ nhà riêng:…………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………….. 10 Tổ chức chủ trì đề tài: Tên tổ chức chủ trì đề tài:…………………………………………………………. Điện thoại:…………………………………… Fax:………………………………. Email:………………………………………………………………………………. Website:……………………………………………………………………………. Địa chỉ:…………………………………………………………………………….. Họ tên thủ trưởng tổ chức:…………………………………………………………. Số tài khoản:……………………………………………………………………….. Ngân hàng:…………………………………………………………………………. Tên cơ quan chủ quản đề tài:………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………... 11 Các tổ chức phối hợp chính thực hiện đề tài(nếu có) Tổ chức 1:…………………………………………………………………… Tên cơ quan chủ quản:……………………………………………………………. Điện thoại:………………………………….Fax:………………………………… Địa chỉ:……………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………….. Họ tên thủ trưởng tổ chức:………………………………………………………… Số tài khoản:………………………………………………………………………. Ngân hàng:………………………………………………………………………… Tổ chức 1:…………………………………………………………………… Tên cơ quan chủ quản:…………………………………………………………….. Điện thoại:………………………………….Fax:………………………………… Địa chỉ:…………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………….... Họ tên thủ trưởng tổ chức:………………………………………………………… Số tài khoản:………………………………………………………………………. Ngân hàng:………………………………………………………………………… 12 Những cán bộ thực hiện đề tài: Stt Họ và tên, học hàm, học vị Tên tổ chức công tác Nội dung tham gia công việc Thời gian làm việc cho đề tài(số tháng quy đổi) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 MỤC TIÊU, NỘI DUNG KH&CN VÀ PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 13 Mục tiêu của đề tài:………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………... 14 Tình trạng đề tài Mới Kế tiếp hướng nghiên cứu của chính nhóm tác giả Kế tiếp hướng nghiên cứu của người khác 15 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luân giải về mục tiêu và những nội dung nghiên cứu của Đề tài 15.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của Đề tài Ngoài nước: Trong nước: 15.2 Luận giải về việc đặt ra mục tiêu và những nội dung cần nghiên cứu của đề tài: 16 Liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài đã trích dẫn khi đánh giá tổng quan: …………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 17 Nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm của đề tài và phương án thực hiện Nội dung 1:……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Nội dung 2:……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Nội dung 3:……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Nội dung 4:……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 18 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Cách tiếp cận:…………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Tính mới, tính độc đáo và tính sáng tạo: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 19 Phương án phối hợp với các tổ chức nghiên cứu và cơ sở sản xuất trong nước 20 Phương án hợp tác quốc tế (nếu có) 21 Tiến độ thực hiện Các nội dung công việc chủ yếu cần được thực hiện;các mốc đánh giá chủ yếu Kết quả phải đạt Thời gian(bắt đầu, kết thúc) Cá nhân tổ chức thực hiện Dự kiến kinh phí 1 2 3 4 5 6 1 Nội dung 1 -Công việc 1: -Công việc 2: 2 Nội dung 2: -Công việc 1: -Công việc 2: 22 Sản phẩm khoa học công nghệ chính của đề tài và yêu cầu chất lượng cần đạt 23 Khả năng ứng dụng và phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu. 23.1 Khả năng về thi trường:…………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23.2 Khả năng về ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào sản xuất kinh doanh: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23.3 Khả năng liên doanh liên kết với các doanh nghiệp trong quá trình nghiên cứu ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23.4 Mô tả phương thức chuyển giao: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24 Phạm vi và địa chỉ (dự kiến )ứng dung các kết quả của đề tài 25 Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu 25.1 Đối với lĩnh vực khoa học công nghệ có liên quan: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25.2 Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 25.3 Đối với kinh tế - xã hội và môi trường: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………............................................................................................................................ NHU CẦU KINH PHÍ VÀ CÁC KHOẢN CHI. 26 Kinh phí thực hiện đề tài kèm theo các khoản chi Nguồn kinh phí Tống số Trong đó Trả công lao động(khoa học và phổ thông) Nguyên vật liệu, năng lượng Thiết bị máy móc Xây dựng và sửa chữa nhỏ Chi khác 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 Tổng kinh phí Trong đó: -Năm thứ nhất: -Năm thứ hai: -Năm thứ ba: Nguồn tự có của cơ quan Nguồn khác (vốn huy động,…) ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI MỞ ĐẦU TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi. -TÝnh to¸n vá xe lµ mét trong nh÷ng vÊn ®Ò rÊt quan träng trong ngµnh s¶n xuÊt vµ l¾p r¸p « t« nãi chung vµ ngµnh c«ng nghiÖp « t« nãi riªng. Tõ n¨m 1990 trë l¹i ®©y, s¶n l­îng xe l¾p r¸p t¹i ViÖt Nam cña c¸c liªn doanh « t« cã vèn ®Çu t­ n­íc ngoµi ®· t¨ng cao. Nh­ng cho ®Õn nay vá xe vÉn lµ mét trong c¸c tæng thµnh ®­îc nhËp khÈu d¹ng CKD ®Ó l¾p r¸p. -Khung vá «t« lµ mét tæng thµnh kÕt cÊu lín vµ phøc t¹p, yªu cÇu cao vÒ ®é bÒn, ®é cøng v÷ng, ®Æc biÖt lµ ®é bÒn mái, ngoµi ra cßn ph¶i ®¸p øng rÊt nhiÒu yªu cÇu vÒ bè trÝ chung, t¹o d¸ng khÝ ®éng häc vµ thÈm mü, gi¶m ån rung… -NÒn c«ng nghiÖp « t« ViÖt Nam cho ®Õn nay ch­a hoµn chØnh, viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o « t« chñ yÕu lµ c¶i tiÕn c¸c xe nhËp ngo¹i nh»m ®¸p øng c¸c nhu cÇu vËn chuyÓn trong n­íc. §Ó ®¸p øng nhu cÇu vÒ «t« hiÖn t¹i vµ t­¬ng lai, hµng chôc nhµ m¸y c¬ khÝ « t« ®· tËp trung chñ yÕu vµo thiÕt lËp c¸c d©y chuyÒn c¬ b¶n nh­: dËp, hµn, s¬n, l¾p r¸p khung vá. GÇn ®©y mét sè nhµ m¸y « t« trong n­íc ®· cè g¾ng b¾t ®Çu tù thiÕt kÕ chÕ t¹o khung vá xe nh­ c¸c Nhµ m¸y: « t« 1/5, ¤ t« 3/2, C«ng ty C¬ ®iÖn c«ng tr×nh, C¬ khÝ §µ n½ng ... -Víi tÝnh cÊp thiÕt nªu trªn , §Ò tµi '' Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ bÒn mái cña khung vá «t« '' ®· ®­îc chän lµm ®Ò tµi nghiªn cøu. §©y lµ mét ®Ò tµi cã tÝnh thêi sù cao, rÊt cã ý nghÜa trong thùc tiÔn s¶n xuÊt cña ngµnh c«ng nghiÖp «t« vµ lµ mét vÊn ®Ò rÊt míi mÎ ë ViÖt Nam. 2. T×nh h×nh nghiªn cøu cña ®Ò tµi. -Trªn thÕ giíi viÖc nghiªn cøu tÝnh to¸n lý thuyÕt còng nh­ tiÕn hµnh c¸c thö nghiÖm ®Ó thiÕt kÕ vµ hoµn thiÖn kÕt cÊu vá xe ®· ®­îc nhiÒu t¸c gi¶ quan t©m. C¸c thö nghiÖm ®èi víi khung vá xe th­êng ®ßi hái chi phÝ rÊt lín chØ cã thÓ tiÕn hµnh t¹i c¸c nhµ m¸y, c¸c c¬ së nghiªn cøu cña c¸c h·ng s¶n xuÊt « t« lín trªn thÕ giíi. Do vËy, gÇn ®©y c¸c t¸c gi¶ th­êng tËp trung vµo viÖc t×m kiÕm c¸c ph­¬ng ph¸p, c«ng cô thiÕt lËp vµ m« h×nh ho¸ kÕt cÊu vá xe ®Ó nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é bÒn, ®é bÒn mái, ®é cøng cña nã. -GÇn ®©y, vÊn ®Ò trªn ®· ®­îc mét sè c¸c nhµ khoa häc cña c¸c c¬ quan nh­ §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi , Häc viÖn Kü thuËt qu©n sù, §¹i häc Giao th«ng vËn t¶i vµ mét sè ViÖn KHKT… quan t©m, nghiªn cøu. -Víi nh÷ng h¹n chÕ vÒ chñ quan còng nh­ kh¸ch quan, ®Ò tµi chØ tËp chung chñ yÕu nghiªn cøu vÒ nh÷ng c¬ së lý thuyÕt cho viÖc ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái, ®ång thêi thùc hiÖn tÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm cho mét lo¹i xe ®ang sö dông t¹i ViÖt Nam §èi t­îng nghiªn cøu vµ kh¸ch thÓ nghiªn cøu. -§èi t­îng nghiªn cøu cña ®Ò tµi : §Ò tµi tËp trung nghiªn cøu vÒ ®é bÒn vµ ®é bÒn mái cña khung xe « t« trong ®iÒu kiÖn ®­êng cña ViÖt Nam. -Kh¸ch thÓ nghiªn cøu : §èi t­îng nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®­îc ®Æt trong mèi quan hÖ víi c¸c bé phËn kh¸c cña xe vµ trong mèi quan hÖ víi ®iÒu kiÖn ®­êng x¸ cña ViÖt Nam. Môc tiªu vµ môc ®Ých nghiªnc cøu cña ®Ò tµi. -Môc tiªu : X©y dùng ®­îc c¬ së tÝnh to¸n vµ m« h×nh hãa ®­îc ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®Ó ®¸nh gi¸ ®­îc ®é bÒn vµ ®é bÒn mái cña c¸c lo¹i khung « t« hiªn cã t¹i ViÖt Nam. -Môc ®Ých nghiªn cøu : Gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n vÒ ®é bÒn, ®é bÒn mái cña kÕt cÊu chung, kªt hîp ph©n tÝch kÕt cÊu, tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ ®é bÒn, ®é bÒn mái cña kÕt cÊu khung vá « t« chÕ t¹o t¹i ViÖt Nam. Gi¶ thuyÕt nghiªn cøu. -Gi¶ thuyÕt nghiªn cøu cña ®Ò tµi : “®é bÒn, ®é bÒn mái cña kÕt cÊu khung vá « t« phô thuéc vµo vËt liÖu chÕ t¹o khung vµ ” -Ph­¬ng ph¸p gi¶i quyÕt : Dùa trªn tÝnh to¸n ®Ó chøng minh gi¶ thuyÕt trªn lµ ®óng. NhiÖm vô nghiªn cøu. -Lµm râ ®­îc c¸c vÊn ®Ò tæng quan vÒ khung vá « t«. -X©y dùng ®­îc ký thuyÕt ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái cña kÕt cÊu. -§­a ra c¸cvÝ dô tÝnh to¸n vµ kh¶o s¸t ®é bÒn mái cña khung xe. Ph¹m vi nghiªn cøu cña ®Ò tµi. -§Ò tµi chØ tËp trung nghiªn cøu vÒ nh÷ng c¬ së lý thuyÕt cho viÖc tÝnh to¸n ®Ó ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ ®é bÒn mái ®ång thêi thùc hiÖn tÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm cho mét sè lo¹i khung trªn mét sè lo¹i xe hiÖn ®ang ®­îc sö dông t¹i ViÖt Nam. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu. -Sö dông c¸c c«ng cô to¸n häc vµ c¸c c«ng cô tÝnh to¸n ®Æc thï ®Ó x©y dùng c¬ së cho tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ ®é bÒn vµ ®é bÒn mái cña khung xe « t«. ¸p dông vµo thùc tÕ ®Ó tÝnh to¸n chÕ t¹o khung « t« ®¶m b¶o chÊt l­îng ho¹t ®éng tèt trong ®iÒu kiÖn ®­êng x¸ ViÖt Nam. 9. KÕt cÊu cña ®Ò tµi §Ò tµi ®­îc kÕt cÊu gåm: PhÇn 1: më ®Çu. PhÇn 2 : Néi dung. Gåm: Ch­¬ng 1 : Tæng quan vÒ khung vá « t«. Ch­¬ng 2 : C¬ së lý thuyÕt vÒ tÝnh to¸n lý thuyÕt mái. PhÇn 3 : KÕt luËn vµ tµi liÖu tham kh¶o. Ch­¬ng 3 :TÝnh to¸n ký thuyÕt ®é bÒn mái trªn mét sè lo¹i xe. NỘI DUNG Ch­¬ng 1:Tæng quan vÒ khung vá « t«. Khung vá chÞu t¶i dïng ®Ó ®ì vµ b¾t chÆt ®éng c¬, c¸c côm cña hÖ thèng truyÒn lùc, ®ång thêi nã lµ n¬i chÞu toµn bé t¶i träng cña xe, nh÷ng t¸c ®éng thay ®æi tõ mÆt ®­êng lªn xe khi xe chuyÓn ®éng, t¸c ®éng cña lùc c¶n khÝ ®éng, lùc qu¸n tÝnh, lùc phanh vµ c¸c lùc do va ch¹m Do môc ®Ých sö dông, chÕ ®é khai th¸c vµ t¶i träng cña «t« rÊt ®a d¹ng vµ phøc t¹p nªn khung vá «t« ph¶i cã kÕt cÊu hîp lý, h×nh d¹ng thÝch hîp ®Ó cã thÓ bè trÝ l¾p ®Æt c¸c côm, hÖ thèng, thiÕt bÞ kh¸c trªn xe, ®ång thêi ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu c¬ b¶n vÒ ®é cøng v÷ng, ®é bÒn vµ ®é bÒn l©u cao (®é bÒn mái). Ph©n lo¹i vµ yªu cÇu cña khung xe « t«. * **Theo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu phÇn chÞu lùc trªn «t« chia ra ba lo¹i chÝnh -Khung chÞu lùc : khi vá ®Æt trªn khung qua c¸c mèi nèi ®µn håi, tr­êng hîp nµy khung cøng h¬n vá nhiÒu nªn chÞu ®­îc t¸c ®éng cña ngo¹i lùc vµ cã thÓ bÞ biÕn d¹ng nh­ng kh«ng truyÒn ®Õn vá. §©y lµ lo¹i ®­îc dïng phæ biÕn ë c¸c xe vËn t¶i. - Vá chÞu lùc: lo¹i vá nµy ®ång thêi lµ khung (kh«ng cã khung) nªn nhËn toµn bé ngo¹i lùc t¸c ®éng lªn xe. §©y lµ lo¹i ®­îc dïng phæ biÕn cho c¸c xe chë kh¸ch. - Khung vá chÞu lùc hçn hîp : khung nèi cøng víi vá b»ng c¸c mèi hµn hoÆc bul«ng hay ®inh t¸n nªn c¶ khung vµ vá cïng chÞu t¸c ®éng cña ngo¹i lùc. ***Theo kÕt cÊu cña khung chia ra: - Khung cã dÇm däc ë hai bªn (H×nh 1.2a) - Khung cã dÇm däc ë gi÷a (H×nh 1.2b) - Khung hçn hîp hay lo¹i khung h×nh ch÷ X (H×nh 1.2c) H×nh 1.2: C¸c d¹ng khung chÞu lùc trªn «t« Khung trªn « t« cÇn ph¶I ®¹t mét sè yªu cÇu sau: §é cøng cña kÕt cÊu khung vá cã liªn quan ®Õn biÕn d¹ng cña khung vá khi cã t¸c dông cña lùc t¸c dông nh­ lùc qu¸n tÝnh, lùc va ch¹m ®iÒu nµy chØ ®óng khi kÕt cÊu khung vá lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi vµ biÓu ®å quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng ®­îc biÓu diÔn nh­ trªn §é bÒn cña khung vá «t« b¶o ®¶m kh«ng cã phÇn nµo cña kÕt cÊu mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc khi chÞu t¸c ®éng cña c¸c lo¹i t¶i träng trong giíi h¹n cho phÐp. D­íi t¸c dông cña c¸c t¶i träng ngoµi, trªn khung vá xe xuÊt hiÖn c¸c biÕn d¹ng vµ øng suÊt, ®é bÒn cã thÓ ®­îc hiÓu mét c¸ch kh¸c, lµ lùc t¸c dông lín nhÊt mµ kÕt cÊu khung vá cã thÓ chÞu ®­îc mµ øng suÊt ph¸t sinh kh«ng lín h¬n gi¸ trÞ øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu. §é bÒn mái còng lµ mét trong c¸c tiªu chÝ quan träng ®èi víi khung vá «t«, do trong thùc tÕ viÖc mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá kh«ng chØ do qu¸ t¶i ®ét ngét v­ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp mµ cßn do hiÖn t­îng mái cña vËt liÖu khi chÞu c¸c t¶i träng g©y ra sù thay ®æi cã chu kú cña øng suÊt ph¸t sinh trªn kÕt cÊu. §Æc tÝnh dao ®éng cña xe liªn quan ®Õn ®é cøng vµ sù ph©n bè khèi l­îng cña khung vá xe. §é cøng uèn vµ xo¾n cã ¶nh h­ëng ®Õn dao ®éng cña kÕt cÊu khung vá, th­êng ®­îc sö dông nh­ c¸c tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá «t«. §Æc tÝnh ån rung liªn quan ®Õn c¸c chØ tiªu vÒ ån rung trªn «t« do sù dao ®éng khung vá «t« khi chuyÓn ®éng trªn ®­êng còng lµ mét trong c¸c nguån g©y ån rung. Møc ®é ån rung do khung vá «t« phô thuéc vµo kÕt cÊu, vËt liÖu vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o khung vá «t«. §Æc tÝnh biÕn d¹ng liªn quan ®Õn viÖc n©ng cao tÝnh an toµn cho hµnh kh¸ch. §Æc tÝnh nµy ®¶m b¶o cho khoang hµnh kh¸ch Ýt chÞu t¸c ®éng cña c¸c lùc va ch¹m th«ng th­êng. §iÒu nµy cã nghÜa lµ kÕt cÊu cña khung vá «t« cÇn ph¶i cã ®Æc tÝnh biÕn d¹ng phï hîp cho c¸c phÇn kh¸c nhau cña «t«. §Æc ®iÓm kÕt cÊu khung « t«. -Khung «t« th­êng cã kÕt cÊu lµ c¸c dÇm däc vµ dÇm ngang liªn kÕt cøng víi nhau. C¸c dÇm nµy th­êng chÕ t¹o b»ng c¸c vËt liÖu cã tÝnh chÊt ®µn håi cao nh­: thÐp Ýt c¸cbon, thÐp hîp kim…C¸c dÇm däc vµ dÇm ngang cã tiÕt diÖn kh¸c nhau tuú theo kÕt cÊu vµ t¶i träng t¸c dông lªn khung. -C¸c dÇm ngang lµm nhiÖm vô t¨ng cøng cho dÇm däc t¹i c¸c vÞ trÝ chÞu lùc, ®ång thêi nã ®­îc sö dông ®Ó ®ì c¸c côm ®éng c¬, ly hîp, hép sè …nªn nã th­êng lµm theo d¹ng thÝch hîp ®Ó thuËn lîi cho viÖc bè trÝ vµ l¾p ®Æt c¸c côm ®ã. C¸c dÇm ngang th­êng ®­îc cÊu thµnh tõ c¸c dÇm cã tiÕt diÖn d¹ng ch÷ K vµ ch÷ X ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng khung lín nhÊt theo chiÒu däc vµ ®­êng chÐo. H×nh 1.4: KÕt cÊu khung chÞu lùc trªn «t« -Lo¹i khung cã dÇm däc ë gi÷a cã ®é cøng gãc lín nhÊt. Nh­ng khung xe cã ®é cøng gãc lín qu¸ còng lµm ¶nh h­ëng ®Õn sù tiÕp xóc cña b¸nh xe víi ®­êng. §Ó kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy ng­êi ta lµm hÖ thèng treo ®éc lËp cho tÊt c¶ c¸c b¸nh xe. Trong kÕt cÊu mét sè « t« riªng ng­êi ta lµm c¸c hÖ thèng treo cã tÝnh chÊt th¨ng b»ng ®Ó gi÷ khung xe Ýt bÞ nghiªng khi « t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng mÊp m« lín. -KÝch th­íc khung « t« ®­îc x¸c ®Þnh bëi kÝch th­íc cña « t«. Muèn t¨ng ®é cøng cña khung xe cã dÇm däc khi ®é dµi ®· x¸c ®Þnh cÇn lµm chiÒu réng cña khung xe lín lªn nh­ng kÝch th­íc chiÒu réng cña « t« bÞ h¹n chÕ bëi bè trÝ chung cña « t«. 3. VËt liÖu chÕ t¹o khung « t«. -VËt liÖu lµm khung ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu: Giíi h¹n ch¶y dÎo cao, Ýt nh¹y c¶m víi hiÖn t­îng tËp trung øng suÊt, cã thÓ sö dông ®Ó gia c«ng b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p dËp nguéi, hµn. Do vËy khi chÕ t¹o khung xe th­êng sö dông thÐp hîp kim cã hµm l­îng cac-bon thÊp vµ trung b×nh. -VËt liÖu lµm sµn xe ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ ®é cøng, ®é bÒn ¨n mßn, c¸ch nhiÖt, c¸ch ©m, gi¶m träng l­îng, ®é kÝn. VËt liÖu lµm sµn xe cã thÓ lµ gç th«ng dµy 20 ®Õn 25 mm, gç Ðp nh©n t¹o dµy 10 ®Õn 15 mm, l¸ thÐp dµy 1,2 ®Õn 1,5 mm, l¸ nh«m dµy 3 ®Õn 4 mm, hoÆc c¸c tÊm nh«m gîn sãng. Trong ®ã gç Ðp nh©n t¹o ®¸p øng mäi yªu cÇu, trõ träng l­îng. Tuy nhiªn do gi¸ cao nªn cã thÓ lµm b»ng thÐp. -Do c¸c yªu cÇu cao khi dËp, vËt liÖu chÕ t¹o vá xe th­êng lµ thÐp chuyªn dông vÝ dô nh­ 08êï, 08 Ôêï, 08Þ cña Liªn x« (cò) vµ thÐp kÕt cÊu 08. C¸c chi tiÕt chÞu t¸c ®éng ¨n mßn cao nh­ sµn xe, nãc xe, hép ch¾n bïn dïng thÐp m¹ kÏm. C¸c tÊm lín nh­ n¾p khoang m¸y, cöa xe, sµn xe dïng thÐp l¸ dµy 0,6 -0,75 mm. C¸c chi tiÕt phÇn khung x­¬ng cã chiÒu dµy 1,0-1,3 mm. -HiÖn nay, ®Ó gi¶m träng l­îng vá xe, ng­êi ta dïng hîp kim nh«m, träng l­îng riªng cña nã nhá h¬n cña thÐp tíi 2,8 lÇn. Nh«m dÔ uèn, cã thÓ dËp khu«n, chÞu ¨n mßn tèt ®­îc dïng nhiÒu ë Mü, Anh ®Ó lµm khung, sµn ®ì, vá xe. -Ch©u ¢u sö dông phæ biÕn lµ lo¹i khung x­¬ng lµm b»ng thÐp máng, cßn nh«m lµm vá xe v× gi¸ cña nh«m cao h¬n thÐp, mÆt kh¸c hµn nh«m khã kh¨n h¬n hµn thÐp -Cã thÓ t¨ng kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cña khung x­¬ng b»ng c¸ch sö dông thÐp m¹ kÏm hay thÐp kh«ng gØ, nh­ng gi¸ thµnh cao. Tuy nhiªn dïng thÐp m¹ kÏm sÏ t¹o ®­îc khung vá xe nhÑ h¬n. 4. T¶i träng t¸c dông lªn khung xe. C¸c t¶i träng t¸c dông lªn khung vá gåm nhiÒu lo¹i cã thÓ ph©n thµnh hai lo¹i chÝnh lµ t¶i träng tÜnh vµ t¶i träng ®éng. T¶i träng t¸c dông lªn khung xe. T¶i träng tÜnh T¶i träng tÜnh t¸c dông lªn khung xe bao gåm Träng l­îng phÇn ®­îc treo cña xe bao gåm ng­êi l¸i, hµnh kh¸ch, hµng ho¸, b¶n th©n vá xe vµ c¸c côm hÖ thèng kh¸c trªn xe. Träng l­îng b¶n th©n khung xe. C¸c ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng. T¶i träng ®éng T¶i träng ®éng bao gåm: C¸c kÝch thÝch ®éng häc, ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng kh«ng b»ng ph¼ng. C¸c thµnh phÇn lùc qu¸n tÝnh, lùc qu¸n tÝnh ly t©m cña «t«, rung ®éng do ®éng c¬ vµ c¸c côm cña hÖ thèng truyÒn lùc trªn xe. C¸c t¶i träng do lùc va ch¹m nh­ va ch¹m trùc diÖn, va ch¹m bªn, va ch¹m ®»ng sau, va ch¹m trªn nãc gi÷a c¸c xe, gi÷a xe «t« víi c¸c vËt c¶n kh¸c. C¸c chÕ ®é tÝnh to¸n t¶i träng. Bµi to¸n tÝnh khung vá xe phô thuéc nhiÒu vµo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña khung vá, chÕ ®é t¶i träng, vËt liÖu vµ ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ... Khi tÝnh to¸n ®é bÒn, ®é cøng cña khung vá «t« th­êng cã hai chÕ ®é t¶i träng lµ t¶i träng tÜnh vµ t¶i träng ®éng. TÝnh khung vá xe theo t¶i träng tÜnh T¶i träng tÜnh t¸c dông lªn b¸nh xe ®­îc tÝnh to¸n ®èi víi tr­êng hîp « t« dõng t¹i chç trªn mÆt n»m ngang. Khi tÝnh to¸n tÜnh ®é bÒn khung vá xe, phô thuéc vµo gi¸ trÞ vµ chiÒu t¸c dông cña c¸c ph¶n lùc th¼ng ®øng tõ mÆt ®­êng t¹i c¸c b¸nh xe cã hai chÕ ®é t¶i träng tÝnh to¸n lµ: ChÕ ®é tÝnh theo uèn vµ chÕ ®é tÝnh theo xo¾n (Xem h×nh 1.5) a1 L b1 b2 L Träng t©m « t« C P1 P2 a2 P2tr P1tr P1ph a. Khi tÝnh uèn b. Khi tÝnh xo¾n H×nh 1.5 S¬ ®å x¸c ®Þnh t¶i träng tÝnh to¸n tÜnh + T¶i träng khi tÝnh theo uèn : (1.1) (1.2) Trong ®ã: Pi- Ph¶n lùc t¹i cÇu i, N Gtr- Träng l­îng phÇn ®­îc treo cña xe, N ai- Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m phÇn ®­îc treo cña xe ®Õn cÇu i, m L- ChiÒu dµi c¬ së xe, m TÝnh khung vá xe theo t¶i träng ®éng th¼ng ®øng. Th«ng th­êng t¶i träng ®éng ®­îc ®Æc tr­ng b»ng hÖ sè t¶i träng ®éng. ViÖc x¸c ®Þnh gi¸ trÞ hÖ sè t¶i träng ®éng t¸c dông lªn khung xe lµ mét vÊn ®Ò rÊt phøc t¹p, v× t¶i träng ®éng cã thÓ sinh ra trong nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¸c nhau. HÖ sè t¶i träng ®éng th­êng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm nhËn ®­îc tõ hµng lo¹t c¸c thÝ nghiÖm. HÖ sè nµy b»ng tØ sè cña trÞ sè t¶i träng ®éng trªn t¶i träng tÜnh. Ngoµi ra, khi tÝnh khung vá «t« cÇn chó ý ®Õn c¸c t¶i träng ®éng kh¸c nh­ lùc va ch¹m, lùc qu¸n tÝnh cña xe khi t¨ng tèc, phanh xe hoÆc khi quay vßng, c¸c rung ®éng do ®éng c¬, hÖ thèng truyÒn lùc, b¸nh xe vµ còng nh­ sù céng h­ëng c¸c dao ®éng riªng cña khung vá «t«. Thùc nghiÖm ®· chØ ra gia tèc th¼ng ®øng phÇn ®­îc treo kh«ng v­ît qu¸ 2g (g lµ gia tèc träng tr­êng 9.81 m/s2), vµ m« men xo¾n khung lín nhÊt kh«ng v­ît qu¸ 0,5Gibi Nm, ë ®©y Gi vµ bi lµ träng l­îng ph©n bè vµ vÕt b¸nh xe cña cÇu i. (i=1 nÕu m1 < m2). Ch­¬ng 2 : C¬ së lý thuyÕt ®¸nh gi¸ ®é bÒn má 2.1. Tæng quan vÒ bµi to¸n mái 2.1.1. Lý thuyÕt mái chi tiÕt m¸y. Lý thuyÕt mái lµ mét nh¸nh cña khoa häc ®é bÒn chuyªn nghiªn cøu vÒ sù øng xö cña vËt liÖu vµ chi tiÕt m¸y d­íi t¸c ®éng cña øng suÊt thay ®æi theo thêi gian cã kÓ tíi ¶nh h­ëng cña hµng lo¹t c¸c yÕu tè, ®ång thêi nªu ra ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n vµ nh÷ng gi¶i ph¸p kü thuËt nh»m n©ng cao ®é bÒn mái. 2.1.2. Kh¸i niÖm tæn th­¬ng mái. - HiÖn t­îng mái: HiÖn t­îng mái lµ qu¸ tr×nh tÝch luü dÇn dÇn sù ph¸ háng trong b¶n th©n vËt liÖu d­íi t¸c ®éng cña øng suÊt thay ®æi theo thêi gian; øng suÊt thay ®æi nµy lµm xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt mái, sau ®ã c¸c vÕt nøt mái Êy ph¸t triÓn vµ dÉn tíi sù ph¸ huû cña vËt liÖu; sù ph¸ huû nh­ vËy ®­îc gäi lµ sù ph¸ huû v× mái - §é bÒn mái: §é bÒn mái lµ tÝnh chÊt cña vËt liÖu chèng l¹i qu¸ tr×nh ph¸ háng v× mái. - §é bÒn l©u: §é bÒn l©u (tuæi thä) cña vËt liÖu hay chi tiÕt m¸y lµ kho¶ng thêi gian lµm viÖc cña chóng d­íi t¸c ®éng cña mét chÕ ®é t¶i träng vµ c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng kh¸c mµ kh«ng bÞ ph¸ huû; - Giíi h¹n mái: Giíi h¹n mái cña vËt liÖu hay chi tiÕt ë mét ®iÒu kiÖn nµo ®ã lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cña øng suÊt thay ®æi theo thêi gian øng víi mét sè chu kú øng suÊt c¬ së mµ chóng kh«ng bÞ ph¸ huû. - §­êng cong mái ®Æt t¶i: §­êng cong mái lµ ®­êng cong biÓu diÔn mèi liªn hÖ gi÷a øng suÊt thay ®æi víi sè chu kú øng suÊt t­¬ng øng. 2.1.3 Bµi to¸n mái Chi tiÕt trong qu¸ tr×nh vËn hµnh, chÞu t¶i träng ngÉu nhiªn, viÖc tÝnh to¸n ®é bÒn mái ®Æc biÖt phøc t¹p. §Ó ®¸nh gi¸ gÇn ®óng th­êng sö dông lÝ thuyÕt c¬ häc ph¸ huû hoÆc thuyÕt tÝch luü tæn th­¬ng tuyÕn tÝnh; tuy nhiªn gi÷a chóng cã sù t­¬ng ®ång, b»ng gi¶i tÝch cã thÓ ®­a ®­îc chóng vÒ cïng mét d¹ng ph­¬ng tr×nh quen thuéc cña ®­êng cong mái S-N. H×nh 2.1. So s¸nh hai ®­êng vµ (S-N) - tèc ®é ph¸t triÓn vÕt nøt; - sè gia c­êng ®é øng suÊt; C,m – tham sè ph¸t triÓn vÕt nøt (x¸c ®Þnh tõ thùc nghiÖm); - øng suÊt; I - c­êng ®é øng suÊt. Trªn h×nh 2.1: Vïng I: vïng d­íi ng­ìng (kh«ng nøt) - d­íi giíi h¹n mái (tuæi thä dµi v« h¹n); Vïng II: vïng ph¸t triÓn vÕt nøt - tuæi thä dµi h÷u h¹n; Vïng III: vïng ph¸ huû (ph¸ huû nhanh hoÆc ch¶y dÎo) – vïng ph¸ huû tÜnh hoÆc ph¸ huû víi chu tr×nh thÊp. So s¸nh 2 ph­¬ng ph¸p trªn, thuyÕt tÝch luü tæn th­¬ng tuyÕn tÝnh ®Æc biÖt thuËn lîi cho ph­¬ng ph¸p m« h×nh ho¸. 2. 2 .C¸c ph­¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái cña kÕt cÊu 2.2.1. C¬ së ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái theo ph­¬ng ph¸p cæ ®iÓn C¬ së tÝnh to¸n cña ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc dùa trªn ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a møc øng suÊt lín nhÊt cña chu tr×nh vµ thêi l­îng ho¹t ®éng t­¬ng øng, hay nãi c¸ch kh¸c lµ dùa vµo ®­êng cong mái = f(N). BiÓu thøc ®¸nh gi¸ cña ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ biÓu diÔn d­íi d¹ng: max £ k. tt = gh (2.1) Trong ®ã: max – gi¸ trÞ øng suÊt lín nhÊt tt – gi¸ trÞ øng suÊt tÝnh to¸n ®èi víi vËt liÖu kÕt cÊu trong tr­êng hîp ch­a xÐt tíi mái. k – hÖ sè tÝnh tíi viÖc gi¶m thÊp kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña vËt liÖu kÕt cÊu khi chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng thay ®æi. TÝch k. tt = gh th­êng ®­îc gäi lµ c­êng ®é mái hay giíi h¹n mái cña vËt liÖu kÕt cÊu. 2.2.2.Ph­¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tuæi thä mái cña kÕt cÊu theo gi¶ thuyÕt tÝch lòy tuyÕn tÝnh c¸c tæn th­¬ng mái. Theo Miner, mçi bËc øng suÊt cao h¬n giíi h¹n mái ®Òu g©y ra mét phÇn tæn th­¬ng cho vËt liÖu. Sè ®o tæn th­¬ng do bËc øng suÊt thø i g©y ra, i = 1, 2, …, m cã quan hÖ tíi sè chu tr×nh øng suÊt, vµ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè: (2.8) Trong ®ã: ni – sè l­îng chu tr×nh øng suÊt mµ phÇn tö ph¶i chÞu t­¬ng øng víi biªn ®é hay víi møc øng suÊt si kh«ng ®æi. Ni – sè l­îng chu tr×nh dÉn tíi ph¸ hñy mái t­¬ng øng víi giíi h¹n mái h¹n chÕ i, ®­îc x¸c ®Þnh theo ®­êng cong mái. MÆt kh¸c, tõ kh¸i niÖm x©y dùng ®­êng cong mái thÊy r»ng, nÕu t¸c ®éng mét øng suÊt lµ i th× sÏ x¶y ra tæn th­¬ng tßan phÇn, hay nãi c¸ch kh¸c, sù ph¸ hñy mái sÏ x¶y ra sau Ni chu tr×nh. Trong qu¸ tr×nh khai th¸c, nÕu cã ni chu tr×nh t¸c ®éng ë møc øng suÊt i, víi ni < Ni, th× sÏ x¶y ra mét tæn th­¬ng mái riªng lµ Di, víi: (2.9) NÕu phÇn tö kÕt cÊu chÞu mét tËp hîp øng suÊt gåm m bËc kh¸c nhau, th× tæn th­¬ng mái tæng céng sÏ lµ [3]. (2.10) vµ vÒ mÆt lý thuyÕt, phÇn tö kÕt cÊu sÏ bÞ ph¸ hñy mái khi sè ®o tæn th­¬ng: (2.11) 2.3. VÊn ®Ò thö nghiÖm mái 2.3.1.Thö nghiªm x¸c ®Þnh ®Æc tr­ng c¬ häc, ®Æc tr­ng mái cña vËt liÖu ViÖc ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái vµ tuæi thä mái ®ßi hái ph¶i cã c¸c th«ng sè vÒ ®Æc tr­ng c¬ häc vµ ®Æc tr­ng mái cña c¸c lo¹i vËt liÖu chÕ t¹o nªn c¸c kÕt cÊu ®ã. Trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ hiÖn nay, ®Ó cã ®­îc c¸c th«ng sè nµy cÇn ph¶i tiÕn hµnh chÕ t¹o mÉu tõ c¸c kÕt cÊu thùc vµ thö nghiÖm c¸c mÉu vËt liÖu ®ã. ViÖc thö nghiÖm mÉu vËt liÖu tiÕn hµnh theo c¸c néi dung chñ yÕu sau ®©y: Thö nghiÖm x¸c ®Þnh thµnh phÇn ho¸ häc ViÖc thö nghiÖm c¸c mÉu vËt liÖu ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn ho¸ häc vµ m¸c thÐp ®­îc tiÕn hµnh trªn m¸y quang phæ (ARL-3460 cña h·ng FISONS Thu‏þ Sü). Trong qu¸ tr×nh thö nghiÖm mÉu vËt liÖu tiÕn hµnh x¸c ®Þnh hµm l­îng cña 17 thµnh phÇn ho¸ häc, bao gåm: cacbon, silic, lu huúnh, phèt pho, m¨nggan, nit¬, cr«m, m«lip®en, v«nfram, ®ång, titan, kÏm, c«ban, nh«m, ch×, thiÕc vµ s¾t. b. Thö nghiÖm kÐo x¸c ®Þnh giíi h¹n ch¶y, giíi h¹n bÒn vµ hÖ sè biÕn d¹ng Thö nghiÖm kÐo x¸c ®Þnh giíi h¹n ch¶y, giíi h¹n bÒn vµ hÖ sè biÕn d¹ng cña c¸c lo¹i mÉu vËt liÖu.ViÖc thö nghiÖm mÉu vËt liÖu ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr­ng c¬ häc ®­îc tiÕn hµnh trªn m¸y thö kÐo nÐn. C¸c mÉu thÐp ®­îc kiÓm tra theo TCVN 1651-85 MÉu vËt liÖu sau khi thö nghiÖm kÐo x¸c ®Þnh ®­îc : - Giíi h¹n ch¶y : Pch, ,(daN), ch ,(daN/ cm 2 ) - Giíi h¹n bÒn : P b, (daN), b ,(daN/ cm 2 ) - BiÕn d¹ng t­¬ng ®èi , (%) Ch­¬ng 3 :C¸c vÝ dô tÝnh to¸n ®é bÒn mái 3.1. VÊn ®Ò tÝnh to¸n ®é bÒn mái khung xe Nh­ trong ch­¬ng 2 ®· tr×nh bµy, theo lý thuyÕt mái hiÖn nay, ®é bÒn mái chi tiÕt m¸y cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau. -Ph­¬ng ph¸p thùc nghiÖm c¬ häc: b»ng c¸c m¸y ®o thùc tÕ, x¸c ®Þnh ®é bÒn mái chi tiÕt m¸y cña mÉu chuÈn hoÆc cña chi tiÕt m¸y cïng lo¹i; trªn c¬ së ph­¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái hoÆc x©y dùng c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm ®Ó x¸c ®Þnh tuæi thä mái cña chi tiÕt cÇn nghiªn cøu. -Ph­¬ng ph¸p tÝnh hÖ sè an toµn mái: ®èi víi bµi to¸n thiÕt kÕ hoÆc bµi to¸n kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn mái. NhiÒu nhµ khoa häc ®­a ra c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kh¸c nhau, theo [27, 28] cã thÓ tÝnh hÖ sè an toµn mái: trong ®ã: - HÖ sè an toµn mái tÝnh to¸n; - HÖ sè an toµn mái tÝnh theo øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp; nã ®­îc tÝnh to¸n theo c¸c c«ng thøc kh¸c nhau phô thuéc kÕt cÊu, c«ng nghÖ, ®iÒu kiÖn lµm viÖc... - HÖ sè an toµn mái cho phÐp. 3.1.1. Chän khung xe tÝnh to¸n. §Ó lµm vÝ dô tÝnh cho c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh tuæi thä cña khung xe , lu©n v¨n lùa chän khung xe CH-551 chÕ t¹o t¹i nhµ m¸y 551 lµm ®èi t­äng kh¶o s¸t. C¸c th«ng sè chÝnh cña khung xe nµy xem Phô lôc 3. Tèc ®é ®Æt t¶i tÝnh to¸n phô thuéc kÕt cÊu vµ tr¹ng th¸i lµm viÖc, ¶nh h­ëng cña tèc ®é ®Æt t¶i tíi dao ®éng cña nót ®­îc biÓu diÔn trªn c¸c ®å thÞ dao ®éng cña mét nót nghiªn cøu trong phô lôc 4. Tr­êng hîp chÞu t¶i lín nhÊt ®­îc dïng lµm t¶i träng tÝnh to¸n. 3.1.2. TÝnh tuæi thä mái cña khung xe b»ng gi¶i tÝch Khung xe võa chÞu xo¾n võa chÞu uèn vµ lùc däc dÇm nªn øng suÊt t¹i ®iÓm nguy hiÓm cña mÆt c¾t nguy hiÓm thay ®æi theo chu kú øng suÊt kh«ng ®èi xøng (r-1) víi tr­êng hîp (<1), ta cã: HÖ sè an toµn mái: (3.1) HÖ sè an toµn mái thµnh phÇn: (3.2) (3.3) Theo c¸c tµi liÖu ®· cã th× gi¸ trÞ nµy vµo kho¶ng 1,1®Õn 1,3 lµ hîp lý. Víi c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt ®èi víi khung xe lùa chän, tÝnh ®­îc: HÖ sè an toµn > [n] = 1,3 Nh­ vËy, yÕu tè bÒn mái cña ph­¬ng ph¸p chØ thÓ hiÖn trong hÖ sè an toµn, kh«ng ®­îc tÝnh tíi tõng yÕu tè g©y mái. 3.2. Kh¶o s¸t tæn th­¬ng mái cña khung xe theo t¶i träng ®éng PhÇn trªn tÝnh tæn th­¬ng mái cña khung xe chÞu t¶i träng ngÉu nhiªn, c¸ch tÝnh ®ã cã ý nghÜa lín lµ tÝnh vµ so s¸nh ®­îc ¶nh h­ëng cña quy luËt ph©n phèi t¶i träng tíi tuæi thä mái cña chi tiÕt; tuy nhiªn nã béc lé sai sè lµm thay ®æi tuæi thä tÝnh to¸n so víi tuæi thä thùc tÕ do ®é chÝnh x¸c ch­a cao khi tÝnh tíi t¶i träng ®éng b»ng mét sè hÖ sè kinh nghiÖm. Ảnh h­ëng cña t¶i träng ®éng lªn chi tiÕt khung xe thÓ hiÖn ë chç: mçi khi khung xe chÞu t¶i, c¸c nót trong khung xe chÞu dao ®éng t¾t dÇn quanh vÞ trÝ c©n b»ng, biªn ®é t¾t dÇn phô thuéc hÖ sè c¶n cña khung xe . ¶nh h­ëng cña t¶i träng ®éng phô thuéc kÕt cÊu vµ tÝnh n¨ng lµm viÖc cña khung xe , thÓ hiÖn ë tÇn sè t¸c dông cña t¶i träng. ViÖc tÝnh tæn th­¬ng mái do t¶i träng ®éng ngÉu nhiªn cña khung xe trong tr­êng hîp nµy lµ khã x¸c ®Þnh, trong ph¹m vi nghiªn cøu cña lu©n v¨n coi r»ng: biªn ®é dao ®éng cña øng suÊt (hoÆc øng suÊt tiÕp) trªn mÆt c¾t nghiªn cøu cña khung xe gi¶m ®Õn møc kh«ng g©y ¶nh h­ëng tíi tæn th­¬ng mái cña khung xe vµ kh«ng g©y ¶nh h­ëng ®¸ng kÓ tíi chu kú dao ®éng tiÕp theo khi chu tr×nh ®Æt t¶i míi b¾t ®Çu. KẾT LUẬN VÊn ®Ò nghiªn cøu tuæi thä cña khung vá xe lµ mèi quan t©m cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cã liªn quan tíi sù cÇn thiÕt ®Ó n©ng cao ®é tin cËy trong qu¸ tr×nh sö dông vµ khai th¸c. Nh÷ng kÕt qu¶ vµ ®ãng gãp míi cña luËn v¨n cã thÓ ®­îc tãm t¾t ë nh÷ng ®iÓm chÝnh sau: 1. X©y dùng ®­îc thuËt to¸n vµ phÇn mÒm tÝnh to¸n tæn th­¬ng mái cña mét sè d¹ng chi tiÕt chÞu t¶i träng ngÉu nhiªn, trªn c¬ së ch­¬ng tr×nh ®· x©y dùng ¸p dông tÝnh tuæi thä cña khung «t«. 2.ViÖc m« h×nh ho¸ tÝnh ®é bÒn mái chi tiÕt trong tr­êng hîp chÞu t¶i träng ngÉu nhiªn cho phÐp gi¶i ®­îc mét sè bµi to¸n phøc t¹p mµ c¸c ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch kh«ng thùc hiÖn ®­îc; tÝnh tuæi thä mái cña chi tiÕt cã tÝnh ®Õn t¶i träng ®éng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña mçi lÇn ®Æt t¶i lµm t¨ng ®é chÝnh x¸c cña ph­¬ng ph¸p tÝnh. NhËn xÐt, ®Ò xuÊt h­íng nghiªn cøu tiÕp: 1. Ph­¬ng ph¸p, kÕt qu¶ nghiªn cøu cña luËn ¸n cã thÓ ¸p dông ®Ó tÝnh tæn th­¬ng mái cña c¸c khung «t« kh¸c cã kÕt cÊu vµ chÞu t¶i t­¬ng tù. 2. Dïng m« pháng kh¶o s¸t c¸c ®Æc tr­ng ®é tin cËy phÇn tö vµ hÖ thèng cã ­u ®iÓm rÊt lín: -§¶m b¶o ®é chÝnh x¸c chÊp nhËn ®­îc trong khai th¸c trang bÞ. -Cã thÓ ®­a ra nhiÒu ph­¬ng ¸n ®Ó lùa chän tèi ­u víi chi phÝ thÊp. -Sö dông c¸c th«ng sè ®Çu vµo tÝnh to¸n réng r·i h¬n so víi gi¶i tÝch, ®iÒu ®ã kh«ng nh÷ng lµm t¨ng kh¶ n¨ng mµ cßn lµm gi¶m sai sè trong tÝnh to¸n. 3.H­íng nghiªn cøu tiÕp theo cña luËn ¸n lµ nghiªn cøu t¸c ®éng cña c¸c qu¸ tr×nh ngÉu nhiªn tíi tæn th­¬ng mái chi tiÕt m¸y; ®ång thêi nghiªn cøu c¸c ¶nh h­ëng kh¸c tíi tuæi thä chi tiÕt, ®Ó kÕt qu¶ tÝnh to¸n tuæi thä s¸t víi thùc tiÔn h¬n (kh«ng chØ tÝnh riªng mái).

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxNghiên cứu đánh giá độ bền và bền mỏi của khung vỏ ôtô.docx