Tình toán bền khung xe QS

Ch­¬ng 1 Tæng quan vÒ khung « t« Giíi thiÖu chung vÒ khung xe « t«. Xe « t« lµ tæng thµnh rÊt nhiÒu bé phËn, c¬ cÊu, c¸c côm chi tiÕt, chi tiÕt cã c«ng dông chung vµ mét sè c¬ cÊu chuyªn dïng. C¸c bé phËn, c¬ cÊu, c¸c côm chi tiÕt, chi tiÕt nµy cã kÕt cÊu vµ vËt liÖu kh¸c nhau tuú vµo c«ng dông, ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chóng. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghiÖp « t« ®· lµm kÕt cÊu cña xe cã nhiÒu thay ®æi, ®Æc biÖt cã nhiÒu hÖ thèng vµ bé phËn ®· cã nh÷ng b­íc ®ét ph¸ nh­: hÖ thèng ®iÖn, c¸c hÖ thèng tiÖn nghi, bé phËn an toµn….Bªn c¹nh ®ã cã nh÷ng hÖ thèng vµ bé phËn vÉn gi÷ kÕt cÊu kh¸ cæ ®iÓn, trong ®ã khung vá xe lµ mét bé phËn ®iÓn h×nh. Khung xe « t« cã kÕt cÊu ®a d¹ng, chÞu t¶i träng rÊt phøc t¹p, trªn « t« vËn t¶i träng l­îng khung th­êng chiÕm 10% 15% träng l­îng riªng cña « t«. Khung xe lµ phÇn tö x­¬ng cèt cña xe, lµ phÇn tö chÞu lùc chÝnh cña xe, lµ chi tiÕt ®­îc dïng ®Ó ®ì vµ l¾p ®Æt hÇu hÕt c¸c côm, c¬ cÊu vµ hÖ thèng trªn xe nh­ ®éng c¬, hÖ thèng truyÒn lùc, phÇn vËn hµnh, c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn, c¸c côm cña c¸c thiÕt bÞ phô vµ thiÕt bÞ ®Æc biÖt.... ®ång thêi nã lµ n¬i chÞu toµn bé nh÷ng t¸c ®éng thay ®æi tõ mÆt ®­êng lªn xe khi xe chuyÓn ®éng. Khung « t« rÊt ®a d¹ng vÒ kiÓu d¸ng, kÕt cÊu vµ môc ®Ých sö dông. Tuú theo tiªu chØ vÒ kÕt cÊu hay c«ng dông mµ khung xe ®­îc ph©n thµnh nhiÒu lo¹i kh¸c nhau: Theo lo¹i hÖ thèng chÞu lùc trong « t« chia ra: Khung chÞu lùc (H×nh 1.1a) : 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. H×nh 1.1 C¸c d¹ng khung vá ®iÓn h×nh cña «t« a. Khung chÞu lùc b. Vá chÞu lùc c. Khung vá chÞu lùc hçn hîp Vá chÞu lùc(H×nh 1.1b): 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. Hçn hîp (H×nh 1.1c): 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. §a phÇn hiÖn nay lµ d¹ng khung chÞu lùc, khung « t« rÊt ®a d¹ng vÒ kÕt cÊu, kiÓu d¸ng vµ môc ®Ých sö dông. Theo kÕt cÊu cña khung chia ra: H×nh 1.2: Ph©n lo¹i khung xe Khung cã dÇm däc ë hai bªn. Khung cã dÇm däc ë gi÷a. Khung hçn hîp hay lo¹i khung h×nh ch÷ X. Theo d¹ng dÇm däc vµ sù bè trÝ dÇm däc trong mÆt ph¼ng khung chia ra: Khung cã tiÕt diÖn h×nh vu«ng vµ dÇm däc bè trÝ song song. Khung cã tiÕt diÖn h×nh thang vµ dÇm th¼ng. Khung cã phÇn ®Çu thu hÑp. H×nh 1.3: KÕt cÊu lo¹i khung cã dÇm däc Khung xe lµ mét bé phËn rÊt quan träng cña « t« do ®ã khi thiÕt kÕ nã ph¶i tháa m·n c¸c yªu cÇu sau: TiÕt diÖn ngang cña dÇm däc ph¶i chän theo c¸c phÐp tÝnh uèn vµ xo¾n khung. M«men thay ®æi theo suèt chiÒu dµi cña dÇm tõ gi¸ trÞ kh«ng ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i nªn ®Ó tiÕt kiÖm nguyªn vËt liÖu vµ ®¶m b¶o ®é cøng cña dÇm ®Òu nhau, dÇm däc ®­îc chÕ t¹o víi tiÕt diÖn thay ®æi. §Ó tho¶ m·n yªu cÇu nµy dÇm däc ®­îc chÕ t¹o theo ph­¬ng ph¸p dËp. §Ó h¹ thÊp träng t©m « t« vµ chiÒu cao sµn xe c¸c dÇm däc trong « t« du lÞch trªn cÇu tr­íc vµ cÇu sau th­êng ®­îc uèn cong, nh­ vËy phÇn gi÷a cña khung sÏ n»m thÊp h¬n. Khung ph¶i ®¶m b¶o ®ñ cøng ®Ó c¸c côm g¾n trªn khung hoÆc hoµn toµn cè ®Þnh hoÆc chØ thay ®æi vÞ trÝ rÊt Ýt. DÇm ngang ph¶i ®¶m b¶o gi÷ kh«ng cho dÇm däc dÞch chuyÓn däc khi « t« gÆp chøa ng¹i vËt va ®Ëp vµo ®Çu tr­íc cña dÇm däc. §Æc ®iÓm kÕt cÊu khung xe « t« qu©n sù. Khung xe « t« (H×nh 1.4) lµ phÇn tö chÞu lùc cña xe, trªn ®ã cã l¾p ®Æt: ®éng c¬, c¸c côm cña hÖ thèng truyÒn lùc, phÇn vËn hµnh, c¬ cÊu ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ phô chuyªn dïng, cabin, t¶i träng.... H×nh 1.4. KÕt cÊu khung xe URAL-375 1. Gi¶m va phÝa tr­íc, 2. Mãc kÐo tr­íc, 3. Xµ ngang thø nhÊt, 4. Gi¸ tay quay khëi ®éng, 5. DÇm däc ph¶i, 6. Gi¸ b¾t gi¶m chÊn, 7. Gi¸ gèi ®ì sau ®éng c¬, 8. Gi¸ kÑp, 9. Xµ ngang thø 2, 10. Gi¸ treo cabin phÝa sau, 11. Xµ ngang thø 2, 12. Xµ ngang thø 3, 13. èp trªn xµ ngang 5, 14. Xµ ngang thø 5, 15. Xµ ngang 6, 16. Gi¸ bËc lªn xuèng sau, 17. T¨ng cøng xµ ngang 6, 18. Gi¸ b¾t trôc c©n b»ng nhÝp tr­íc phÝa sau, 19. DÇm däc tr¸i, 20. Vai bß tr­íc, 21. ô sau nhÝp tr­íc, 22. ô tr­íc nhÝp tr­íc. Khung lµ hÖ thèng dÇm chÞu lùc, nhËn vµ truyÒn tÊt c¶ c¸c lùc, ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng qua phÇn tö h­íng cña hÖ thèng treo truyÒn lªn. Khung xe gåm hai dÇm däc chÝnh vµ c¸c dÇm ngang. DÇm däc xe URAL-375 (H×nh 1.5) cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ C, cã chiÒu dµi 7366 mm, kÝch th­íc tiÕt diÖn dÇm thay ®æi theo chiÒu dµi. PhÇn ®Çu dÇm (dµi 1157 mm tÝnh tõ ®Çu xe trë l¹i) cã tiÕt diÖn C180x80x6, phÇn cuèi dÇm (trªn chiÒu dµi 5416 mm) cã tiÕt diÖn C250x80x6. Trªn 2 dÇm däc cã mét sè vÊu vµ kÕt cÊu g¸ l¾p ®éng c¬, ¾c quy, thïng nhiªn liÖu, thïng xe... Hai dÇm däc ®­îc liªn kÕt b»ng n¨m dÇm ngang cã tiÕt diÖn èng trßn hoÆc c¸c dÇm C ghÐp víi nhau (vÞ trÝ trôc c©n b»ng c©n b»ng). C¸c vÞ trÝ nèi ghÐp, liªn kÕt th­êng b»ng ®inh t¸n. H×nh 1.5. KÕt cÊu dÇm däc khung xe URAL-375 DÇm ngang thø nhÊt (H×nh 1.6) dïng ®Ó bè trÝ c¸c ch©n kÐt lµm m¸t vµ ch©n ®Õ tr­íc cña tæng thµnh ®éng c¬. DÇm ngang thø nhÊt cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ U, ®­îc liªn kÕt víi hai dÇm däc b»ng ®inh t¸n. H×nh 1.6. KÕt cÊu cÊu dÇm ngang sè 1 URAL-375 Trªn dÇm ngang thø nhÊt cã khoÐt lç ®Ó b¾t kÐt n­íc, ®éng c¬ vµ liªn kÕt víi dÇm däc b»ng®inh t¸n . DÇm ngang thø hai (H×nh 1.7) dïng ®Ó l¾p ®Æt ch©n ca bin gåm hai dÇm phô cã thiÕt diÖn ch÷ C H×nh 1.7. KÕt cÊu dÇm ngang sè 2 URAL-375 DÇm ngang thø ba vµ thø t­ dïng ®Ó l¾p ®Æt gi¸ treo hép sè ph©n phèi. TiÕt diÖn c¸c dÇm nµy h×nh ch÷ èng trßn, liªn kÕt víi dÇm däc th«ng qua c¸c mÆt bÝch ®­îc b¾t víi thµnh dÇm däc cña khung xe. H×nh 1.8. KÕt cÊu dÇm ngang sè 3 vµ 4 cña khung xe URAL-375 DÇm ngang thø n¨m (H×nh 1.9) ®­îc sö dông ®Ó t¨ng ®é cøng v÷ng cho khung xe ë vÞ trÝ l¾p ®Æt gi¸ trôc c©n b»ng treo sau xe. KÕt cÊu cña dÇm gåm hai dÇm phô tiÕt diÖn h×nh ch÷ C vµ mét dÇm phô cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ U ®­îc ghÐp l¹i víi nhau b»ng ®inh t¸n, ë d­íi ®¸y dÇm cã d¹ng lâm ®Ó luån trôc c¸c ®¨ng, c¸c dÇm nµy ®­îc liªn kÕt víi mÆt trªn vµ d­íi dÇm däc th«ng qua tÊm èp t¨ng cøng h×nh ch÷ C b»ng ®inh t¸n. TÊm èp t¨ng cøng nµy liªn kÕt víi mÆt trªn vµ d­íi cña dÇm ngang vµ ®ång thêi liªn kÕt víi thµnh ®øng cña dÇm däc b»ng ®inh t¸n. H×nh 1.9. KÕt cÊu cÊu dÇm ngang sè 5 URAL-375 DÇm ngang thø s¸u (H×nh 1.10) lµ dÇm cuèi cña khung xe, trªn dÇm cã bè trÝ kÕt cÊu kÐo mãc. KÕt cÊu cña dÇm bao gåm mét dÇm chÝnh cã thiÕt diÖn ch÷ C, c¸c dÇm èp t¨ng cøng däc vµ ngang. DÇm chÝnh ®­îc liªn kÕt víi thµnh ®øng cña dÇm däc b»ng ®inh t¸n. C¸c dÇm phô t¨ng cøng cho dÇm ngang ®­îc liªn kÕt víi dÇm däc b»ng ®inh t¸n. H×nh 1.10. KÕt cÊu cÊu dÇm ngang sè 6 URAL-375 C¸c dÇm däc vµ c¸c dÇm ngang cña khung xe URAL-375 ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp C15 b»ng ph­¬ng ph¸p dËp. VËt liÖu chÕ t¹o, c¸c gi¸ l¾p c¸c ô nhÝp, tai b¾t gi¶m chÊn, c¸c miÕng t¨ng cøng côc bé .. sö dông thÐp C35. Khung xe lµ hÖ thèng dÇm chÞu lùc, nhËn vµ truyÒn tÊt c¶ c¸c lùc, ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng qua phÇn tö h­íng cña hÖ thèng treo lªn trªn. Khung xe cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau tuú theo c¸ch ph©n lo¹i nh­ : khung cã dÇm däc hai bªn, khung cã dÇm däc ë gi÷a, khung chÞu lùc, vá chÞu lùc, khung cã tiÕt diÖn h×nh vu«ng, khung cã tiÕt diÖn h×nh thang, ….§èi víi xe vËn t¶i chñ yÕu lµ lo¹i khung cã dÇm däc hai bªn, lo¹i nµy gåm hai dÇm däc chÝnh vµ c¸c dÇm ngang. C¸c dÇm ngang dïng ®Ó b¾t c¸c côm chi tiÕt trªn xe, lµm nhiÖm vô t¨ng cøng cho hai dÇm däc. §Ó t¨ng cøng cho hai dÇm däc cã c¸c tÊm t¸p dïng ®Ó t¨ng cøng cho nh÷ng vÞ trÝ chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng mÆt ®­êng. DÇm ngang cã h×nh thï ®Æc biÖt ®Ó bè trÝ c¸c côm c¬ cÊu trªn xe. DÇm däc cã tiÕt diÖn hë (ch÷ U) ®­îc dïng phæ biÕn h¬n dÇm däc cã tiÕt diÖn lo¹i kÝn (h×nh hép); tiÕt diÖn h×nh hép ®­îc dïng trªn xe vËn t¶i trªn 25 tÊn. Khi ®é dµy cña l¸ thÐp n»m trong kho¶ng 5mm¸ 6mm ng­êi ta dïng ph­¬ng ph¸p dËp nguéi cßn c¸c tr­êng hîp kh¸c ®Òu dïng ph­¬ng ph¸p dËp nãng. V× c¸c dÇm ngang lµm nhiÖm vô ®ì c¸c côm kh¸c nhau nh­ ®ì ®éng c¬, ly hîp, côm truyÒn lùc…nªn dÇm ngang th­êng lµm theo h×nh d¹ng thÝch hîp ®Ó l¾p c¸c côm ®ã. Ngoµi ra cßn l¾p c¸c mÆt bÝch riªng ®Ó g¾n c¸c côm kh¸c nh­ vá, hÖ thèng treo…. ¤t« t¶i nÆng vµ « t« tù ®æ th­êng dïng khung cã c¸c dÇm däc, dÇm ngang b»ng thÐp c¸n tiÕt diÖn kh«ng ®æi hoÆc thÐp hµn v× vËy träng l­îng khung xe th­êng lín. Träng l­îng khung xe « t« t¶i kÓ c¶ c¸c mÆt bÝch vµ ô ®ì cao su chiÕm ®Õn 10%¸15% träng l­îng riªng cña « t«. C¸c d¹ng dÇm ngang d¹ng ch÷ K vµ X ®¶m b¶o ®é cøng khung lín nhÊt theo chiÒu däc vµ ®­êng chÐo. C¸c dÇm ngang h×nh chÐo lµm t¨ng ®é cøng cña khung lªn nhiÒu khi khung xe chÞu c¸c lùc däc ®èi xøng. C¸c dÇm ngang ch÷ thËp th­êng ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c khung « t« cã bÒ ngang t­¬ng ®èi réng vµ chiÒu dµi t­¬ng ®èi ng¾n («t« du lÞch), trong c¸c khung hÑp cã bÒ ngang hÑp vµ chiÒu dµi lín («t« vËn t¶i) dïng dÇm ngang cã hiÖu qu¶ thÊp nªn ng­êi ta Ýt sö dông. Cã khi ng­êi ta sö dông dÇm ngang cã tiÕt diÖn trßn hay tiÕt diÖn elÝp. Trong hÖ thèng treo ®éc lËp ë c¸c b¸nh xe tr­íc, cÇn ph¶i t¨ng c­êng ®é cøng cña khung ë phÇn tr­íc. DÇm ngang ®­îc g¾n ë ®¸y dÇm däc hoÆc ë thµnh cña dÇm däc, hoÆc mét ®Çu g¾n vµo ®¸y dÇm däc mét ®Çu vµo thµnh dÇm däc. DÇm ngang g¾n vµo dÇm däc b»ng ®inh t¸n, tÊm phô nghiªng hoÆc chØ b»ng ®inh t¸n vµ ®«i khi b»ng c¸c mèi hµn. Theo yªu cÇu chèng xo¾n cña khung mµ khung cã c¸c ®Æc ®iÓm kÕt cÊu kh¸c nhau. Khung xe « t« du lÞch cã vá kÝn cÇn ph¶i cã ®é cøng theo gãc cao ®Ó gi÷ vá vµ c¸c côm kh¸c g¾n trªn khung khái chÞu c¸c biÕn d¹ng lín qu¸ khi vá cÇu, dÇm cÇu « t« bÞ nghiªng. C¸c biÕn d¹ng cña vá lµm vá dÞch chuyÓn c¸c phÇn riªng, nªn cöa ra vµo bÞ kªu vµ bÞ kÑt. §èi víi c¸c « t« vËn t¶i ng­êi ta chØ lµm khung xe cã ®é cøng trung b×nh. Khung xe cã ®é cøng kh«ng cao l¾m ®Ó khi vá cÇu vµ dÇm cÇu bÞ nghiªng ®èi víi khung th× b¸nh xe vÉn cßn tiÕp xóc ®­îc víi ®­êng. §Ó gi÷ cho buång l¸i vµ c¸c côm kh¸c khái biÕn d¹ng khi khung xe bÞ nghiªng, ng­êi ta ®Æt buång l¸i vµ c¸c côm kh¸c trªn ®Öm ®µn håi. 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¶ cac 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 nhiÒu æ gµ. Khung xe « t« lo¹i hçn hîp cã ®é cøng cao nªn ng­êi ta th­êng dïng cho « t« du lÞch nhiÒu chç ngåi. 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«. Bè trÝ ®é cao cña dÇm däc (tÝnh tõ mÆt ®Êt lªn) phô thuéc chñ yÕu bíi kÝch th­íc lèp, bëi kÕt cÊu cña dÇm cÇu sau, bëi ®é vâng ®éng cña hÖ thèng treo cã kÓ c¶ sù ph©n bè cña c¸c vó cao su. §Ó h¹ thÊp sµn xe dÇm däc cã thÓ uèn trong mÆt ph¼ng däc. CÇn nhí r»ng uèn khung trong mÆt ph¼ng ngang vµ däc lµm t¨ng m«men uèn phô tõ ®ã dÔ sinh ra h­ háng ë chç uèn lµm cho ®é bÒn trong khung xe kÐm ®i. §¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe « t« ba cÇu. C¬ së ®¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe « t«. Khung xe lµ mét bé phËn cã kÕt cÊu, kiÓu d¸ng phøc t¹p vµ chÞu lùc nÆng nÒ do ®ã ®Ó ®¸nh gi¸ chóng mét c¸ch toµn diÖn ph¶i dùa vµo nhiÒu chØ tiªu kh¸c nhau. HiÖn nay ng­êi ta ®¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe chñ yÕu theo c¸c chØ tiªu sau: §¸nh gi¸ theo ®é cøng uèn do t¶i träng th¼ng ®øng khi xe chuyÓn ®éng qua c¸c æ gµ v× ®©y lµ chÕ ®é t¶i träng kh¶ nÆng nÒ. ViÖc ®¸nh gi¸ ®é bÒn uèn khung xe dùa vµo lý thuyÕt søc bÒn vËt liÖu. §¸nh gi¸ theo ®é cøng xo¾n khi xe chuyÓn ®éng trong ®iÒu kiÖn ®­êng xÊu lµm khung xe bÞ nghiªng nhiÒu g©y xo¾n lín. ViÖc ®¸nh gi¸ ®é bÒn xo¾n khung xe dùa vµo lý thuyÕt søc bÒn vËt liÖu. §¸nh gi¸ theo ®é bÒn vµ ®é bÒn mái: trong thùc tÕ khung xe rÊt Ýt khi h­ háng do øng suÊt v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp cña vËt liÖu mµ th­êng xÈy ra h­ háng do øng suÊt thay ®æi theo thêi gian (®é bÒn mái). øng suÊt thay ®æi theo thêi gian nµy cã trÞ sè nhá h¬n rÊt nhiÒu gi¸ trÞ øng suÊt cho phÐp thËm chÝ cßn nhá h¬n giíi h¹n ®µn håi cña vËt liÖu. §é cøng Khung xe URAL-375 lµ kÕt cÊu khung rêi, chÞu lùc do vËy ®Ó ®¸nh gi¸ ®é cøng v÷ng cña chóng cã thÓ sö dông c¸c th«ng sè nh­ ®é cøng uèn, ®é cøng xo¾n vµ c¸c chØ tiªu dÉn xuÊt tõ chóng nh­ ®é cøng uèn riªng, ®é cøng xo¾n riªng. §èi víi xe t¶i, c¸c chØ tiªu nµy ®­îc x¸c ®Þnh khi bá qua c¸c m¶ng èp ®Çu xe, ®u«i xe, c¸c cöa lªn xuèng vµ c¸c cöa sæ. §é cøng uèn C,U (N/mm) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.1) §é cøng xo¾n C'x (Nm/®é) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.2) §é cøng uèn riªng C''u (Nm3/®é) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.3) §é cøng xo¾n riªng C''x (Nm2/®é) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.4) Trong ®ã : P- Lùc vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng khung,N. f- ChuyÓn vÞ do P g©y nªn, mm. M- M« men g©y xo¾n, Nm. y- Gãc xo¾n theo toµn bé chiÒu dµi khung, ®é. L- ChiÒu dµi c¬ së cña xe, mm. MÆt kh¸c ®é cøng v÷ng cña khung xe cã thÓ ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chuyÓn vÞ, biÕn d¹ng t¹i c¸c nót phÇn tö. §é cøng v÷ng cña khung xe t¶i ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng ®é biÕn d¹ng kÕt cÊu khung t¹i c¸c vÞ trÝ ®Æc biÖt nh­: c¸c ®iÓm ®Æt ®éng c¬, hÖ thèng truyÒn lùc,... Trong kÕt cÊu thùc c¸c vÞ trÝ nµy ®Òu cã ®Öm ®µn håi vµ dung sai t­¬ng ®èi lín, nªn trong thùc tÕ ®èi víi kÕt cÊu khung xe, ng­êi ta quan t©m tíi ®é bÒn nhiÒu h¬n. §é bÒn §èi víi kÕt cÊu khung xe, viÖc kiÓm nghiÖm ®é bÒn cã ý nghÜa quan träng. §é bÒn khung xe ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng sù ph©n bè øng suÊt trªn toµn bé khung vµ gi¸ trÞ øng suÊt lín nhÊt t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm so víi gi¸ trÞ cho phÐp cña vËt liÖu. §èi víi vËt liÖu thÐp chÕ t¹o khung xe, gÝa trÞ nµy lµ [s] = 25000N/cm2. BiÓu ®å ph©n bè øng suÊt cho phÐp chØ ra c¸c khu vùc tËp trung øng suÊt trªn khung xe, lµm c¬ së hoµn thiÖn kÕt cÊu khung xe khi thiÕt kÕ. §é bÒn mái C¸c t¶i träng sinh uèn vµ xo¾n bao gåm c¶ t¶i träng tÜnh vµ ®éng sÏ g©y mái cho c¸c phÇn tö cña xe. §é bÒn mái cña khung vá xe t¶i sÏ phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®é cøng xo¾n. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng xo¾n cña khung vá xe t¶i phô thuéc vµo kÕt cÊu cña chóng. ViÖc ®¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe chñ yÕu theo hai ph­¬ng ph¸p sau: ph­¬ng ph¸p thùc nghiÖm, ®©y lµ ph­¬ng ph¸p ®ßi hái nhiÒu c«ng søc, thêi gian vµ kh«ng kinh tÕ. Nh­îc ®iÓm c¬ b¶n lµ kh«ng kiÓm so¸t ®­îc qu¸ tr×nh gia c«ng vµ chÕ t¹o chi tiÕt, kh«ng dù b¸o tr­íc ®­îc nh÷ng h­ háng cña chi tiÕt Do ®ã ph­¬ng ph¸p nµy Ýt khi ®­îc ¸p dông trong thùc tÕ. Ngµy nay ng­êi ta hay sö dông ph­¬ng ph¸p sè, ®©y lµ ph­¬ng ph¸p míi kh«ng ®ßi hái nhiÒu thêi gian vµ tiÒn cña mµ vÉn cho kÕt qu¶ tin cËy. ¸p dông thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tin trong viÖc gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n liªn quan ®Õn « t« nãi chung vµ bµi to¸n liªn quan ®Õn khung vá nãi riªng. Toµn bé qu¸ tr×nh gia c«ng vµ chÕ t¹o chi tiÕt hoµn toµn cã thÓ kiÓm so¸t ®­îc. T­ t­ëng c¬ b¶n cña bµi to¸n lµ dïng c¸c phÇn mÒm m¹nh x©y dùng m« h×nh tÝnh khung vá xe, m« h×nh x©y dùng ®­îc lµ m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n bao gåm c¸c nót, c¸c phÇn tö, c¸c rµng buéc liªn quan ®Õn nã. HiÖn nay cã nhiÒu phÇn mÒm ph©n tÝch phÇn tö h÷u h¹n nh­: SAP, ANSYS,…mµ ta cã thÓ ¸p dông cho bµi to¸n ®¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe cho kÕt qu¶ ®¸ng tin cËy. Phô thuéc vµo môc ®Ých ®¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe mµ cã c¸c d¹ng bµi to¸n tÝnh khung vá xe kh¸c nhau: Theo d¹ng t¶i träng t¸c dông chia ra: Bµi to¸n tÜnh Bµi to¸n ®éng. Theo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu chia ra: Bµi to¸n tÝnh khung Bµi to¸n tÝnh vá. Theo môc ®Ých ®¸nh gi¸ chÊt l­îng cña khung vá xe cã c¸c bµi to¸n: Bµi to¸n tÝnh ®é cøng v÷ng Bµi to¸n tÝnh ®é bÒn Bµi to¸n tÝnh ®é bÒn mái Bµi to¸n va ch¹m Bµi to¸n ån rung. §¸nh gi¸ chÊt l­îng khung xe « t« lµ c«ng viÖc rÊt phøc t¹p, ®ßi hái nhiÒu c«ng søc còng nh­ thêi gian. ChÊt l­îng khung xe « t« lµ tæng hîp nhiÒu chØ tiªu kh¸c nhau, chñ yÕu ng­êi ta ®¸nh gi¸ qua c¸c tiªu chØ sau: ®é bÒn, ®é cøng v÷ng vµ ®é bÒn mái. Trong ®å ¸n t«i sö dông c¸c c«ng cô cã trî gióp cña m¸y tÝnh ®Ó tÝnh ®é bÒn uèn vµ ®é bÒn xo¾n cho khung xe vËn t¶i ba cÇu ®­îc sö dông phæ biÕn trong Qu©n ®éi ta hiÖn nay. C¸c d¹ng háng chÝnh cña khung xe « t«. Khung xe trong qu¸ tr×nh lµm viÖc theo thêi gian sÏ xÈy ra rÊt nhiÒu h­ háng víi møc ®é vµ d¹ng háng rÊt ®a d¹ng. Tuú theo tõng lo¹i khung xe vµ chÕ ®é t¶i träng t¸c dông mµ khung sÏ cã mét sè d¹ng háng ®iÓn h×nh sau: Cong c¸c dÇm däc vµ dÇm ngang. G·y khung kh«ng cã kh¶ n¨ng phôc håi. Nøt khung t¹i c¸c lç b¾t ô nhÝp tr­íc vµ sau. C¸c vÕt nøt, trãc rç do mái. C¸c mèi ghÐp, liªn kÕt ®inh t¸n bÞ láng. Søt vì c¸c gi¸ l¾p ®Æt c¸c côm trªn khung. C¸c ph­¬ng ph¸p söa ch÷a khung xe. Víi c¸c vÕt nøt trªn dÇm däc vµ dÇm ngang cã thÓ sö dông c¸c biÖn ph¸p: Hµn trùc tiÕp c¸c vÕt nøt. Sö dông c¸c tÊm t¸p phô hµn ra ngoµi vÕt nøt, hoÆc khoÐt bá vÕt nøt vµ hµn thay thÕ b»ng c¸c tÊm t¸p phô. Khi hµn trùc tiÕp vÕt nøt ph¶i sö dông hµn ®iÖn theo c¸c b­íc sau: Lµm s¹ch vïng xung quanh vÕt nøt. X¸c ®Þnh c¸c ®Çu vÕt nøt b»ng m¾t hoÆc b»ng bét tõ tÝnh,... Khoan c¸c lç chÆn cã ®­êng kÝnh 5¸6 mm ë vÞ trÝ c¸c ®Çu vÕt nøt 10mm. §ôc v¸t mÐp ë vÕt nøt víi gãc v¸t 90 ®é, s©u 2/3 chiÒu dÇy vËt liÖu b»ng m¸y mµi, lµm s¹ch. Hµn ®¾p tõ hai lç chÆn vµo gi÷a vÕt nøt víi mèi hµn cao h¬n bÒ mÆt chi tiÕt 2 mm. Mµi ph¼ng vÕt hµn. Khi sö dông c¸c tÊm t¸p phô ®Ó hµn phôc håi c¸c vÕt nøt trªn khung th× ph¶i gia c«ng c¸c tÊm t¸p cïng vËt liÖu chÕ t¹o khung cã h×nh d¸ng, kÝch th­íc phô thuéc vµo vÞ trÝ, h­íng nøt vµ chiÒu dµi c¸c vÕt nøt. C¸c ph­¬ng ph¸p söa ch÷a khung b»ng tÊm t¸p khung, c¸c h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc cña c¸c lo¹i tÊm t¸p sö dông trong söa ch÷a khung. H×nh 1.11. C¸c ph­¬ng ph¸p söa ch÷a khung xe H×nh 1.12. C¸c tÊm t¸p sö dông trong söa ch÷a khung xe Víi c¸c mèi ghÐp bÞ láng th­êng lµ do mßn c¸c lç ®inh t¸n cã thÓ sö dông c¸c biÖn ph¸p sau: Víi c¸c lç mßn Ýt h¬n 15% ®­êng kÝnh lç th× t¸n l¹i b»ng c¸c ®inh t¸n hoÆc c¸c bu l«ng cã ®­êng kÝnh lín h¬n. Víi c¸c lç mßn nhiÒu h¬n 15% ®­êng kÝnh lç th× hµn ®¾p lç b»ng ph­¬ng ph¸p hµn ®iÖn hoÆc hµn h¬i, sö dông c¸c vËt liÖu hµn cã phô gia chèng ¨n mßn. Sau ®ã lµm s¹ch vÞ trÝ hµn, lÊy l¹i t©m vµ khoan lç míi cã ®­êng kÝnh theo tiªu chuÈn. Víi c¸c mèi ghÐp ren bÞ níi láng cã thÓ kh¾c phôc b»ng c¸ch sau: Ch¹y l¹i ren víi c¸c mèi ghÐp cßn sö dông ®­îc. Khoan vµ tar« lç cã ®­êng kÝnh lín h¬n ®èi víi c¸c mèi ghÐp cã ren bÞ søt hoÆc qu¸ mßn. Hµn ®¾p vµ tar« lç ren míi cã ®­êng kÝnh tiªu chuÈn