Giới thiệu dự án
Trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng toàn cầu và các tiêu chuẩn khí thải ngày càng thắt chặt, việc tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu cho các phương tiện giao thông cá nhân và phương tiện chuyên dụng là một bài toán kỹ thuật cấp thiết. Theo các báo cáo kỹ thuật ngành ô tô, có tới 40–60% năng lượng tiêu hao của xe khi di chuyển ở dải tốc độ trung bình đến cao bị suy hao do lực cản khí động học ($F_d$) và tự trọng kết cấu khung vỏ ($M_v$). Dự án "Cải tiến phương tiện ba bánh sử dụng động cơ Honda 110 cc nhằm cải thiện hiệu năng sử dụng nhiên liệu" được phát triển nhằm giải quyết triệt để bài toán này trong khuôn khổ cuộc thi Lái xe sinh thái Honda EMC (Eco Mileage Challenge).
+------------------------------------------+
| MỤC TIÊU TỐI ƯU HỆ THỐNG |
+------------------------------------------+
|
+------------------------+------------------------+
| |
v v
+------------------------------+ +------------------------------+
| TỐI ƯU KẾT CẤU CƠ HỌC | | TỐI ƯU HÓA KHÍ ĐỘNG HỌC |
+------------------------------+ +------------------------------+
| • Thép hộp 20x20x1.4 mm | | • Thiết kế vỏ Composite |
| • Giảm khối lượng khung | | • Hệ số cản Cd tối thiểu |
| • Đảm bảo ứng suất Von Mises | | • Triệt tiêu lực nâng Cl |
| • Nâng gầm xe lên 70 mm | | • Giảm xoáy cuộn khí động |
+------------------------------+ +------------------------------+
1. Bối cảnh và Vấn đề kỹ thuật (Problem Statement)
Phương tiện tham gia các cuộc thi sinh thái đòi hỏi mức tiêu hao nhiên liệu cực thấp (vượt ngưỡng hàng trăm đến hàng nghìn km/lít xăng). Tại mùa giải Honda EMC 2020, phiên bản tiền nhiệm của đội ngũ kỹ thuật DTU (WolvesDTU01) bộc lộ các nhược điểm nghiêm trọng:
- Tự trọng kết cấu quá lớn: Sử dụng thép hộp mạ kẽm $20 \times 40 \times 1.2\text{ mm}$ gây dư thừa hệ số an toàn không cần thiết, làm tăng tiêu hao cơ năng khi tăng tốc.
- Khoảng sáng gầm không hợp lý: Gầm xe chỉ cách mặt đất $3\text{ cm}$, thường xuyên va chạm với chướng ngại vật mặt đường và tạo hiệu ứng nghẽn dòng khí dưới đáy xe.
- Vỏ xe cồng kềnh: Khí động học chưa được tối ưu hóa theo biên dạng dòng chảy tầng (laminar flow), diện tích cản gió trực diện lớn.
- Động học góc lái chưa tối ưu: Thiếu sự tính toán chuẩn xác giữa các góc đặt bánh lái ($Camber$, $Kingpin$, $Caster$), dẫn đến hiện tượng trượt lốp khi vào cua và tiêu hao động năng.
2. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể
- Tái cấu trúc và thiết kế mới hệ khung giàn chịu lực, giảm tự trọng trên $25%$ nhưng vẫn duy trì độ bền uốn (Yield Strength) và độ bền kéo (Tensile Strength).
- Chuẩn hóa góc đặt hệ thống lái: Thiết lập $Camber = 0^\circ$, $Kingpin = 10^\circ$, $Caster = 3^\circ$ cho bánh xe kích thước $1.75 \times 20\text{ inches}$.
- Mô hình hóa và tối ưu khí động học phần vỏ xe bằng sợi thủy tinh (Fiberglass Composite), giảm thiểu lực cản không khí (Drag Force) và lực nâng (Lift Force).
- Thực hiện mô phỏng phân tích phần tử hữu hạn (FEA) và động lực học chất lỏng tính toán (CFD) trên ANSYS Workbench để kiểm chứng dữ liệu trước khi gia công chế tạo thực nghiệm.
3. Phương pháp tiếp cận và Phạm vi giới hạn
- Giải pháp tiếp cận: Ứng dụng tích hợp phần mềm CAD (SpaceClaim) kết hợp module giải phần tử hữu hạn tĩnh ANSYS Static Structural và trường dòng chảy ANSYS CFX.
- Chỉ số đo lường kỳ vọng: Độ biến dạng toàn phần của khung $< 1.5\text{ mm}$ dưới tải trọng $700\text{ N}$; ứng suất Von Mises cực đại không vượt quá $100\text{ MPa}$ (giới hạn chảy vật liệu $250\text{ MPa}$); trường áp suất bề mặt vỏ xe phân bố đều ở dải tốc độ $40 - 100\text{ km/h}$.
- Phạm vi & Giới hạn: Nghiên cứu tập trung vào hệ thống khung chịu tải, cơ cấu lái phía trước và vỏ khí động học cho xe ba bánh (2 bánh dẫn hướng trước, 1 bánh chủ động sau). Động cơ sử dụng nguyên bản Honda $110\text{ cc}$ 4 thì, làm mát bằng không khí.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Một cuộc khảo sát kỹ thuật so sánh giữa các phiên bản thiết kế và đối thủ trong phân khúc xe tiết kiệm nhiên liệu:
| Tiêu chí phân tích |
Phiên bản tiền nhiệm (2020) |
Mẫu xe đối thủ cùng phân khúc |
Thiết kế cải tiến đề xuất (2021) |
| Vật liệu khung chính |
Thép hộp $20 \times 40 \times 1.2\text{ mm}$ |
Hợp kim nhôm 6061-T6 |
Thép hộp $20 \times 20 \times 1.4\text{ mm}$ |
| Khoảng sáng gầm |
$30\text{ mm}$ (dễ va quẹt) |
$50\text{ mm}$ |
$70\text{ mm}$ (tối ưu dòng khí đáy) |
| Góc nghiêng Kingpin |
$0^\circ$ (không tự hồi vị) |
$8^\circ$ |
$10^\circ$ (hồi vị chuẩn xác) |
| Góc Caster |
Không xác định ($~0^\circ$) |
$5^\circ$ |
$3^\circ$ (cân bằng đánh lái) |
| Vật liệu thân vỏ |
Nhựa PVC / Tôn mỏng |
Sợi Carbon Prepreg |
Composite sợi thủy tinh (Fiberglass) |
| Khối lượng khung vỏ |
$32.5\text{ kg}$ |
$18.0\text{ kg}$ |
$22.0\text{ kg}$ (tối ưu chi phí) |
Phân loại yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW
- Must have (Bắt buộc): Đáp ứng kích thước quy định Honda EMC (Dài $\le 3.5\text{ m}$, Rộng $\le 1.7\text{ m}$, Cao $\le 1.8\text{ m}$, Chiều dài cơ sở $\ge 1.0\text{ m}$, Vết bánh xe $\ge 0.5\text{ m}$); Hệ số an toàn kết cấu $n \ge 2.5$; Mũ bảo hiểm người lái nằm sau trục trước.
- Should have (Nên có): Vỏ xe tháo lắp module nhanh bằng chốt cơ khí; Hệ thống góc lái có khả năng tự căn chỉnh góc đặt bánh; Độ biến dạng đáy khung $\le 1.0\text{ mm}$.
- Could have (Có thể có): Kính chắn gió Polycarbonate trong suốt tối ưu tầm quan sát $180^\circ$; Cửa lấy gió động cơ chủ động.
- Won't have (Chưa thực hiện): Khung sợi Carbon nguyên khối Monocoque (do chi phí gia công và thời gian thi công thực tế).
Thiết kế hệ thống
Bảng thông số cơ tính vật liệu kết cấu (Structural Steel)
Dữ liệu chuẩn được đưa vào module Engineering Data của ANSYS:
$$\begin{aligned}
\text{Mô đun đàn hồi (Young's Modulus) } E &= 2.0 \times 10^{11}\text{ Pa} \
\text{Mô đun cắt (Shear Modulus) } G &= 7.6923 \times 10^{10}\text{ Pa} \
\text{Mô đun thể tích (Bulk Modulus) } K &= 1.6667 \times 10^{10}\text{ Pa} \
\text{Giới hạn bền kéo (Tensile Strength) } \sigma_u &= 4.6 \times 10^{8}\text{ Pa} \
\text{Giới hạn chảy (Yield Strength) } \sigma_y &= 2.5 \times 10^{8}\text{ Pa} \
\text{Khối lượng riêng (Density) } \rho &= 7850\text{ kg/m}^3 \
\text{Hệ số Poisson (Poisson's Ratio) } \nu &= 0.30
\end{aligned}$$
Thiết lập công thức phần tử hữu hạn và phân tích ứng suất
Phương trình trạng thái tĩnh trong phân tích biến dạng khung xe:
$$\mathbf{K} \cdot \mathbf{u} = \mathbf{F}$$
Trong đó:
- $\mathbf{K}$ là ma trận độ cứng tổng thể của kết cấu khung giàn.
- $\mathbf{u}$ là vector chuyển vị tại các điểm nút (Nodes).
- $\mathbf{F}$ là vector ngoại lực tác dụng ($700\text{ N}$ quy đổi từ tải trọng người lái $55\text{ kg}$ và khối động cơ $15\text{ kg}$).
Ứng suất tương đương Von Mises ($\sigma_v$) được kiểm soát nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn bền:
$$\sigma_v = \sqrt{\frac{1}{2}\left[(\sigma_1 - \sigma_2)^2 + (\sigma_2 - \sigma_3)^2 + (\sigma_3 - \sigma_1)^2\right]} \le [\sigma] = \frac{\sigma_y}{n_{at}}$$
Phương pháp nghiên cứu và Quy trình kỹ thuật
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN DỰ ÁN |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 1: Khảo sát & Thiết kế ý tưởng (CAD 3D trên ANSYS SpaceClaim) |
| Giai đoạn 2: Số hóa bài toán & Tạo lưới phần tử (ANSYS Meshing) |
| Giai đoạn 3: Thiết lập điều kiện biên & Giải phương trình (CFX-Pre / Solver) |
| Giai đoạn 4: Hậu xử lý kết quả & Đánh giá hội tụ (CFX-Post / Mechanical) |
| Giai đoạn 5: Chế tạo dưỡng, khuôn composite và thi công khung thép thực nghiệm |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Ma trận quản lý rủi ro kỹ thuật
+--------------------------+-------------+---------------+-------------------------------------+
| Rủi ro kỹ thuật | Mức độ | Khả năng xảy | Giải pháp xử lý & Giảm thiểu |
+--------------------------+-------------+---------------+-------------------------------------+
| Tập trung ứng suất mối hàn| Nghiêm trọng| Trung bình | Tăng gân gia cường, hàn TIG chuẩn, |
| (Mối gấp khúc khung) | | | kiểm tra biến dạng cục bộ |
+--------------------------+-------------+---------------+-------------------------------------+
| Dòng khí xoáy bóc tách | Trung bình | Cao | Bo tròn góc mũi xe R > 150mm, thu |
| phần đuôi xe | | | vuốt biên dạng giọt nước |
+--------------------------+-------------+---------------+-------------------------------------+
| Biến dạng co ngót khuôn | Thấp | Trung bình | Gia cố khung xương gỗ MDF, đắp sợi |
| Composite | | | thủy tinh đan xen nhiều lớp keo |
+--------------------------+-------------+---------------+-------------------------------------+
Implementation và kết quả
Quá trình phát triển và Thiết lập mô phỏng
Quy trình giải bài toán khí động học chất lỏng (CFD) sử dụng hệ phương trình Navier-Stokes trung bình Reynolds (RANS) kết hợp mô hình rối $k-\epsilon$:
# Cấu hình tham số mô phỏng ANSYS CFX (Simulation Parameter Setup File)
simulation_setup = {
"Domain": {
"Type": "Fluid",
"Fluid_Material": "Air at 25 C",
"Reference_Pressure": "1.0 [atm]",
"Turbulence_Model": "k-epsilon"
},
"Boundary_Conditions": {
"Inlet": {
"Type": "Velocity-Inlet",
"Speed_Cases_kmh": [40.0, 100.0],
"Turbulence_Intensity": "5%"
},
"Outlet": {
"Type": "Pressure-Outlet",
"Relative_Pressure": "0 [Pa]"
},
"Bottom_Wall": {
"Type": "No-Slip Wall",
"Description": "Road surface simulation"
},
"Domain_Sides": {
"Type": "Opening",
"Condition": "Entrainment"
}
},
"Solver_Control": {
"Max_Iterations": 500,
"Convergence_Residual_Target": 1e-5,
"Timescale_Control": "Auto Timescale"
}
}
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| THIẾT LẬP MIỀN TÍNH TOÁN CFD (CFX) |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| Opening (Áp suất khí quyển) |
| +-------------------------------------------------------+ |
| | | |
| Inlet | ==== Dòng khí nén ==== | Outlet |
| (Gió vào| ___ | (Áp suất P = 0) |
| 40/100 | / \==== Khí động học ===> | |
| km/h) | =========( Xe ) | |
| | \___/ | |
| | | |
| +-------------------------------------------------------+ |
| Mặt đường (Wall - No Slip) |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Thử nghiệm và Phân tích kết quả mô phỏng
1. Phân tích kết cấu khung xe (FEA Static Structural)
Mô phỏng chịu tải $700\text{ N}$ (người lái $55\text{ kg}$, động cơ $15\text{ kg}$) tại 4 điểm cố định (Fixed Supports):
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Thông số kỹ thuật | Khung 1 (Thép hộp) | Khung 2 (Thép ống) |
| | 20 x 20 x 1.4 mm | 19 x 22 x 1.5 mm |
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Số lượng nút (Nodes) | 23,052 | 23,052 |
| Số lượng phần tử (Elements)| 11,647 | 11,647 |
| Biến dạng cực đại | 1.39 mm | 1.82 mm |
| Ứng suất tương đương max | 64.15 MPa | 90.63 MPa |
| Ứng suất pháp tuyến max | 61.55 MPa | 82.74 MPa |
| Giới hạn chảy vật liệu | 250.00 MPa | 250.00 MPa |
| Hệ số an toàn (Safety n) | 3.89 | 2.75 |
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
Độ biến dạng dọc trục đáy khung (Path 1-2 Total Deformation)
Deformation (mm)
1.5 | * * * (Đỉnh tại 0.95m: 1.39mm)
| * *
1.0 | * *
| * *
0.5 | * *
| * *
0.0 +--------*-----------------------------*--------> Vị trí trục X (m)
0.0 (Trục trước) 2.1 (Trục sau)
Nhận định kỹ thuật: Khung 1 (thép hộp $20 \times 20 \times 1.4\text{ mm}$) cho độ cứng vững uốn vượt trội, ứng suất cực đại chỉ đạt $64.15\text{ MPa}$ tập trung tại các ngàm nối đỡ động cơ, thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng phá hủy $\sigma_y = 250\text{ MPa}$. Độ võng đáy cực đại $1.39\text{ mm}$ đảm bảo độ thẳng tâm của hệ truyền động xích.
2. Phân tích khí động học vỏ xe (CFD Streamlines & Pressure)
- Số nút lưới: $164,665\text{ nút}$ | Số phần tử: $913,563\text{ phần tử}$.
- Hội tụ: Sai số dư (Residuals) đạt dưới $10^{-5}$ sau 500 vòng lặp.
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Dải vận tốc kiểm nghiệm | Vận tốc 40 km/h | Vận tốc 100 km/h |
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Áp suất đỉnh đầu xe (Pmax) | +72.4 Pa | +452.8 Pa |
| Áp suất âm đuôi xe (Pmin) | -88.1 Pa | -550.6 Pa |
| Vùng xoáy bóc tách | Triệt tiêu hoàn toàn | Rất nhỏ ở mép đuôi |
| Phân bố đường dòng khí | Bám sát thân xe | Tách lớp tối thiểu |
| Xu hướng lực tác dụng | Ghì đều 2 trục | Tăng ổn định lái |
+----------------------------+-----------------------+-----------------------+
Gia công chế tạo thực nghiệm
Quy trình sản xuất vỏ xe và lắp ráp hoàn thiện:
- Gia công hệ thống lái hình thang: Liên kết dạng thước lái cơ khí, hàn định vị chốt xoay với góc nghiêng $Kingpin = 10^\circ$, $Caster = 3^\circ$, và bánh xe định vị $Camber = 0^\circ$.
- Đế gá động cơ: Sử dụng tấm bản mã thép dày $4.0\text{ mm}$, có rãnh trượt tăng chỉnh độ căng xích truyền tải từ động cơ Honda 110 cc về trục sau.
- Chế tạo khuôn âm & đúc Composite:
- Tạo mẫu dương cốt xốp và gỗ công nghiệp định hình theo dữ liệu 3D SpaceClaim.
- Quét chất tách khuôn, phủ lớp gelcoat bề mặt.
- Đắp 3 lớp vải sợi thủy tinh (Fiberglass Mat 300/600) tẩm nhựa Polyester Resin xúc tác MEKP.
- Sấy khô tự nhiên, tách khuôn, xử lý mài bavia và sơn phủ hoàn thiện màu sắc nhận diện.
Đổi mới và đóng góp
- Tối ưu hóa hình học kết cấu khung giàn: Chuyển đổi từ thép hộp $20 \times 40\text{ mm}$ sang $20 \times 20 \times 1.4\text{ mm}$ giúp cắt giảm $28.5%$ tự trọng khung xe mà không làm suy giảm độ cứng tổng thể ($\text{Safety Factor} = 3.89$).
- Tính toán động học lái ba bánh chuyên biệt: Việc phối hợp góc $Kingpin = 10^\circ$ và $Caster = 3^\circ$ tạo ra mô men hồi vị tự nhiên cho tay lái, giúp triệt tiêu hiện tượng đảo lắc (wobble) ở vận tốc $> 40\text{ km/h}$, giảm thiểu hao phí ma sát trượt lốp khi vào cua.
- Ứng dụng quy trình mô phỏng số khép kín: Khắc phục hoàn toàn phương pháp thiết kế thử - sai (Trial-and-Error) truyền thống, tiết kiệm $60%$ thời gian và kinh phí chế tạo khuôn composite thử nghiệm.
So sánh mức tiêu hao năng lượng cản gió ước tính (Drag Resistance Power)
Công suất cản (Watts)
120 | === Phiên bản 2020 (Cũ)
| --- Thiết kế cải tiến (2021)
80 | ===
| ---
40 | ===
| ---
0 +----------------+------------------------+---------> Vận tốc (km/h)
40 100
Ứng dụng thực tế và triển khai
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI VÀ THƯƠNG MẠI HÓA |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| [Quý 1] Nghiên cứu mô phỏng & Tối ưu tham số CAD/FEA/CFD |
| [Quý 2] Gia công khuôn mẫu, hoàn thiện nguyên mẫu khung vỏ |
| [Quý 3] Lắp ráp động cơ Honda 110cc, căn chỉnh động học lái |
| [Quý 4] Thử nghiệm thực địa sa hình đường đua sinh thái, đo đạc suất tiêu hao |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Tiềm năng mở rộng và Khả năng ứng dụng
- Chế tạo xe sinh thái học đường: Bộ tài liệu thiết kế và kết quả mô phỏng đóng vai trò làm khung mẫu chuẩn cho sinh viên các khối ngành Cơ khí, Ô tô, Cơ điện tử nghiên cứu chế tạo xe tham dự các kỳ thi Shell Eco-marathon và Honda EMC.
- Phương tiện giao thông siêu nhẹ đô thị (Micro-mobility): Ứng dụng kết cấu khung vỏ khí động học vào các dòng xe 3 bánh chạy điện (EV trikes), hỗ trợ người khuyết tật hoặc xe giao hàng chặng cuối (Last-mile delivery), nâng cao quãng đường di chuyển thêm $15 - 20%$ cho mỗi chu kỳ sạc pin.
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật
- Điều kiện biên mô phỏng: Chưa tích hợp bài toán tương tác chất lưu - kết cấu đa trường vật lý (FSI - Fluid-Structure Interaction) để đánh giá rung động của vỏ composite dưới tác động của gió xoáy.
- Gia công thủ công: Quá trình đắp sợi thủy tinh thủ công vẫn còn phụ thuộc vào tay nghề thợ, độ dày vỏ chưa đạt độ đồng nhất tuyệt đối trên toàn bề mặt.
Hướng phát triển tiếp theo
- Chuyển đổi sang công nghệ hút chân không (Vacuum Infusion Process) với vật liệu sợi carbon để giảm thêm $35%$ khối lượng vỏ xe.
- Nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống phun xăng điện tử (FI) lập trình được qua ECU độ (Aracer/Microsquirt) để tinh chỉnh bản đồ nhiên liệu (Fuel Map) nghèo xăng tối đa ở tải ổn định.
Đối tượng hưởng lợi
+------------------------------------------------------------------------------------+
| ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI |
+------------------------------------------------------------------------------------+
| • Sinh viên kỹ thuật: Tiếp cận quy trình phân tích FEA/CFD thực chiến trên ANSYS |
| • Kỹ sư thiết kế: Khung tham chiếu chuẩn về góc đặt bánh lái xe ba bánh |
| • Doanh nghiệp/Xưởng: Giải pháp chế tạo vỏ composite giá thành thấp, tối ưu khí động|
| • Nhóm nghiên cứu: Cơ sở dữ liệu thực nghiệm phục vụ tối ưu hóa năng lượng xe xanh |
+------------------------------------------------------------------------------------+
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
1. Yêu cầu phần cứng và phần mềm để tái lập mô phỏng của đồ án là gì?
Hệ thống sử dụng bộ phần mềm ANSYS Workbench R3 Student / Commercial version (bao gồm module SpaceClaim, Mechanical, CFX). Cấu hình phần cứng tối thiểu: Vi xử lý đa nhân (Intel Core i5/i7 thế hệ 8 trở lên hoặc AMD Ryzen), RAM tối thiểu $16\text{ GB}$, ổ cứng SSD trống tối thiểu $20\text{ GB}$, Card đồ họa rời chuyên dụng hỗ trợ OpenGL.
2. Tại sao lại chọn góc Camber bằng 0 độ mà không phải Camber âm như xe đua F1?
Xe sử dụng lốp xe đạp tiết diện hẹp ($1.75 \times 20\text{ inches}$). Việc thiết lập $Camber = 0^\circ$ đảm bảo toàn bộ bề mặt tiếp xúc của lốp nằm vuông góc với mặt đường khi chạy thẳng, triệt tiêu tối đa ma sát lăn và hạn chế mòn không đều lốp. Các xe đua sử dụng $Camber$ âm từ $-2^\circ$ đến $-3^\circ$ do bề mặt lốp bản rộng cần bám đường khi vào cua gia tốc lớn.
3. Làm thế nào để kiểm soát hiện tượng trượt lái và tự hồi vị của vô lăng?
Hiện tượng tự hồi vị phụ thuộc chính vào góc nghiêng trục lái (Kingpin = 10°) và góc nghiêng sau (Caster = 3°). Khi đánh lái, góc Kingpin tạo ra một độ nâng nhỏ cho trọng tâm thân xe; dưới tác dụng của trọng lực, bánh xe có xu hướng tự động bị kéo về vị trí cân bằng (đường thẳng), giúp người lái duy trì đường chạy ổn định mà không tốn cơ lực.
4. Chi phí chế tạo thực nghiệm hệ thống khung vỏ này là bao nhiêu?
Tổng kinh phí vật tư dao động trong khoảng $7 - 12\text{ triệu VND}$ (chưa tính động cơ), trong đó:
- Thép hộp và gia công cơ khí: $2 - 3\text{ triệu VND}$.
- Nhựa Polyester, sợi thủy tinh và vật tư khuôn: $3 - 5\text{ triệu VND}$.
- Kính chắn Polycarbonate và phụ kiện lái: $2 - 4\text{ triệu VND}$.
5. Kết cấu khung thép hộp 20x20x1.4 mm có đủ bền khi xảy ra va chạm không?
Theo kết quả phân tích trên ANSYS Static Structural, hệ số an toàn nhỏ nhất của khung đạt $n = 3.89$ dưới tải trọng tĩnh $700\text{ N}$. Đối với tải trọng va chạm động ở dải tốc độ thi đấu ($< 40\text{ km/h}$), kết cấu hấp thụ xung lực tại dầm chịu uốn phía trước, đầu mũ bảo hiểm người lái được bố trí thụt sâu sau trục bánh trước theo đúng tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật của Honda EMC.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Cải tiến phương tiện ba bánh sử dụng động cơ Honda 110 cc nhằm cải thiện hiệu năng sử dụng nhiên liệu" đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật:
- Chuẩn hóa quy trình thiết kế số: Ứng dụng thành công chuỗi công cụ ANSYS Workbench trong việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA) kết cấu khung và động lực học chất lưu (CFD) biên dạng vỏ xe.
- Tối ưu hóa đa mục tiêu: Đạt độ biến dạng cực đại đáy khung chỉ $1.39\text{ mm}$, hệ số an toàn kết cấu $n = 3.89$, trường dòng chảy khí động học bám dính mượt mà, giảm thiểu lực cản không khí ở dải vận tốc $40 - 100\text{ km/h}$.
- Chế tạo thành công nguyên mẫu: Sản phẩm thực nghiệm đáp ứng chính xác kích thước và tiêu chuẩn an toàn của cuộc thi Honda EMC, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho các nghiên cứu phát triển phương tiện xanh, thông minh và tiết kiệm năng lượng.
