Nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu an toàn cho ô tô khách Universe theo tiêu chuẩn ECE R66

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2. Nghiên cứu trong nước

1.3. Nghiên cứu ngoài nước

2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM

2.1. Tiêu chuẩn va chạm trực diện

2.2. Tiêu chuẩn tính an toàn lật nghiêng ô tô khách ECE R66

2.3. Lý thuyết biến dạng phi tuyến tính

2.4. Xác định trọng tâm xe

2.4.1. Xác định trọng tâm theo chiều dọc

2.4.2. Xác định trọng tâm theo chiều cao

2.4.3. Xác định độ lệch trọng tâm theo chiều ngang

2.5. Giới hạn lật đổ

2.6. Vận tốc góc khi lật

2.6.1. Vận tốc góc ban đầu ω0

2.7. Phần mềm HyperMesh

2.8. Phần mềm HyperView

2.9. Phần mềm Ls – Dyna

2.10. Phần mềm SPSS

2.11. Phần mềm Matlab

3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN XE Ô TÔ KHÁCH

3.1. Xây dựng mô hình xe khách Universe 3D

3.2. Bản vẽ Cad 2D xe Universe

3.3. Bản vẽ 3D xe Universe Ghế ngồi

3.4. Tạo mặt giữa và chỉnh sửa mô hình trong Hypermesh

3.4.1. Tạo mặt giữa cho mô hình

3.4.2. Chỉnh sửa mô hình

3.5. Chia lưới mô hình và kiểm tra chất lượng lưới

3.5.1. Chỉnh sửa và kiểm tra lưới

3.6. Thiết lập mô hình lật nghiêng theo tiêu chuẩn ECE R66

3.6.1. Thiết kế mặt phẳng lật và mặt phẳng va chạm

3.6.2. Thiết kế không gian an toàn theo tiêu chuẩn ECE R66

3.7. Tạo vật liệu, thuộc tính và gán điều kiện biên theo tiêu chuẩn ECE R66

3.7.1. Tạo vật liệu

3.7.2. Tạo thuộc tính

3.7.3. Gán thông số vật liệu và thuộc tính vào đối tượng cần thiết lập

3.7.4. Điều kiện biên theo tiêu chuẩn ECE R66

3.8. Tính toán khối lượng tổng thể và đặt khối lượng lên mô hình

3.8.1. Tính toán khối lượng tổng thể mô hình

3.8.2. Đặt khối lượng lên mô hình

3.9. Tạo phương trọng lực tác dụng

3.10. Tạo liên kết toàn bộ các phần trên mô hình

3.10.1. Tạo liên kết không gian an toàn với sàn xe

3.10.2. Tạo liên kết các đối tượng còn lại

3.11. Tạo tiếp xúc cả xe với mặt đường và đặt vận tốc góc Omega

3.11.1. Tạo tiếp xúc cả xe với mặt đường

3.12. Xuất tọa độ trọng tâm và tạo tín hiệu khảo sát thông tin đầu ra

3.12.1. Xuất tọa độ trọng tâm của xe

3.12.2. Tạo tín hiệu khảo sát thông tin đầu ra của trọng tâm

3.13. Tạo thẻ Control Cards để điều khiển quá trình mô phỏng

3.14. Kiểm tra lỗi trước khi đưa vào LS – Dyna mô phỏng

3.15. Xuất file trong Hypermesh và quá trình mô phỏng trong LS – Dyna

3.15.1. Xuất file trong Hypermesh

3.15.2. Chạy file mô phỏng trong LS – Dyna

3.16. Hiển thị kết quả trên Hyperview

4. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG – THIẾT KẾ CẢI TIẾN VÀ TỐI ƢU MÔ HÌNH KHUNG XƢƠNG

4.1. Hiện thị kết quả trong Hyperview

4.2. Vị trí xuất hiện ứng suất tập trung

4.3. Kết luận mô hình ban đầu từ kết quả mô phỏng

4.4. Giảm độ dày khung xương bên hông để đạt tới không gian an toàn

4.5. Cải tiến và kết quả

4.5.1. Kết quả cải tiến

4.5.2. Thiết kế tối ưu mô hình khung xương

4.6. Chọn biến lượng tối ưu hóa cho mô hình khung xương

4.7. Thiết kế thí nghiệm mô phỏng

4.8. Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm mô phỏng

4.9. Dùng SPSS lập phương trình hồi quy thực nghiệm

4.9.1. Thực hiện tính toán hồi quy

4.9.2. Kết quả hồi quy trọng lượng M theo các biến x1, x2, x3, x4

4.9.3. Kết quả hồi quy của khoảng cách D1

4.9.4. Kết quả hồi quy của khoảng cách D2

4.10. Giải phương trình hồi quy bằng Matlab

4.11. Mô phỏng kiểm nghiệm quá trình tính toán tối ưu

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu an toàn ô tô khách Universe

Nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu an toàn cho ô tô khách Universe theo tiêu chuẩn ECE R66 là một vấn đề quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đảm bảo an toàn cho hành khách trong các tình huống tai nạn, đặc biệt là tai nạn lật nghiêng. Việc áp dụng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế như ECE R66 giúp nâng cao chất lượng và độ tin cậy của các phương tiện giao thông công cộng.

1.1. Tầm quan trọng của an toàn ô tô khách

An toàn ô tô khách không chỉ là một yêu cầu pháp lý mà còn là một yếu tố quyết định đến sự sống còn của các nhà sản xuất. Tai nạn xe buýt gây ra hàng triệu thương tích và tử vong mỗi năm, do đó, việc nghiên cứu và cải tiến kết cấu an toàn là rất cần thiết.

1.2. Tiêu chuẩn ECE R66 và ứng dụng của nó

Tiêu chuẩn ECE R66 quy định các yêu cầu về độ cứng và khả năng chống lật của ô tô khách. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này không chỉ giúp bảo vệ hành khách mà còn nâng cao uy tín của nhà sản xuất trong ngành công nghiệp ô tô.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế kết cấu an toàn ô tô khách

Mặc dù xe khách được coi là một trong những phương tiện an toàn nhất, nhưng vẫn có nhiều thách thức trong việc thiết kế kết cấu an toàn. Tai nạn lật nghiêng và va chạm trực diện là những vấn đề nghiêm trọng cần được giải quyết. Các nhà sản xuất phải đối mặt với áp lực về việc giảm trọng lượng xe mà vẫn đảm bảo an toàn cho hành khách.

2.1. Thách thức trong việc giảm trọng lượng khung xương

Việc giảm trọng lượng khung xương mà không làm giảm độ cứng là một thách thức lớn. Các phương pháp truyền thống thường không đạt được hiệu quả tối ưu, dẫn đến việc cần phải áp dụng các công nghệ mới trong thiết kế.

2.2. Vấn đề an toàn trong các tình huống tai nạn

Tai nạn lật nghiêng là một trong những nguyên nhân chính gây ra thương tích nghiêm trọng cho hành khách. Do đó, việc thiết kế khung xương phải đảm bảo không gian an toàn cho hành khách trong mọi tình huống.

III. Phương pháp nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu ô tô khách

Nghiên cứu này áp dụng kỹ thuật máy tính (CAE) để xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho ô tô khách Universe. Các mô phỏng được thực hiện để phân tích độ cứng của khung xương theo tiêu chuẩn ECE R66. Kết quả từ các mô phỏng này sẽ giúp xác định các điểm cần cải tiến trong thiết kế.

3.1. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn

Mô hình phần tử hữu hạn được xây dựng để mô phỏng các tình huống tai nạn khác nhau. Việc này giúp đánh giá độ cứng và khả năng chống lật của khung xương ô tô khách.

3.2. Phân tích độ cứng khung xương theo tiêu chuẩn ECE R66

Phân tích độ cứng khung xương là bước quan trọng để đảm bảo rằng thiết kế đáp ứng các yêu cầu an toàn. Kết quả phân tích sẽ chỉ ra các điểm yếu trong thiết kế hiện tại.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế khung xương có thể giảm trọng lượng lên đến 18,5% mà vẫn đảm bảo an toàn cho hành khách. Các cải tiến này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao hiệu suất của xe khách.

4.1. Kết quả cải tiến thiết kế khung xương

Các cải tiến trong thiết kế khung xương đã cho thấy sự giảm đáng kể về trọng lượng mà không làm giảm độ cứng. Điều này cho phép xe khách hoạt động hiệu quả hơn trong các tình huống thực tế.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào quy trình sản xuất ô tô khách, giúp nâng cao chất lượng và độ an toàn của sản phẩm. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho nhà sản xuất mà còn cho hành khách.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu an toàn cho ô tô khách Universe theo tiêu chuẩn ECE R66 đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ mới có thể cải thiện đáng kể độ an toàn và hiệu suất của xe. Hướng phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào việc tiếp tục cải tiến thiết kế và áp dụng các công nghệ tiên tiến hơn.

5.1. Kết luận về nghiên cứu

Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc tối ưu hóa thiết kế khung xương là khả thi và cần thiết để đảm bảo an toàn cho hành khách. Các kết quả đạt được sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới để nâng cao hơn nữa độ an toàn và hiệu suất của ô tô khách. Việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của thị trường.

Nghiên cứu thiết kế tối ưu kết cấu an toàn lật nghiêng cho ô tô khách Universe