Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng (Bùi Khắc Điệp)



Trong đồ án này, với đề tài “Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng”, chúng tôi tập trung phân tích, xác định phương án và kết cấu thùng ô tô tải cánh dơi có  bửng nâng cho ô tô tải 9 tấn.

Phân  tích  các  phương  án  thiết  kế  thùng  truyền  thống,  các  phương  án  thiết  kế  bửng nâng qua đó đưa ra kết cấu thùng hàng, kết cấu bửng nâng, sơ đồ dẫn động cánh dơi cũng như bửng nâng.  Sử dụng phần mềm Hyperworks để thiết lập bài toán tính bền và tính toán độ bền của thùng xe trong nhiều trường hợp giống thực tế. Trên cơ sở đó phân tích kết quả tính toán, đánh giá kết quả thiết kế. Làm nền tảng cho việc tối ưu kết cấu độ bền thùng  xe thiết kế.  Sử dụng phần mềm Catia V5 để mô hình hóa 3D thùng xe phục vụ cho tính toán và tối ưu hóa độ bền bằng phần mềm HyperWorks.

Với sự hổ trợ của phần mềm Hyperworks kết cấu thùng hàng đã được xác định. So sánh với các phương án kết cấu theo  phương pháp truyền thống thì với phương án sử dụng can thiệp phần mềm quá trình xác định kết cấu diễn ra nhanh hơn, cụ thể và chính xác hơn qua đó giảm được thời gian thiết kế cũng như sản xuất đem lại được tính kinh tế cao. Với phần mềm Hyperworks ta xác  định được độ bền của thùng xe ở các trạng thái làm việc đúng yên, phanh, quay vòng. Ngoài ra cũng xác định được độ bền cánh dơi cũng như bửng nâng ở trạng thái nâng hạ. Qua đó đưa ra phương pháp khắc phục cải tiến để đảm bảo độ bền cho kết cấu. Ngoài ra cũng sử dụng phần mềm Catia để mô phỏng quá trình hoạt động khi đóng mở thùng hàng và  bửng nâng qua đó cho người đọc thấy rõ kết cấu dưới dạng 3D cũng như cái nhìn thực tế nhất về nguyên lý làm việc của chúng.

Với tính nổi bật của phần mềm Catia cũng như Hyperworks, hai phần mềm này sẽ hổ trợ đắc lực trong tính toán và thiết kế nhiều thứ khác nhau. Hiện nay có rất nhiều phần mềm thiết kế khác nhau nhưng theo chúng tôi thì phần mềm Catia, Hyperworks vẫn chiếm vị trí quan trọng với dân thiết kế không chỉ phụ vụ cho dân cơ khí mà còn có thể phục vụ nhiều đối tượng khác nhau. 


NỘI DUNG:


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT  ...........................................................................xi

CHƯƠNG 1.  TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  .........................................  1

1.1.  Mục đích và ý nghĩa khoa học đề tài.  ................................................................  1

1.2.  Phân loại xe tải thùng và chức năng của chúng.  ................................................  3

1.3.  Giới thiệu xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng.  .................................................  5

1.3.1.  Phạm vi làm việc  ................................................................................................  5

1.3.2.  Điều kiện làm việc  ..............................................................................................  5

1.3.3.  Đánh giá nhu cầu sử dụng xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng.  ........................  5

1.3.4.  Nhận xét chung  ...................................................................................................  7

CHƯƠNG 2.  TÍNH  TOÁN  THIẾT  KẾ  THÙNG  CÁNH  DƠI  CÓ  BỬNG  NÂNG 

LẮP TRÊN XE CƠ SỞ CHASSIS THACO.  ..................................................................  8

2.1.  Thiết kế thùng cánh dơi có bửng nâng lắp trên xe cơ sở Chassis Thaco.  ..........  8

2.1.1.  Phân tích lựa chọn xe cơ sở.  ...............................................................................  8

2.1.1.1.  Ưu điểm của xe tải cơ sở Chassis Thaco.  ...........................................................  8

2.1.1.2.  Thông số kỹ thuật của xe  ....................................................................................  8

2.1.2.  Các phương án tham khảo xe tải thùng mở bên.  ..............................................  11

2.1.2.1.  Các phương án tham khảo thùng xe mở bên.  ...................................................  11

2.1.2.2.  Các phương án tham khảo bửng nâng  ..............................................................  15

2.1.3.  Lựa chọn phương án thiết kế  ............................................................................  16

2.1.4.  Các quy định ngành về kích thước, khối lượng đối với xe tải  .........................  16

2.1.5.  Thiết kế mảng sàn thùng cánh dơi  ....................................................................  17

2.1.6.  Thiết kế cánh dơi  ..............................................................................................  21 

iv

2.1.7.  Thiết kế bửng bên  .............................................................................................  24

2.1.8.  Thiết kế mảng trước  .........................................................................................  25

2.1.9.  Thiết kế mảng sau  .............................................................................................  27

2.1.10.  Thiết kế bửng nâng  ...........................................................................................  28

2.1.11.  Thiết kế cụm trụ giữa  .......................................................................................  30

2.2.  Tính toán lựa chọn bơm xy lanh thủy lực  ........................................................  30

2.2.1.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi  .................................  30

2.2.1.1.  Tính lực đẩy nâng hạ cánh dơi  .........................................................................  30

2.2.1.2.  Lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi  ..................................................................  34

2.2.1.3.  Xi lanh thủy lực tác dụng một chiều  ................................................................  35

2.2.1.4.  Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều  ..................................................................  35

2.2.1.5.  Xác định nhiệm vụ tính toán  ............................................................................  36

2.2.1.6.  Kiểm tra độ bền thành xi lanh  ..........................................................................  38

2.2.1.7.  Tính chọn bơm thủy lực  ...................................................................................  39

2.2.2.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh nâng hạ bửng.  .....................................  40

2.2.3.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh gập bửng.  ............................................  42

2.2.3.1.  Tính toán lực đẩy xi lanh  ..................................................................................  42

2.2.3.2.  Xác định thông số xi lanh  .................................................................................  44

2.2.3.3.  Xác định các thông số xi lanh và chọn xi lanh  .................................................  46

2.3.  Xác định các thông số của bơm dầu.  ...............................................................  47

2.4.  Sơ đồ dẫn động nâng hạ bửng và gập bửng  .....................................................  48

CHƯƠNG 3.  MÔ  PHỎNG  HOẠT  ĐỘNG  THÙNG  CÁNH  DƠI  BẰNG  PHẦN 

MỀM CATIA V5...........................................................................................................  50

3.1.  Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM sử dụng:  ....................................  50

3.1.1.  Sơ lược về công nghệ CAD/CAM/CNC:  .........................................................  50

3.1.2.  Giới thiệu chung về phần mềm CATIA V5R21: .............................................  50

3.2.  Thiết kế chi tiết với module Part Design.  ........................................................  52

3.3.  Lắp ghép với module Assembly Design  ..........................................................  55

3.4.  Mô phỏng chuyển động với module DMU Kinematics...................................  58 

v

3.5.  Kết luận.  ...........................................................................................................  68

CHƯƠNG 4.  ỨNG  DỤNG  PHẦN  MỀM  HYPERWORKS  TÍNH  BỀN  CHO 

THÙNG CÁNH DƠI BỬNG NÂNG............................................................................  69

4.1.  Cơ sở lý thuyết  .................................................................................................  69

4.1.1.  Lý thuyết sức bền vật liệu  ................................................................................  69

4.1.2.  Phương pháp phần tử hữu hạn trong bài toán bền  ............................................  70

4.2.  Giới thiệu phần mềm Hyperworks  ...................................................................  72

4.2.1.  Tổng quan  .........................................................................................................  72

4.2.2.  Các module của phần mềm  ..............................................................................  73

4.2.3.  Ứng dụng phần mềm HyperWorks trong đề tài  ...............................................  83

4.3.  Quy trình tính toán độ bền thùng xe sử dụng phần mềm HyperWorks  ...........  84

4.4.  Kết quả tính bền cụm bửng nâng.  ..................................................................  101

4.4.1.  Thông số đầu vào, điều kiện làm việc.  ...........................................................  101

4.4.2.  Kết quả tính toán.  ...........................................................................................  101

4.5.  Kết quả tính toán độ bền thùng cánh dơi  .......................................................  106

4.5.1.  Thông số đầu vào, điều kiện làm việc.  ...........................................................  106

4.5.2.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp phanh.  .............  107

4.5.3.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp quay vòng.  ......  108

4.5.4.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp bình thường 

đầy tải.  ............................................................................................................  109

4.5.5.  Kết quả chi tiết mảng sàn tại trường hợp bình thường.  ..................................  110

4.5.6.  Kết quả chi tiết mảng trước trong trường hợp xe phanh gấp.  ........................  112

4.5.7.  Kết quả chi tiết mảng hông trường hợp quay vòng.  .......................................  114

4.5.8.  Kết quả chi tiết trường hợp nâng cánh dơi.  ....................................................  116

4.6.  Kết luận.  .........................................................................................................  118

KẾT LUẬN  .................................................................................................................  119

TÀI LIỆU THAM KHẢO  .








LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)



Trong đồ án này, với đề tài “Thiết kế thùng xe tải cánh dơi có bửng nâng”, chúng tôi tập trung phân tích, xác định phương án và kết cấu thùng ô tô tải cánh dơi có  bửng nâng cho ô tô tải 9 tấn.

Phân  tích  các  phương  án  thiết  kế  thùng  truyền  thống,  các  phương  án  thiết  kế  bửng nâng qua đó đưa ra kết cấu thùng hàng, kết cấu bửng nâng, sơ đồ dẫn động cánh dơi cũng như bửng nâng.  Sử dụng phần mềm Hyperworks để thiết lập bài toán tính bền và tính toán độ bền của thùng xe trong nhiều trường hợp giống thực tế. Trên cơ sở đó phân tích kết quả tính toán, đánh giá kết quả thiết kế. Làm nền tảng cho việc tối ưu kết cấu độ bền thùng  xe thiết kế.  Sử dụng phần mềm Catia V5 để mô hình hóa 3D thùng xe phục vụ cho tính toán và tối ưu hóa độ bền bằng phần mềm HyperWorks.

Với sự hổ trợ của phần mềm Hyperworks kết cấu thùng hàng đã được xác định. So sánh với các phương án kết cấu theo  phương pháp truyền thống thì với phương án sử dụng can thiệp phần mềm quá trình xác định kết cấu diễn ra nhanh hơn, cụ thể và chính xác hơn qua đó giảm được thời gian thiết kế cũng như sản xuất đem lại được tính kinh tế cao. Với phần mềm Hyperworks ta xác  định được độ bền của thùng xe ở các trạng thái làm việc đúng yên, phanh, quay vòng. Ngoài ra cũng xác định được độ bền cánh dơi cũng như bửng nâng ở trạng thái nâng hạ. Qua đó đưa ra phương pháp khắc phục cải tiến để đảm bảo độ bền cho kết cấu. Ngoài ra cũng sử dụng phần mềm Catia để mô phỏng quá trình hoạt động khi đóng mở thùng hàng và  bửng nâng qua đó cho người đọc thấy rõ kết cấu dưới dạng 3D cũng như cái nhìn thực tế nhất về nguyên lý làm việc của chúng.

Với tính nổi bật của phần mềm Catia cũng như Hyperworks, hai phần mềm này sẽ hổ trợ đắc lực trong tính toán và thiết kế nhiều thứ khác nhau. Hiện nay có rất nhiều phần mềm thiết kế khác nhau nhưng theo chúng tôi thì phần mềm Catia, Hyperworks vẫn chiếm vị trí quan trọng với dân thiết kế không chỉ phụ vụ cho dân cơ khí mà còn có thể phục vụ nhiều đối tượng khác nhau. 


NỘI DUNG:


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT  ...........................................................................xi

CHƯƠNG 1.  TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  .........................................  1

1.1.  Mục đích và ý nghĩa khoa học đề tài.  ................................................................  1

1.2.  Phân loại xe tải thùng và chức năng của chúng.  ................................................  3

1.3.  Giới thiệu xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng.  .................................................  5

1.3.1.  Phạm vi làm việc  ................................................................................................  5

1.3.2.  Điều kiện làm việc  ..............................................................................................  5

1.3.3.  Đánh giá nhu cầu sử dụng xe tải thùng cánh dơi có bửng nâng.  ........................  5

1.3.4.  Nhận xét chung  ...................................................................................................  7

CHƯƠNG 2.  TÍNH  TOÁN  THIẾT  KẾ  THÙNG  CÁNH  DƠI  CÓ  BỬNG  NÂNG 

LẮP TRÊN XE CƠ SỞ CHASSIS THACO.  ..................................................................  8

2.1.  Thiết kế thùng cánh dơi có bửng nâng lắp trên xe cơ sở Chassis Thaco.  ..........  8

2.1.1.  Phân tích lựa chọn xe cơ sở.  ...............................................................................  8

2.1.1.1.  Ưu điểm của xe tải cơ sở Chassis Thaco.  ...........................................................  8

2.1.1.2.  Thông số kỹ thuật của xe  ....................................................................................  8

2.1.2.  Các phương án tham khảo xe tải thùng mở bên.  ..............................................  11

2.1.2.1.  Các phương án tham khảo thùng xe mở bên.  ...................................................  11

2.1.2.2.  Các phương án tham khảo bửng nâng  ..............................................................  15

2.1.3.  Lựa chọn phương án thiết kế  ............................................................................  16

2.1.4.  Các quy định ngành về kích thước, khối lượng đối với xe tải  .........................  16

2.1.5.  Thiết kế mảng sàn thùng cánh dơi  ....................................................................  17

2.1.6.  Thiết kế cánh dơi  ..............................................................................................  21 

iv

2.1.7.  Thiết kế bửng bên  .............................................................................................  24

2.1.8.  Thiết kế mảng trước  .........................................................................................  25

2.1.9.  Thiết kế mảng sau  .............................................................................................  27

2.1.10.  Thiết kế bửng nâng  ...........................................................................................  28

2.1.11.  Thiết kế cụm trụ giữa  .......................................................................................  30

2.2.  Tính toán lựa chọn bơm xy lanh thủy lực  ........................................................  30

2.2.1.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi  .................................  30

2.2.1.1.  Tính lực đẩy nâng hạ cánh dơi  .........................................................................  30

2.2.1.2.  Lựa chọn xy lanh nâng hạ cánh dơi  ..................................................................  34

2.2.1.3.  Xi lanh thủy lực tác dụng một chiều  ................................................................  35

2.2.1.4.  Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều  ..................................................................  35

2.2.1.5.  Xác định nhiệm vụ tính toán  ............................................................................  36

2.2.1.6.  Kiểm tra độ bền thành xi lanh  ..........................................................................  38

2.2.1.7.  Tính chọn bơm thủy lực  ...................................................................................  39

2.2.2.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh nâng hạ bửng.  .....................................  40

2.2.3.  Tính toán lực đẩy và lựa chọn xy lanh gập bửng.  ............................................  42

2.2.3.1.  Tính toán lực đẩy xi lanh  ..................................................................................  42

2.2.3.2.  Xác định thông số xi lanh  .................................................................................  44

2.2.3.3.  Xác định các thông số xi lanh và chọn xi lanh  .................................................  46

2.3.  Xác định các thông số của bơm dầu.  ...............................................................  47

2.4.  Sơ đồ dẫn động nâng hạ bửng và gập bửng  .....................................................  48

CHƯƠNG 3.  MÔ  PHỎNG  HOẠT  ĐỘNG  THÙNG  CÁNH  DƠI  BẰNG  PHẦN 

MỀM CATIA V5...........................................................................................................  50

3.1.  Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM sử dụng:  ....................................  50

3.1.1.  Sơ lược về công nghệ CAD/CAM/CNC:  .........................................................  50

3.1.2.  Giới thiệu chung về phần mềm CATIA V5R21: .............................................  50

3.2.  Thiết kế chi tiết với module Part Design.  ........................................................  52

3.3.  Lắp ghép với module Assembly Design  ..........................................................  55

3.4.  Mô phỏng chuyển động với module DMU Kinematics...................................  58 

v

3.5.  Kết luận.  ...........................................................................................................  68

CHƯƠNG 4.  ỨNG  DỤNG  PHẦN  MỀM  HYPERWORKS  TÍNH  BỀN  CHO 

THÙNG CÁNH DƠI BỬNG NÂNG............................................................................  69

4.1.  Cơ sở lý thuyết  .................................................................................................  69

4.1.1.  Lý thuyết sức bền vật liệu  ................................................................................  69

4.1.2.  Phương pháp phần tử hữu hạn trong bài toán bền  ............................................  70

4.2.  Giới thiệu phần mềm Hyperworks  ...................................................................  72

4.2.1.  Tổng quan  .........................................................................................................  72

4.2.2.  Các module của phần mềm  ..............................................................................  73

4.2.3.  Ứng dụng phần mềm HyperWorks trong đề tài  ...............................................  83

4.3.  Quy trình tính toán độ bền thùng xe sử dụng phần mềm HyperWorks  ...........  84

4.4.  Kết quả tính bền cụm bửng nâng.  ..................................................................  101

4.4.1.  Thông số đầu vào, điều kiện làm việc.  ...........................................................  101

4.4.2.  Kết quả tính toán.  ...........................................................................................  101

4.5.  Kết quả tính toán độ bền thùng cánh dơi  .......................................................  106

4.5.1.  Thông số đầu vào, điều kiện làm việc.  ...........................................................  106

4.5.2.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp phanh.  .............  107

4.5.3.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp quay vòng.  ......  108

4.5.4.  Kết quả chuyển vị và ứng suất thùng cánh dơi ở trường hợp bình thường 

đầy tải.  ............................................................................................................  109

4.5.5.  Kết quả chi tiết mảng sàn tại trường hợp bình thường.  ..................................  110

4.5.6.  Kết quả chi tiết mảng trước trong trường hợp xe phanh gấp.  ........................  112

4.5.7.  Kết quả chi tiết mảng hông trường hợp quay vòng.  .......................................  114

4.5.8.  Kết quả chi tiết trường hợp nâng cánh dơi.  ....................................................  116

4.6.  Kết luận.  .........................................................................................................  118

KẾT LUẬN  .................................................................................................................  119

TÀI LIỆU THAM KHẢO  .








LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: