Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí động lực: Nghiên cứu độ bền vỏ cầu chủ động ô tô tải nhỏ sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI<br /> <br /> TRẦN PHÚC HÒA<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN VỎ CẦU CHỦ ĐỘNG Ô TÔ<br /> TẢI NHỎ SẢN XUẤT, LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực<br /> Mã số: 62520116<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC<br /> <br /> Hà Nội - 2017<br /> <br /> 1<br /> <br /> Công trình đƣợc hoàn thành tại:<br /> Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS.TS. Dƣ Quốc Thịnh<br /> 2. PGS.TS. Lê Hồng Quân<br /> <br /> Phản biện 1: PGS.TS. Bùi Hải Triều<br /> <br /> Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Văn Tần<br /> <br /> Phản biện 3: TS. Nguyễn Tuấn Anh<br /> <br /> Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp<br /> Trƣờng, họp tại Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện:<br /> 1. Thƣ viện Tạ Quang Bửu - Trƣờng ĐHBK Hà Nội<br /> 2. Thƣ viện Quốc gia Việt Nam<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Để có thể tiến tới tự sản xuất hoàn chỉnh các cụm chi tiết trên ô tô tại Việt Nam, cần phải có<br /> đầu tƣ đặc biệt cho lĩnh vực nghiên cứu thiết kế chế tạo, trong đó có các cụm của hệ thống<br /> truyền lực, nhằm phát triển sản phẩm có chất lƣợng cao.<br /> Cầu chủ động là một trong những cụm chi tiết quan trọng của hệ thống truyền lực trên ô tô, có<br /> nhiệm vụ chứ tất cả các ộ phận truyền lực n n cần có độ bền và độ cứng vững c o. Trong<br /> điều kiện c n nhiều thiếu thốn về cơ sở vật chất, tr ng thiết ị thí nghiệm nhƣ hiện n y thì<br /> phƣơng pháp đánh giá ph hợp nhất cho các nhà kho học Việt N m là đánh giá độ bền ằng<br /> l thuyết.<br /> Chính vì vậy, đề tài "Nghiên cứu độ bền vỏ cầu chủ động ô tô tải nhỏ sản xuất, lắp ráp tại<br /> Việt Nam" là một công trình khoa học cần thiết nhằm góp phần tạo dựng cơ sở lý thuyết phục<br /> vụ cho việc đánh giá chất lƣợng của sản phẩm và hoàn thiện qui trình thiết kế hệ thống.<br /> Mục đích của luận án:<br /> y ựng phƣơng pháp đánh giá độ ền v cầu ô tô tải ằng tính toán l thuyết; khảo sát độ<br /> bền và đề xuất giải pháp cải thiện kết cấu v cầu chủ động xe tải nhẹ 2.45 tấn sản xuất, lắp ráp<br /> tại Việt Nam.<br /> Đối tượng nghiên cứu:<br /> Đối tƣợng nghi n cứu củ luận án đƣợc lựa chọn là v cầu chủ động ô tô tải DongFeng DV<br /> 2.5, tải trọng 2.45 tấn sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam.<br /> Phạm vi nghiên cứu:<br /> Đánh giá độ ền tĩnh và ền m i v cầu ô tô tải nh tải trọng 2,45 tấn sản xuất, lắp ráp tại<br /> Việt N m trong các điều kiện sử dụng cụ thể, bao gồm chuyển động đặc trƣng tr n đƣờng với<br /> 4 trƣờng hợp nặng nhọc nhất và chuyển động tr n đƣờng thực với mấp mô ngẫu nhi n th o<br /> tiêu chuẩn ISO).<br /> Nội dung và bố cục của luận án:<br /> Nội dung nghiên cứu của luận án gồm 4 phần chính: phần 1: Tổng quan; phần 2: Xây dựng<br /> mô hình tính toán và đánh giá độ ền v cầu chủ động ô tô tải; phần 3: Khảo sát đánh giá độ<br /> ền v cầu; phần 4: Thí nghiệm xác định tải trọng tác động l n v cầu. Ngoài r c n có phần<br /> kết luận và tài liệu tham khảo. Toàn bộ nội ung đƣợc trình ày trong 136 tr ng, trong đó có<br /> 23 bảng, 134 hình và đồ thị, 78 tài liệu tham khảo. Phần lớn kết quả của luận án đã đƣợc công<br /> bố với 5 ài áo đăng trong các tạp chí trong nƣớc và hội nghị quốc tế.<br /> Những kết quả mới của luận án:<br /> - Mô hình xác định tải trọng tĩnh và động tác động lên v cầu để đánh giá độ bền của v cầu<br /> ở các chế độ làm việc đặc trƣng.<br /> -<br /> <br /> ô hình đánh giá độ bền của v cầu chủ động xe tải nh<br /> <br /> 1<br /> <br /> độ bền phá hủy và độ bền m i).<br /> <br /> - Qui trình đánh giá độ bền và đề xuất cải tiến kết cấu của v cầu th o hƣớng giảm khối lƣợng<br /> vật liệu gia công và giảm tập trung ứng suất trên v cầu.<br /> - Phƣơng pháp và thí nghiệm hợp l để đo tải trọng trọng động lên v cầu khi xe chuyển động<br /> tr n đƣờng thực. Kết quả so sánh giữa thí nghiệm và mô ph ng với sai số chấp nhận đƣợc.<br /> Ý nghĩa thực tiễn của luận án:<br /> - Luận án đã sử dụng bộ thông số và kết cấu thực của sản phẩm xe tải sản xuất, lắp ráp trong<br /> nƣớc, thí nghiệm kiểm chứng đƣợc thực hiện trong điều kiện thực với các thiết bị hiện có tại<br /> Việt Nam.<br /> - Các đề xuất về cải tiến đƣợc áp dụng trên mô hình v cầu có tham khảo các công nghệ chế<br /> tạo hiện đ ng áp ụng tại Việt Nam, cho phép thử nghiệm để tiến tới chế tạo thử nhằm giảm<br /> chi phí sản xuất thực tế.<br /> Ý nghĩa khoa học của luận án:<br /> - Xây dựng phƣơng pháp xác định tải trọng động tác động lên v cầu bằng mô hình, làm cơ sở<br /> cho việc lựa chọn hợp lý các thông số kết cấu khi tính toán cầu chủ động trong hệ thống<br /> truyền lực tại Việt Nam.<br /> - Xây dựng đƣợc phƣơng pháp đánh giá độ bền và đề xuất cải thiện kết cấu nhằm n ng c o độ<br /> bền của chi tiết, làm cơ sở khoa học để xây dựng các mô hình đánh giá độ bền của các sản<br /> phẩm thiết kế, chế tạo trong nƣớc, góp phần hoàn thiện qui trình thiết kế các chi tiết, cụm chi<br /> tiết trong cầu chủ động nói riêng và hệ thống truyền lực nói chung.<br /> - Luận án có thể đƣợc sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các nhà sản xuất ô tô tải tại Việt<br /> Nam trong quá trình nghiên cứu phát triển thiết kế mới cũng nhƣ đánh giá độ bền của các chi<br /> tiết của ô tô tải cùng loại.<br /> <br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN<br /> 1.1 Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam và sự phát triển của lĩnh vực sản xuất ô tô tải<br /> Trong bối cảnh chung của ngành công nghiệp ô tô Việt N m s u hơn 20 năm x y ựng và<br /> phát triển vẫn đ ng sở hữu một ngành công nghiệp ô tô quy mô nh với công nghệ lạc hậu.<br /> Để có thể tiến tới tự sản xuất hoàn chỉnh các cụm và các hệ thống cho ô tô, thì cần phải có đầu<br /> tƣ chiều s u, đặc biệt là đầu tƣ cho lĩnh vực nghiên cứu phát triển sản phẩm có chất lƣợng<br /> cao.<br /> 1. Vỏ cầ chủ động<br /> <br /> t tải<br /> <br /> i ộ phận củ cầu chủ động thực hiện một chức năng ri ng, trong đó v cầu chủ động là<br /> hộp chứ toàn ộ các chi tiết trong cụm cầu chủ động. V cầu c n thực hiện chức năng củ<br /> ầm đ toàn ộ phần trọng lƣợng phí s u củ ô tô và chịu các tải trọng t tƣơng tác ánh x<br /> với đƣờng. Vì vậy, kết cấu củ v cầu phải đảm ảo độ ền và đặc iệt là độ cứng vững để<br /> không ảnh hƣởng đến điều kiện làm việc củ các ộ phận n trong.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Đối với các loại ô tô tải nh , loại v cầu kiểu ầm liền r ng giữ đƣợc sử ụng phổ iến o có<br /> kết cấu đơn giản và thuận tiện cho quá trình ảo ƣ ng sử chữ . Hiện n y, đối với v cầu ô<br /> tô tải g ng cầu vẫn là loại vật liệu đƣợc sử ụng phổ iến hơn cả. G ng cầu có nhiều chủng<br /> loại khác nh u với ứng suất giới hạn nằm trong khoảng 460 - 920 P và giới hạn chảy 310 670 P . Giới hạn ền m i củ g ng cầu thƣờng lớn hơn 200 P và số chu k g y m i nằm<br /> trong khoảng 106 – 108.<br /> V cầu phải chịu tác ụng củ các lực và mô m n t các ánh x chủ động truyền l n c ng<br /> với các lực tƣơng tác với hệ thống tr o. Do ô tô tải thƣờng xuy n phải hoạt động tr n đƣờng<br /> xấu n n ầm cầu phải chịu tải trọng động iến thi n li n tục với i n độ lớn.<br /> 1. Độ ền vỏ cầ v c c phư ng ph p đ nh gi<br /> Để đánh giá độ ền v cầu th o phƣơng pháp truyền thống, ngƣời t thƣờng tính toán cho<br /> trƣờng hợp đặc trƣng với các tải trọng cực đại. C ng với sự phát triển củ các phần mềm tính<br /> toán chuy n ụng, phƣơng pháp tính toán v cầu ằng PTHH đã trở thành công cụ đắc lực<br /> cho các nhà thiết kế trong việc đánh giá độ ền v cầu.<br /> Trong nghi n cứu phát triển, ngƣời t thƣờng đánh giá độ ền v cầu ằng phƣơng pháp thực<br /> nghiệm. Phƣơng pháp này đ i h i chi phí lớn cho thiết ị đo và mẫu v cầu để thí nghiệm<br /> cũng nhƣ thời gi n thực hiện ài và chi phí lớn.<br /> 1. C c hướng nghi n cứ về độ ền vỏ cầ chủ động<br /> 1. .1 Đ nh gi độ ền th o tải t ọng cực đại<br /> Đ y là phƣơng pháp đánh giá đƣợc coi là truyền thống, độ ền củ v cầu đƣợc đánh giá th o<br /> các giá trị tải trọng cực đại đạt đƣợc trong các điều kiện chuyển động đặc trƣng.<br /> 1. . Đ nh gi độ ền t ong điề kiện tải t ọng động<br /> Phƣơng pháp tính ền tĩnh tr n đ y chỉ ph hợp với ô tô chuyển động ở vận tốc thấp và khối<br /> lƣợng không lớn. Khi ô tô chuyển động với vận tốc lớn thì quán tính củ các ộ phận có khối<br /> lƣợng lớn sẽ sinh r các tải trọng động có ảnh hƣởng đáng kể đến độ ền phá hủy và độ bền<br /> lâu củ v cầu..<br /> 1. . Đ nh gi độ ền mỏi<br /> 1431<br /> Kích thích t mặt đƣờng g y n n tải trọng động iến thi n li n tục th o thời gi n tác ụng l n<br /> v cầu. Hiện n y phƣơng pháp mô tả mấp mô mặt đƣờng ằng hàm ngẫu nhi n đã đƣợc chuẩn<br /> hoá th o ti u chuẩn ISO 8608:1995.<br /> 1432<br /> Để đánh giá độ ền l u củ chi tiết chịu tải trọng lặp có chu k , ngƣời t thƣờng sử ụng<br /> đƣờng cong m i đo ằng thực nghiệm c n gọi là đƣờng cong S – N . Các kết quả nghi n cứu<br /> thực nghiệm đã cho thấy, số chu k tải tác động tƣơng ứng với giới hạn m i đối với th p và<br /> g ng thƣờng nằm trong khoảng t 106 đến 108.<br /> 3<br /> <br />