Tải Nghiên cứu đánh giá độ bền và độ bền mỏi của khung vỏ ô tô
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu
1
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ KHUNG VỎ ÔTÔ
4
1.1
Đại cương về khung vỏ ôtô
4
1.1.1
Phân loại, yêu cầu
4
1.1.2
Đặc điểm kết cấu khung vỏ ôtô
9
1.1.3
Vật liệu chế tạo khung vỏ ôtô
12
1.2
Tải trọng tác dụng lên khung vỏ ôtô
13
1.2.1
Tải trọng tĩnh
13
1.2.2
Tải trọng động
14
1.2.3
Các chế độ tải trọng tính toán
14
1.3
Vấn đề đánh giá chất lượng khung vỏ ôtô
18
1.3.1
Các bài toán đánh giá khung vỏ xe
18
1.3.2
Bài toán tính toán bền mỏi khung vỏ xe
24
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN MỎI KẾT CẤU
24
2.1
Tổng quan về bài toán mỏi
26
2.1.1
Lý thuyết mỏi chi tiết máy
26
2.1.2
Khái niệm tổn thương mỏi
26
2.1.3
Bài toán mỏi.
28
2. 2
Các phương pháp đánh giá độ bền mỏi của kết cấu
29
2.2.1
Cơ sở đánh giá độ bền mỏi theo phương pháp cổ điển
29
2.2.2
Phương pháp đánh giá tuổi thọ mỏi của kết cấu theo giả thuyết tích lũy tuyến tính các tổn thương mỏi
31
2.2.3
Cơ sở đánh giá độ bền mỏi của kết cấu theo phương trình đồng dạng phá hủy mỏi tương đối.
34
2.3
Vấn đề thử nghiệm mỏi kết cấu
38
2.3.1
Thử nghiệm xác định đặc trưng cơ học, đặc trưng mỏi của vật liệu
39
2.3.2
Vấn đề kiểm nghiệm độ bền mỏi
42
Chương 3
VÍ DỤ TÍNH VÀ KHẢO SÁT ĐỘ BỀN MỎI CỦA KHUNG XE.
47
3.1
Vấn đề tính tuổi thọ mỏi của khung xe.
47
3.1.1
Đặc điểm làm việc và dạng tải trọng tác dụng khung xe
48
3.1.2
Chọn khung xe tính toán
50
3.1.3
Tính tuổi thọ mỏi của khung xe bằng giải tích
50
3.2
Tính tuổi thọ mỏi của khung xe bằng mô phỏng
53
3.2.1
Lựa chọn công cụ tính toán
53
3.2.2
Xây dựng mô hình tính
54
3.2.3
Kết quả tính
58
3.2.4
So sánh kết quả tính trong các trường hợp khảo sát
60
3.3
Khảo sát tổn thương mỏi của khung xe theo tải trọng động
61
3.3.1
Lựa chọn phần mềm khảo sát tổn thương mỏi của khung xe theo tải trọng động: SAP-2000
62
3.3.2
Tính hệ số cản dao động của khung xe
63
3.3.3
Khảo sát dao động ứng suất của một nút khi khung xe chịu tải.
64
3.3.4
Khảo sát ảnh hưởng của mức tải và tốc độ đặt tải
66
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tæng quan vÒ khung vá «t«
§¹i c¬ng vÒ khung vá «t«
Khung vá chÞu t¶i dïng ®Ó ®ì vµ b¾t chÆt ®éng c¬, c¸c côm cña hÖ thèng truyÒn lùc, ®ång thêi nã lµ n¬i chÞu toµn bé t¶i träng cña xe, nh÷ng t¸c ®éng thay ®æi tõ mÆt ®êng lªn xe khi xe chuyÓn ®éng, t¸c ®éng cña lùc c¶n khÝ ®éng, lùc qu¸n tÝnh, lùc phanh vµ c¸c lùc do va ch¹m. Do môc ®Ých sö dông, chÕ ®é khai th¸c vµ t¶i träng cña «t« rÊt ®a d¹ng vµ phøc t¹p nªn khung vá «t« ph¶i cã kÕt cÊu hîp lý, h×nh d¹ng thÝch hîp ®Ó cã thÓ bè trÝ l¾p ®Æt c¸c côm, hÖ thèng, thiÕt bÞ kh¸c trªn xe, ®ång thêi ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu c¬ b¶n vÒ ®é cøng v÷ng, ®é bÒn vµ ®é bÒn l©u cao (®é bÒn mái).
Ph©n lo¹i, yªu cÇu
Trong thùc tÕ kÕt cÊu khung vá «t« rÊt ®a d¹ng. Theo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu phÇn chÞu lùc trªn «t« chia ra ba lo¹i chÝnh (H×nh 1.1):
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
- 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.
- 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.
- Khung vá chÞu lùc 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 trªn «t« t¶i sö dông d¹ng khung chÞu lùc. Khung chÞu lùc trªn «t« rÊt ®a d¹ng vÒ kÕt cÊu, kiÓu d¸ng vµ môc ®Ých sö dông. Theo kÕt cÊu cña khung chia ra:
- Khung cã dÇm däc ë hai bªn (H×nh 1.2a)
- Khung cã dÇm däc ë gi÷a (H×nh 1.2b)
- Khung hçn hîp hay lo¹i khung h×nh ch÷ X (H×nh 1.2c)
H×nh 1.2: C¸c d¹ng khung chÞu lùc trªn «t«
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
Khung vá «t« ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu c¬ b¶n ®èi bao gåm ®é cøng, ®é bÒn, ®é bÒn l©u vµ c¸c yªu cÇu kh¸c, ®ång thêi nã còng ph¶i cã c¸c ®Æc tÝnh riªng tuú thuéc vµo môc ®Ých sö dông «t«.
§é cøng cña kÕt cÊu khung vá cã liªn quan ®Õn biÕn d¹ng cña khung vá khi cã t¸c dông cña lùc t¸c dông nh lùc qu¸n tÝnh, lùc va ch¹m ®iÒu nµy chØ ®óng khi kÕt cÊu khung vá lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi vµ biÓu ®å quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng ®îc biÓu diÔn nh trªn (H×nh 1.3).[4]
Pmax
D
0
P
q
H×nh 1.3 BiÓu ®å quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng
§é cøng cña kÕt cÊu khung vá cã ¶nh hëng lín ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¸c côm hÖ thèng cña «t« vµ dao ®éng cña khung vá. §é cøng khung vá «t« b¶o ®¶m biÕn d¹ng cña khung vá «t« do c¸c lùc va ch¹m lín nhÊt cho phÐp kh«ng lín ®Õn møc lµm suy yÕu hoÆc lµm mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¸c côm kÕt cÊu cña xe. VÝ dô nh cöa xe kh«ng thÓ ®ãng ®îc hoÆc ®éng häc hÖ thèng treo bÞ thay ®æi. Cã hai kh¸i niÖm ®é cøng kh¸c nhau cña khung vá «t« t¬ng øng víi hai chÕ ®é tÝnh to¸n thêng ®îc sö dông nh tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá «t« trong thùc tÕ.
+ §é cøng uèn liªn quan ®Õn biÕn d¹ng theo ph¬ng th¼ng ®øng (cßn gäi lµ ®é vâng) ë ®iÓm gÇn víi ®iÓm gi÷a cña chiÒu dµi c¬ së xe díi t¸c dông ®ång thêi cña c¸c t¶i träng tÜnh.
+ §é cøng xo¾n liªn quan ®Õn gãc xo¾n q cña kÕt cÊu díi t¸c dông cña m«men xo¾n xung quanh trôc däc cña xe. Trong trêng hîp nµy, «t« chØ thuÇn tuý chÞu m« men g©y xo¾n vµ gãc xo¾n q ®îc x¸c ®Þnh theo ®é xoay t¬ng ®èi gi÷a hai mÆt ph¼ng ®i qua t©m cÇu tríc vµ cÇu sau. Gãc xo¾n ë c¸c ®iÓm trung gian däc theo chiÒu dµi c¬ së xe ®«i khi còng ®îc xem xÐt t¹i c¸c vïng ®Æc biÖt cña kÕt cÊu n¬i cÇn cã ®é cøng cao h¬n.
Hai trêng hîp trªn x¶y ra víi c¸c lùc côc bé hoµn toµn kh¸c nhau trªn c¸c phÇn cña xe. Cã thÓ thÊy r»ng trêng hîp chÞu xo¾n lµ khã kh¨n nhÊt khi thiÕt kÕ khung, vá bëi vËy ®é cøng xo¾n thêng ®îc dïng lµm tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá xe.
§é bÒn cña khung vá «t« b¶o ®¶m kh«ng cã phÇn nµo cña kÕt cÊu mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc khi chÞu t¸c ®éng cña c¸c lo¹i t¶i träng trong giíi h¹n cho phÐp. Díi t¸c dông cña c¸c t¶i träng ngoµi, trªn khung vá xe xuÊt hiÖn c¸c biÕn d¹ng vµ øng suÊt, ®é bÒn cã thÓ ®îc hiÓu mét c¸ch kh¸c, lµ lùc t¸c dông lín nhÊt mµ kÕt cÊu khung vá cã thÓ chÞu ®îc mµ øng suÊt ph¸t sinh kh«ng lín h¬n gi¸ trÞ øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu.
§é bÒn mái còng lµ mét trong c¸c tiªu chÝ quan träng ®èi víi khung vá «t«, do trong thùc tÕ viÖc mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá kh«ng chØ do qu¸ t¶i ®ét ngét vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp mµ cßn do hiÖn tîng mái cña vËt liÖu khi chÞu c¸c t¶i träng g©y ra sù thay ®æi cã chu kú cña øng suÊt ph¸t sinh trªn kÕt cÊu.
C¸c ®Æc tÝnh cña khung vá «t« thêng ®îc quan t©m khi thiÕt kÕ chÕ t¹o «t« lµ ®Æc tÝnh dao ®éng, ®Æc tÝnh ån rung vµ ®Æc tÝnh biÕn d¹ng.
§Æc tÝnh dao ®éng cña xe liªn quan ®Õn ®é cøng vµ sù ph©n bè khèi lîng cña khung vá xe. §é cøng uèn vµ xo¾n cã ¶nh hëng ®Õn dao ®éng cña kÕt cÊu khung vá, thêng ®îc sö dông nh c¸c tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá «t«. Sù ph©n bè khèi lîng cña khung vá trong kh«ng gian sÏ t¹o ra v« sè c¸c tÇn sè dao ®éng riªng vµ t¬ng øng víi chóng lµ c¸c d¹ng dao ®éng riªng cña khung vá. Do vËy khung vá «t« cã thÓ bÞ biÕn d¹ng côc bé, t¬ng øng lµ c¸c øng suÊt tËp trung xuÊt hiÖn t¹i c¸c phÇn riªng biÖt trªn kÕt cÊu khi kÝch ®éng ngoµi cã tÇn sè trïng víi tÇn sè dao ®éng riªng nµo ®ã cña kÕt cÊu.
§Æc tÝnh ån rung liªn quan ®Õn c¸c chØ tiªu vÒ ån rung trªn «t« do sù dao ®éng khung vá «t« khi chuyÓn ®éng trªn ®êng còng lµ mét trong c¸c nguån g©y ån rung. Møc ®é ån rung do khung vá «t« phô thuéc vµo kÕt cÊu, vËt liÖu vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o khung vá «t«.
§Æc tÝnh biÕn d¹ng liªn quan ®Õn viÖc n©ng cao tÝnh an toµn cho hµnh kh¸ch. §Æc tÝnh nµy ®¶m b¶o cho khoang hµnh kh¸ch Ýt chÞu t¸c ®éng cña c¸c lùc va ch¹m th«ng thêng. §iÒu nµy cã nghÜa lµ kÕt cÊu cña khung vá «t« cÇn ph¶i cã ®Æc tÝnh biÕn d¹ng phï hîp cho c¸c phÇn kh¸c nhau cña «t«.
Ngoµi c¸c yªu cÇu trªn khung vá «t« cßn ph¶i cã d¹ng khÝ ®éng häc lµm gi¶m lùc c¶n kh«ng khÝ, t¨ng tÝnh æn ®Þnh khi l¸i… D¹ng h×nh häc cña khung vá xe cßn ph¶i b¶o ®¶m h¹ thÊp träng t©m xe, t¨ng hµnh tr×nh hÖ thèng treo, t¨ng gãc quay vßng cña b¸nh xe dÉn híng. Vá xe cßn ph¶i b¶o ®¶m tÝnh thÈm mü vµ c«ng th¸i häc c¶i thiÖn m«i trêng lµm viÖc cña ngêi l¸i.
§èi víi khung chÞu lùc khi thiÕt kÕ nã ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu:
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 thêng ®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 chíng ng¹i vËt va ®Ëp vµo ®Çu tr
Download miễn phí Nghiên cứu đánh giá độ bền và độ bền mỏi của khung vỏ ô tô
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu
1
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ KHUNG VỎ ÔTÔ
4
1.1
Đại cương về khung vỏ ôtô
4
1.1.1
Phân loại, yêu cầu
4
1.1.2
Đặc điểm kết cấu khung vỏ ôtô
9
1.1.3
Vật liệu chế tạo khung vỏ ôtô
12
1.2
Tải trọng tác dụng lên khung vỏ ôtô
13
1.2.1
Tải trọng tĩnh
13
1.2.2
Tải trọng động
14
1.2.3
Các chế độ tải trọng tính toán
14
1.3
Vấn đề đánh giá chất lượng khung vỏ ôtô
18
1.3.1
Các bài toán đánh giá khung vỏ xe
18
1.3.2
Bài toán tính toán bền mỏi khung vỏ xe
24
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN MỎI KẾT CẤU
24
2.1
Tổng quan về bài toán mỏi
26
2.1.1
Lý thuyết mỏi chi tiết máy
26
2.1.2
Khái niệm tổn thương mỏi
26
2.1.3
Bài toán mỏi.
28
2. 2
Các phương pháp đánh giá độ bền mỏi của kết cấu
29
2.2.1
Cơ sở đánh giá độ bền mỏi theo phương pháp cổ điển
29
2.2.2
Phương pháp đánh giá tuổi thọ mỏi của kết cấu theo giả thuyết tích lũy tuyến tính các tổn thương mỏi
31
2.2.3
Cơ sở đánh giá độ bền mỏi của kết cấu theo phương trình đồng dạng phá hủy mỏi tương đối.
34
2.3
Vấn đề thử nghiệm mỏi kết cấu
38
2.3.1
Thử nghiệm xác định đặc trưng cơ học, đặc trưng mỏi của vật liệu
39
2.3.2
Vấn đề kiểm nghiệm độ bền mỏi
42
Chương 3
VÍ DỤ TÍNH VÀ KHẢO SÁT ĐỘ BỀN MỎI CỦA KHUNG XE.
47
3.1
Vấn đề tính tuổi thọ mỏi của khung xe.
47
3.1.1
Đặc điểm làm việc và dạng tải trọng tác dụng khung xe
48
3.1.2
Chọn khung xe tính toán
50
3.1.3
Tính tuổi thọ mỏi của khung xe bằng giải tích
50
3.2
Tính tuổi thọ mỏi của khung xe bằng mô phỏng
53
3.2.1
Lựa chọn công cụ tính toán
53
3.2.2
Xây dựng mô hình tính
54
3.2.3
Kết quả tính
58
3.2.4
So sánh kết quả tính trong các trường hợp khảo sát
60
3.3
Khảo sát tổn thương mỏi của khung xe theo tải trọng động
61
3.3.1
Lựa chọn phần mềm khảo sát tổn thương mỏi của khung xe theo tải trọng động: SAP-2000
62
3.3.2
Tính hệ số cản dao động của khung xe
63
3.3.3
Khảo sát dao động ứng suất của một nút khi khung xe chịu tải.
64
3.3.4
Khảo sát ảnh hưởng của mức tải và tốc độ đặt tải
66
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Ch ¬ng 1Tæng quan vÒ khung vá «t«
§¹i c¬ng vÒ khung vá «t«
Khung vá chÞu t¶i dïng ®Ó ®ì vµ b¾t chÆt ®éng c¬, c¸c côm cña hÖ thèng truyÒn lùc, ®ång thêi nã lµ n¬i chÞu toµn bé t¶i träng cña xe, nh÷ng t¸c ®éng thay ®æi tõ mÆt ®êng lªn xe khi xe chuyÓn ®éng, t¸c ®éng cña lùc c¶n khÝ ®éng, lùc qu¸n tÝnh, lùc phanh vµ c¸c lùc do va ch¹m. Do môc ®Ých sö dông, chÕ ®é khai th¸c vµ t¶i träng cña «t« rÊt ®a d¹ng vµ phøc t¹p nªn khung vá «t« ph¶i cã kÕt cÊu hîp lý, h×nh d¹ng thÝch hîp ®Ó cã thÓ bè trÝ l¾p ®Æt c¸c côm, hÖ thèng, thiÕt bÞ kh¸c trªn xe, ®ång thêi ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu c¬ b¶n vÒ ®é cøng v÷ng, ®é bÒn vµ ®é bÒn l©u cao (®é bÒn mái).
Ph©n lo¹i, yªu cÇu
Trong thùc tÕ kÕt cÊu khung vá «t« rÊt ®a d¹ng. Theo ®Æc ®iÓm kÕt cÊu phÇn chÞu lùc trªn «t« chia ra ba lo¹i chÝnh (H×nh 1.1):
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
- 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.
- 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.
- Khung vá chÞu lùc 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 trªn «t« t¶i sö dông d¹ng khung chÞu lùc. Khung chÞu lùc trªn «t« rÊt ®a d¹ng vÒ kÕt cÊu, kiÓu d¸ng vµ môc ®Ých sö dông. Theo kÕt cÊu cña khung chia ra:
- Khung cã dÇm däc ë hai bªn (H×nh 1.2a)
- Khung cã dÇm däc ë gi÷a (H×nh 1.2b)
- Khung hçn hîp hay lo¹i khung h×nh ch÷ X (H×nh 1.2c)
H×nh 1.2: C¸c d¹ng khung chÞu lùc trªn «t«
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
Khung vá «t« ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu c¬ b¶n ®èi bao gåm ®é cøng, ®é bÒn, ®é bÒn l©u vµ c¸c yªu cÇu kh¸c, ®ång thêi nã còng ph¶i cã c¸c ®Æc tÝnh riªng tuú thuéc vµo môc ®Ých sö dông «t«.
§é cøng cña kÕt cÊu khung vá cã liªn quan ®Õn biÕn d¹ng cña khung vá khi cã t¸c dông cña lùc t¸c dông nh lùc qu¸n tÝnh, lùc va ch¹m ®iÒu nµy chØ ®óng khi kÕt cÊu khung vá lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi vµ biÓu ®å quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng ®îc biÓu diÔn nh trªn (H×nh 1.3).[4]
Pmax
D
0
P
q
H×nh 1.3 BiÓu ®å quan hÖ gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng
§é cøng cña kÕt cÊu khung vá cã ¶nh hëng lín ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¸c côm hÖ thèng cña «t« vµ dao ®éng cña khung vá. §é cøng khung vá «t« b¶o ®¶m biÕn d¹ng cña khung vá «t« do c¸c lùc va ch¹m lín nhÊt cho phÐp kh«ng lín ®Õn møc lµm suy yÕu hoÆc lµm mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¸c côm kÕt cÊu cña xe. VÝ dô nh cöa xe kh«ng thÓ ®ãng ®îc hoÆc ®éng häc hÖ thèng treo bÞ thay ®æi. Cã hai kh¸i niÖm ®é cøng kh¸c nhau cña khung vá «t« t¬ng øng víi hai chÕ ®é tÝnh to¸n thêng ®îc sö dông nh tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá «t« trong thùc tÕ.
+ §é cøng uèn liªn quan ®Õn biÕn d¹ng theo ph¬ng th¼ng ®øng (cßn gäi lµ ®é vâng) ë ®iÓm gÇn víi ®iÓm gi÷a cña chiÒu dµi c¬ së xe díi t¸c dông ®ång thêi cña c¸c t¶i träng tÜnh.
+ §é cøng xo¾n liªn quan ®Õn gãc xo¾n q cña kÕt cÊu díi t¸c dông cña m«men xo¾n xung quanh trôc däc cña xe. Trong trêng hîp nµy, «t« chØ thuÇn tuý chÞu m« men g©y xo¾n vµ gãc xo¾n q ®îc x¸c ®Þnh theo ®é xoay t¬ng ®èi gi÷a hai mÆt ph¼ng ®i qua t©m cÇu tríc vµ cÇu sau. Gãc xo¾n ë c¸c ®iÓm trung gian däc theo chiÒu dµi c¬ së xe ®«i khi còng ®îc xem xÐt t¹i c¸c vïng ®Æc biÖt cña kÕt cÊu n¬i cÇn cã ®é cøng cao h¬n.
Hai trêng hîp trªn x¶y ra víi c¸c lùc côc bé hoµn toµn kh¸c nhau trªn c¸c phÇn cña xe. Cã thÓ thÊy r»ng trêng hîp chÞu xo¾n lµ khã kh¨n nhÊt khi thiÕt kÕ khung, vá bëi vËy ®é cøng xo¾n thêng ®îc dïng lµm tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá xe.
§é bÒn cña khung vá «t« b¶o ®¶m kh«ng cã phÇn nµo cña kÕt cÊu mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc khi chÞu t¸c ®éng cña c¸c lo¹i t¶i träng trong giíi h¹n cho phÐp. Díi t¸c dông cña c¸c t¶i träng ngoµi, trªn khung vá xe xuÊt hiÖn c¸c biÕn d¹ng vµ øng suÊt, ®é bÒn cã thÓ ®îc hiÓu mét c¸ch kh¸c, lµ lùc t¸c dông lín nhÊt mµ kÕt cÊu khung vá cã thÓ chÞu ®îc mµ øng suÊt ph¸t sinh kh«ng lín h¬n gi¸ trÞ øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu.
§é bÒn mái còng lµ mét trong c¸c tiªu chÝ quan träng ®èi víi khung vá «t«, do trong thùc tÕ viÖc mÊt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá kh«ng chØ do qu¸ t¶i ®ét ngét vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp mµ cßn do hiÖn tîng mái cña vËt liÖu khi chÞu c¸c t¶i träng g©y ra sù thay ®æi cã chu kú cña øng suÊt ph¸t sinh trªn kÕt cÊu.
C¸c ®Æc tÝnh cña khung vá «t« thêng ®îc quan t©m khi thiÕt kÕ chÕ t¹o «t« lµ ®Æc tÝnh dao ®éng, ®Æc tÝnh ån rung vµ ®Æc tÝnh biÕn d¹ng.
§Æc tÝnh dao ®éng cña xe liªn quan ®Õn ®é cøng vµ sù ph©n bè khèi lîng cña khung vá xe. §é cøng uèn vµ xo¾n cã ¶nh hëng ®Õn dao ®éng cña kÕt cÊu khung vá, thêng ®îc sö dông nh c¸c tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña kÕt cÊu khung vá «t«. Sù ph©n bè khèi lîng cña khung vá trong kh«ng gian sÏ t¹o ra v« sè c¸c tÇn sè dao ®éng riªng vµ t¬ng øng víi chóng lµ c¸c d¹ng dao ®éng riªng cña khung vá. Do vËy khung vá «t« cã thÓ bÞ biÕn d¹ng côc bé, t¬ng øng lµ c¸c øng suÊt tËp trung xuÊt hiÖn t¹i c¸c phÇn riªng biÖt trªn kÕt cÊu khi kÝch ®éng ngoµi cã tÇn sè trïng víi tÇn sè dao ®éng riªng nµo ®ã cña kÕt cÊu.
§Æc tÝnh ån rung liªn quan ®Õn c¸c chØ tiªu vÒ ån rung trªn «t« do sù dao ®éng khung vá «t« khi chuyÓn ®éng trªn ®êng còng lµ mét trong c¸c nguån g©y ån rung. Møc ®é ån rung do khung vá «t« phô thuéc vµo kÕt cÊu, vËt liÖu vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o khung vá «t«.
§Æc tÝnh biÕn d¹ng liªn quan ®Õn viÖc n©ng cao tÝnh an toµn cho hµnh kh¸ch. §Æc tÝnh nµy ®¶m b¶o cho khoang hµnh kh¸ch Ýt chÞu t¸c ®éng cña c¸c lùc va ch¹m th«ng thêng. §iÒu nµy cã nghÜa lµ kÕt cÊu cña khung vá «t« cÇn ph¶i cã ®Æc tÝnh biÕn d¹ng phï hîp cho c¸c phÇn kh¸c nhau cña «t«.
Ngoµi c¸c yªu cÇu trªn khung vá «t« cßn ph¶i cã d¹ng khÝ ®éng häc lµm gi¶m lùc c¶n kh«ng khÝ, t¨ng tÝnh æn ®Þnh khi l¸i… D¹ng h×nh häc cña khung vá xe cßn ph¶i b¶o ®¶m h¹ thÊp träng t©m xe, t¨ng hµnh tr×nh hÖ thèng treo, t¨ng gãc quay vßng cña b¸nh xe dÉn híng. Vá xe cßn ph¶i b¶o ®¶m tÝnh thÈm mü vµ c«ng th¸i häc c¶i thiÖn m«i trêng lµm viÖc cña ngêi l¸i.
§èi víi khung chÞu lùc khi thiÕt kÕ nã ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu:
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 thêng ®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 chíng ng¹i vËt va ®Ëp vµo ®Çu tr