Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 11 CHƢƠNG TÍNH TOÁN TỐI ƢU HÓA 5.1 Chia biến cho thành phần khung xƣơng xe buýt Chia tất mảng khung xương thành biến sau: Hình 5.1 Các biến đƣợc chia theo mảng cấu tạo khung xƣơng xe buýt - Mảng 1: ( ) Gồm : trụ kính hông phải, hông trái; đà gia cố khung xương hông phải, hông trái Hình 5.2 Các tƣơng ứng với biến x1 mô hình (Các màu đỏ) - Mảng 2: (x2) Gồm : 10 đà ngang khung xương trần xe Hình 5.3 Biến mô hình (tƣơng ứng với màu đỏ) SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 12  Mảng 3: ( ) Gồm : đà gia cố khung xương hông phải, đà gia cố khung xương hông trái trụ chia khoang hành lý khung xương hông trái, trụ chia khoang hành lý khung xương hông phải.(Hình 5.4) Hình 5.4 Biến  Mảng 4: ( mô hình (tƣơng ứng với màu đỏ) ) Gồm :24 xiêng gia cố (Hình 5.5 ) Hình 5.5 Biến - mô hình khung xƣơng Mảng 5: ( ) Gồm: dọc lớn khung xương chassis 28 đà ngang khung xương chassis đà xéo khung xương chassis Hình 5.6 Biến mô hình (tƣơng ứng với màu đỏ) SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa - Mảng 6: ( ) Gồm : 28 đà ngang khung xương chassis đà dọc lớn phía sau, đà chống gia cố khung xuong chassis Hình 5.7 Biến - Mảng 7: ( mô hình (tƣơng ứng với thnah màu đỏ) ) Gồm : đà dọc phía trước khung xương chassis Hình 5.8 Biến - Trang 13 mô hình (tƣơng ứng với màu đỏ) Và biến có mức độ nhƣ sau: Từ biến đến có mức độ là: 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 (mảng đầu xe, mảng trái, mảng phải, xe) Từ biến đến có mức độ là: 9, 10, 11, 12 (sàn xe, chassis ) Bảng 5.1: Các cấp độ biến Biến x1 /mm Cấp 1.5 Cấp 2.5 Cấp 3.5 Cấp 4.5 x2 /mm 1.5 2.5 3.5 4.5 x3 /mm 1.5 2.5 3.5 4.5 x4 /mm 10 11 12 x5 /mm 10 11 12 x6 /mm 10 11 12 x7 /mm 10 11 12 SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 14 5.2 Kết phân tích, tính toán Ansys Sau trính phân tích tính toán ANSYS ta có bảng kết phân tích sau : Bảng 5.2 Bảng thể kết phân tích Ansys x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 M STT /mm /mm /mm /mm /mm /mm /mm /kg /MPa /MPa 1 2 4097 299.4 410.5 2 4023 357.8 404 3 2 4183 358 406 4 1 3970 299.7 406.75 2 4227 334.6 481 3 1 4046 267.7 480.25 1 2 4108 269.2 410 3 1 2 4022 331.4 293.5 1 2 4200 267.6 293.5 10 3 2 4145 333 409.25 11 1 3926 326.9 293.5 12 2 2 4044 267.6 293.5 13 1 1 3850 356.7 293.5 14 2 4259 298.8 293.5 15 2 2 4090 299 403.5 16 4 4 2 4182 358.5 293.5 SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 15 5.3 Dùng SPSS lập phƣơng trình hồi quy tuyến tình: Sử dụng SPSS tiếp tục lập mô hình hồi qui tuyến tính thể mối quan hệ biến, khối lượng ứng suất 5.4 Thực tính toán hồi quy Trong menu Analyze, chọn Regression, chọn Linear, xuất hộp thoại, định biến phụ thuộc ô Dependent biến độc lập ô Independent(s): Hình 5.9 Hộp thoại định biến phụ biến độc lập 5.5 Kết phân tích hồi quy từ SPSS 5.5.1 Phƣơng trình hồi quy ứng suất phần khung xƣơng Phương trình hồi qui tương ứng theo ứng suất phần khung xương ô tô: Y1=227.129-5.616 -36.412 -0.887 +0.319 0.248 -0.259 +0.533 +0.744 -1.231 - 5.5.2 Phƣơng trình hồi quy ứng suất phần Chassis Phương trình hồi qui tương ứng theo ứng suất phần khung xương ô tô: Y2=-1364.583+276.086 +0.794 +6.625 +16.276 -11.375 29.595 -6.658 +11.435 - 5.5.3 Phƣơng trình hồi quy khối lƣợng ô tô khách Phương trình hồi qui tương ứng theo khối lượng SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 16 Y3= 4440-11.750 +36.671 +10.177 17.981 -27.130 +7.789 -37.206 4.079 +4.763 +3.156 +39.731 -9.367 +31.720 +6.553 +9.242 - 5.6 Dùng MATLAB tiến hành tối ƣu hóa biến thiết kế Bằng phương pháp giải thuật di truyền dùng phần mềm MATLAB tiến hành tối ưu hóa biến lượng thiết kế : Tổng cộng có biến, biến có cấp độ khác nhau, thông số thể bảng 5.12 Bảng 5.12: Cấp độ biến Biến Câp Câp Câp Câp x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 /mm 1.5 2.5 3.5 4.5 /mm 1.5 2.5 3.5 4.5 /mm 1.5 2.5 3.5 4.5 /mm 10 11 12 /mm 10 11 12 /mm 10 11 12 /mm 10 11 12 Kết ta nghiệm thỏa mãn điều kiện khối lượng ứng suất: 0.0016 0.0027 0.0023 0.0091 0.0120 0.0104 0.0092 0.1803 3.9473 0.0016 0.0027 0.0023 0.0091 0.0120 0.0104 0.0094 0.1488 3.9502 0.0016 0.0027 0.0023 0.0093 0.0115 0.0104 0.0097 0.1452 3.8075 Hình 5.10 Kết hiển thị Matlab SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 17 Bảng 5.13 Giá trị biến thiết kế tối ƣu x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 M /mm /mm /mm /mm /mm /mm /mm /kg /MPa /MPa 2.514 3.496 1.576 9.074 9.048 11.983 10.983 3808.500 230.662 290.296 Do độ dày thép thị trường nói chung 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4, 4.5, 9, 10, 10.5, 11, 11.5, 12mm Nên ta chọn giá trị biến bảng 5.14 Bảng 5.14: Các biến thiết kế tối ƣu chọn x1 /mm x2 /mm x3 /mm x4 /mm x5 /mm x6 /mm 2.5 3.5 1.5 9 12 4314 x7 /mm M /kg 11 3808 3808 403 khối lượng 290 ứng suất chassis Mô hình thiế kế ban đầu 673 230 ứng suất khung xương Mô hình sau tối ưu hóa Hình 5.11 So sánh kết mô hình trƣớc sau tối ƣu Sau dùng phần mềm Matlab tiến hành tối ưu hóa biến lượng thiết kế kết giá trị biến, bảng Dựa vào biến bảng ta xây dựng mô hình tối ưu hóa để kiểm tra độ xác phần mềm Matlab kết ta bảng 5.15 Bảng 5.15: Bảng so sánh kết Matlab Mô hình Matlab Mô hình xây dựng lại Kết sai lệch Khối lượng /kg 3809 3824 15/kg (0.39%) Ứng suất chassis/ MPa 290 291.6 Ứng suất khung xương/ MPa 230.7 231.4 SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa 1.6/MPa (0.55%) 0.7/MPa (0.3%) GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 18 5.7 Kết mô mô hình tối ƣu 5.7.1 Quá trình uốn Hình 5.12: Mô hình khung xƣơng ô tô khách trình uốn sau tối ƣu hóa với ứng suất lớn 230.7Mpa Hình 5.13 ứng suất biến dạng khung xƣơng ô tô khác trình uốn Với ứng suất lớn 290Mpa Hình 5.14 Mô hình khung xƣơng chasis ô tô khách trình uốn sau tối ƣu hóa với ứng suất lón 322 MPa SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 19 5.7.2 Quá trình quay vòng Hình 5.15 Mô hình khung xƣơng chasisi ô tô khách trình quay vòng sau tối ƣu hóa với ứng suất lớn 202 MPa 5.7.3 Quá trình phanh Hình 5.16 Mô hình khung xƣơng chasis trình phanh với ứng suất lớn 233 Mpa 5.7.4 Quá trình xoắn Hình 5.17 Mô hình khung xƣơng chassis ô tô khách trình quay vòng sau tối ƣu hóa với ứng suất lớn 219 MPa SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương 5: Tính toán tối ưu hóa Trang 20 Bảng 5.16 Kết mô trình Các trình mô Ứng suất/Mpa Quá trình uốn 322/MPa Quá trình quay vòng 202/MPa Quá trình phanh 233/MPa Quá trình xoắn 219/MPa 322 219 Uốn Xoắn 233 201 Phanh Quay vòng Hình 5.17 Kết mô trình SVTH: Trần Thái Sơn & Trần Hữu Nghĩa GVHD: TS Nguyễn Thành Tâm