Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm thiết kế 3D mã nguồn mở Freecad trong quá trình thiết kế một số chi tiết đầu máy, toa xe

1 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Giới thiệu phần mềm FreeCAD Hình 1.2. Thiết kế chi tiết trên phần mềm FreeCAD Hình 1.3. Thiết kế, tính toán chi tiết trên phần mềm FreeCAD Hình 1.4. Giao diện ban đầu khi khởi động Freecad Hình 1.5. Thanh công cụ của FreeCAD Hình 1.6. Vùng truy cập nhanh của FreeCAD Hình 1.7. Thanh Combo View Hình 1.8. Giao diện Part Design Hình 1.9. Menu truy cập nhanh Hình 1.10. Hộp thoại chỉ thông tin chi tiết Hình 2.1.Giao diện khi thiết kế Sketch Hình 2.2. Thiết kế một số biên dạng đơn giản Hình 2.3. Giao diện khi làm việc với Draft Hình 2.4. Hình ảnh khi làm việc với Part Design Hình 2.5. Minh họa khi tạo bản phác thảo Hình 2.6. Minh họa khi tạo một vật thể 3D Hình 2.7. Minh họa chi tiết sau khi sử dụng các lệnh chỉnh sửa Hình 2.8. Giao diện khi làm việc với Part Hình 2.9. Minh họa một số chi tiết khi thiết kế với Part Hình 2.10. Thiết kế Bánh răng Hình 2.11. Bản vẽ tiêu chuẩn sau khi được thiết lập Hình 2.12. Các tùy chọn khi xuất các hình chiếu 2D Hình 2.13. Bản vẽ khi chưa có kích thước Hình 2.14. Hình vẽ khi đã ghi kích thước Hình 2.15. Dầm đơn giản ban đầu Hình 2.16. Chọn vật liệu cho dầm Hình 2.17. Đặt ràng buộc cho dầm Hình 2.18. Đặt tải trọng cho dầm Hình 2.19. Khởi chạy chương trình tính ứng suất, chuyển vị Hình 2.20. Bảng kết quả ứng suất Hình 2.21. Chuyển vị theo phương X được hiển thị theo màu, phía màu xanh lá là chuyển vị ít nhất, màu xanh dương là chuyển vị nhiều nhất Hình 2.22. Chuyển vị theo phương Y được hiển thị theo màu, phía màu xanh là chuyển vị ít nhất, màu đỏ là chuyển vị nhiều nhất. Hình 2.23. Chuyển vị theo phương Z được hiển thị theo màu, , phía màu xanh lá là chuyển vị ít nhất, màu xanh dương là chuyển vị lớn nhất. Hình 2.24. Chuyển vị tổng cộng theo 3 phương X, Y, Z, cũng được hiển thị theo đồ thị màu, màu xanh là chuyển vị ít nhất, màu đỏ là chuyển vị lớn nhất. Trang 9 10 11 13 13 14 15 15 16 17 18 19 23 23 24 25 26 27 29 29 30 30 31 32 32 33 34 34 35 36 36 37 37 37 2 Hình 2.25. Hiệu ứng đồ họa minh họa cho chuyển vị của dầm khi đặt tải trọng Hình 3.1. Bộ trục bánh xe đầu máy D19E Hình 3.2. Mô hình 3D trục bánh Hình 3.3. Bản vẽ trục bánh xuất từ mô hình 3D Hình 3.4. Mô hình 3D bánh xe Hình 3.5. Bản vẽ bánh xe xuất từ mô hình 3D Hình 3.6. Mô hình 3D bánh răng Hình 3.7. Bản vẽ bánh răng xuất từ mô hình 3D Hình 3.8. Các chi tiết của bộ trục bánh xe khi chưa lắp ráp Hình 3.9. Lắp ráp bánh răng vào trục Hình 3.10. Lắp ráp bánh xe phía không có bánh răng vào trục Hình 3.11. Lắp ráp bánh xe còn lại vào trục hoàn thiện bộ trục bánh xe 37 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 2D Two Dimension 3D Three Dimension CAD Computer­aided design CAM Computer­aided manufacturing CAE Computer­aided engineering CAX Computer­aided technologies CNC Computer numerical control PLM Product lifecycle management 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: ­ Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm thiết kế 3D mã nguồn mở FreeCAD trong quá trình thiết kế một số chi tiết đầu máy, toa xe. ­ Sinh viên thực hiện: Phan Trần Minh Đạt Nguyễn Đức Thông Trần Văn Quỳnh ­ Lớp: Tàu điện ­ Metro ­ K56 Khoa: Cơ khí Năm thứ: 2 Số năm đào tạo: 4 ­ Người hướng dẫn: KS. Nguyễn Đức Toàn 2. Mục tiêu đề tài: Sử dụng được phần mềm FreeCAD và ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế một số chi tiết đầu máy, toa xe. 3. Tính mới và sáng tạo: ­ Nghiên cứu sử dụng phần mềm thiết kế 3D mã nguồn mở FreeCAD (miễn phí) thay thế cho các phần mềm thiết kế cơ khí thương mại có chi phí cao như Catia, Inventor, Solidworks, v.v.… ­ Ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế một số chi tiết đầu máy, toa xe. 4. Kết quả nghiên cứu: ­ Một tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm FreeCAD. ­ Bản vẽ thiết kế một số chi tiết đầu máy, toa xe. 5 5. Đóng góp về mặt kinh tế ­ xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Vấn đề sở hữu trí tuệ và bản quyền các phát minh, sáng chế cũng như các sản phẩm thương mại đã được các nước phát triển quan tâm và thực hiện từ lâu. Tuy nhiên, ở Việt Nam, vấn đề này mới chỉ trong giai đoạn bước đầu đưa vào thực hiện. Đây là vấn đề tất yếu cần được quan tâm trong quá trình hội nhập và phát triển của đất nước. Trong các trường đại học kỹ thuật ở Việt Nam, hầu hết các phần mềm hỗ trợ cho việc học tập, giảng dạy cũng như nghiên cứu khoa học trong việc thiết kế các chi tiết máy đều là các phần mềm thương mại đắt tiền như Catia, Inventor, Solidworks, … (có giá tới hàng ngàn đô la Mỹ cho một bản). Tuy nhiên, trên thực tế, các phần mềm này hầu như không được mua bản quyền mà thường được sử dụng dưới dạng “bẻ khóa”. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng phần mềm thiết kế 3D mã nguồn mở FreeCAD (miễn phí) thay thế cho các phần mềm thiết kế cơ khí thương mại có chi phí cao có ý thực tiễn cao trong quá trình hội nhập. Giúp giảm chi phí đào tạo. Hơn thế nữa, vì đây là phần mềm mã nguồn mở do đó nếu được đưa vào nghiên cứu có thể cải thiện, nâng cấp phần mềm có nhiều tính năng phù hợp và tiện lợi cho từng chuyên ngành. Thậm chí, nếu được đầu tư nghiên cứu hoàn thiện thì phần mềm này hoàn toàn có thể thương mại hóa theo đúng giấy phép mã nguồn mở của phần mềm. Đây cũng là xu hướng đã và đang được các trường đại học ở các nước tiên tiến thực hiện. 6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có): Ngày 14 tháng 04 năm 2017 Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài ... - tailieumienphi.vn