Hệ thống Web được phát triển trên nền Joomla 3.xx bởi Đinh Quyết Đào tạo ANSYS, Đào tạo Cơ khí, Đào tạo SolidWorks Đinh Văn Quyết Học SolidWorks Monmin đồ chơi an toàn đồ chơi giáo dục Đồ chơi tự kỷ Giáo dục sớm Montessori MONMIN Mấu leo núi Xà đu đa năng Đồ chơi tự kỷ< a href="https://www.monmin.net/">Giáo dục sớm Montessori

Giảm thiểu thiệt hại khi sét đánh vào xe ô tô

Ngày nay, việc thiết kế xe có khả năng chống sét đang là thách thức quan trọng hơn bao giờ hết do số lượng thiết bị điện trong xe ngày càng tăng lên.

Công ty Fiat Chrysler Automobiles cùng với sự hỗ trợ từ ESSS – đối tác của ANSYS ở Nam Mỹ, đã sử dụng phần mềm mô phỏng trường điện từ ANSYS để mô phỏng các vụ sét đánh và dự đoán tác động đối với các thiết bị điện tử trên xe để thiết kế các phương tiện chống sét trong tương lai.

Sét đánh vào ô tô

Thử nghiệm hiệu suất xe khi bị sét đánh rất tốn kém vì các kỹ sư phải thuê các cơ sở thử nghiệm đặc biệt và chế tạo một nguyên mẫu dùng để thử nghiệm.

Các kỹ sư của FCA và ESSS đã phối hợp cùng nhau để mô phỏng các tác động của một vụ sét đánh điển hình trên chiếc xe thành thị Fiat Mobi. Dự án này không nằm trong kế hoạch phát triển xe tiêu chuẩn.

Mô phỏng sét đánh trong Maxwell

Ô tô và sét

Sét đi qua thân xe có thể tạo ra một điện trường, sinh ra điện áp và dòng điện trong các dây nối rồi di chuyển đến bộ điều khiển điện tử (ECUs). Điều này có khả năng làm hỏng một hoặc nhiều bộ phận của ECU, một thiết bị có chức năng như bộ não của ô tô.

Các điện trường được tạo ra bên trong ô tô sau khi bị sét đánh phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng và độ dẫn điện của vỏ xe. Trong trường hợp hình cầu, các electron tạo thành điện tích sẽ trải đều trên bề mặt bên ngoài, triệt tiêu lẫn nhau, do đó không tạo ra dòng điện tích bên trong quả cầu.

Tuy nhiên, chiếc xe có hình học phức tạp hơn và có sự khác biệt về độ dẫn điện của các bộ phận, chẳng hạn như lốp xe và kính chắn gió, có thể tạo ra các điện trường đáng kể bên trong. Do đó, xác định các điện trường này là một nhiệm vụ đầy thách thức.

Thử nghiệm vật lý không phải là một giải pháp lý tưởng vì chỉ có một vài thiết bị trên thế giới có khả năng mô phỏng sét đánh. Chi phí sử dụng các thiết bị này lên tới hàng triệu đô la và đòi hỏi phải xây dựng một chiếc xe nguyên mẫu có giá hàng trăm nghìn đô la để thử nghiệm.

Xác định khu vực sét đánh

Trước tiên, các kỹ sư của FCA và ESSS đã sử dụng tính năng bộ giải tĩnh điện của ANSYS Maxwell để tính xác suất sét đánh vào các khu vực khác nhau của xe. Họ đã tạo ra một điện trường trong toàn bộ miền giải pháp bằng cách đặt một điện tích 100 coulomb trên bề mặt trên cùng của mô hình và 0 coulomb trên bề mặt dưới cùng.

Họ đã tạo ra liên kết trở kháng thấp giữa các thành phần kim loại. Các kỹ sư đã thêm mô hình này vào miền tính toán giải và lặp lại mô phỏng Maxwell.

Mô hình phương tiện đã làm biến dạng phân phối điện tích; các điện trường mạnh thể hiện rõ nhất trên các đầu nhọn và các điểm trên cao của xe. Xác suất sét đánh vào bất kỳ vị trí cụ thể nào trên mô hình tỷ lệ thuận với điện tích ở vị trí đó. Các kỹ sư của FCA và ESSS đã xác nhận rằng ăng-ten là vị trí dễ bị sét đánh nhất trên một chiếc xe.

Mô phỏng tĩnh điện cho thấy điện tích tĩnh điện trên từng khu vực của xe trong trường điện từ

Kết quả mô phỏng cho thấy dòng điện trên bề mặt xe là kết quả của sét đánh

Xác định tác động của sét đánh

Kết quả mô phỏng cho thấy các dòng điện và điện áp ở bên ngoài vỏ xe do sét gây ra, và thấy được rằng các điện tích đi qua vỏ xe xuống thẳng mặt đất. Mô phỏng cũng cho thấy các điện trường và từ trường do các dòng điện sét đánh trên vỏ xe và các thành phần khác của xe tạo ra, bao gồm cả bộ dây dẫn điện.

Mô hình hóa xung theo số liệu thống kê phóng điện

Cải tiến thiết kế xe

Do các kỹ sư có thể mô phỏng tác động của sét đánh, họ có khả năng thay đổi thiết kế để giảm thiệt hại cho chiếc xe. Ví dụ, họ dự định thực hiện một số thay đổi như tăng độ dẫn của các thành phần có điện trở cao như lốp xe và kính chắn gió để xem có làm giảm điện trường bên trong xe hay không.

Không có tiêu chuẩn để bảo vệ thiết bị điện tử ô tô chống sét, nhưng các kỹ sư tại FCA đang chủ động sử dụng mô phỏng để tìm giải pháp nhằm giảm tác động của sét lên các bộ điều khiển điện tử ô tô, ăng ten và bộ dây dẫn điện. Mô phỏng cho phép các kỹ sư dự đoán chính xác việc tạo ra dòng điện trong các dây dẫn và các bộ phận khác của xe khi bị sét đánh.

Do đó, các kỹ sư có thể đánh giá các cải tiến thiết kế có triển vọng trong một khoảng thời gian ngắn với chi phí tiết kiệm hơn so với thử nghiệm vật lý.

Ăng-ten là khu vực dễ bị sét đánh nhất

Các bài viết cùng chủ đề :

  • Tiếng ồn khí động và kính xe ô tô
  • Giải pháp mô phỏng bài toán va chạm ô tô

  • Nguồn : ansys.com

    Lược dịch : - Trần Thị Huyền Trang - Thực tập sinh tại Advantech, Jsc.

    Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech, Jsc." hoặc "Theo www.advantech.vn" nếu bạn muốn phổ biến thông tin này

    Các Giải Pháp
    • Prev
    Giải pháp mô phỏng vỏ chắn điện từ
    Giải pháp mô phỏng bài toán va chạm ô tô
    Giải pháp mô phỏng phổ đáp ứng
    Giải pháp tính toán độ ồn sinh ra trong các thiết bị
    Giải pháp mô phỏng khí động đàn hồi cầu treo dây võng
    Mô phỏng đáp ứng điều hòa của kết cấu (Harmonic Response)

    TUYỂN DỤNG

    LIÊN HỆ

    VĂN PHÒNG GIAO DỊCH:
    C2 lô 20, KĐTM Định Công, Quận Hoàng Mai, Hà Nội
    Tel: (84-24)39 727 464 Fax: (84-24)39 727 464
    Email: info@advantech.vn

    HỖ TRỢ KỸ THUẬT:
    Email: support@advantech.vn

    Họ tên
    E-Mail

    FOLLOW US