


GIẢNG VIÊN ĐẢM NHIỆM: NGUYỄN ĐÌNH HÙNG
GIẢNG VIÊN ĐẢM NHIỆM: NGUYỄN ĐÌNH HÙNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT ÔTÔ VÀ MÁY ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN KỸ THUẬT ÔTÔ VÀ MÁY ĐỘNG LỰC
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
Chương 1: Mở đầu
Chương 1: Mở đầu
1. Giới thiệu môn học
1. Giới thiệu môn học
1.1.Lịch sử phát triển
1.1.Lịch sử phát triển
1.2.Hệ thống CAD trong thiết kế Ô tô
1.2.Hệ thống CAD trong thiết kế Ô tô
2. Qúa trình thiết kế ô tô theo CAD
2. Qúa trình thiết kế ô tô theo CAD
2.1.Mô hình thiết kế truyền thống
2.1.Mô hình thiết kế truyền thống
2.2.Ứng dụng và phát triển mô hình truyền thống theo CAD
2.2.Ứng dụng và phát triển mô hình truyền thống theo CAD
Chương 2: Biến đổi phẳng trong CAD
Chương 2: Biến đổi phẳng trong CAD
1.
1.Phần tử hình học 2D trong CAD
Phần tử hình học 2D trong CAD

5.Các phép biến hình
5.Các phép biến hình5.1
5.1
Biến hình mặt
Biến hình mặt5.2
5.2
Biến hình vật thể
Biến hình vật thể
6.Các bài toán vật lý trong CAD
6.Các bài toán vật lý trong CAD6.1
6.1Trọng tâm + khối lượng
Trọng tâm + khối lượng6.2
6.2
 !"#$%&'$
 !"#$%&'$
 !"#$$%&'($)*+,
 /.#0123456'(
755-8923456
'(
2$':23456'(
;        !" #$ <#- =5,(5 /,$>$
'+,$?!$%'(@3456'(
A .B3456'(
>$C!$?!D$'E3/-3-CFGHI
1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CAD:
1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CAD:Lịch sử phát triển của CAD liên quan trực tiếp tới sự phát triển của đồ hoạ máy tính
Lịch sử phát triển của CAD liên quan trực tiếp tới sự phát triển của đồ hoạ máy tính.Đương nhiên CAD bao hàm một nội dung rộng lớn
.Đương nhiên CAD bao hàm một nội dung rộng lớn
hơn đồ hoạ máy tính, song hệ ICG là
hơn đồ hoạ máy tính, song hệ ICG làbộ phận cơ bản của CAD
bộ phận cơ bản của CAD
.
.
+

hình và giúp cho CPU nhận biết vị trí cụ thể của màn hình vừa được bút quang tiếp xúc.+
+
Năm 1963 Ivan Sutherland công bố một số kết quả đầu tiên về đồ hoạ máy tính, cho phép tạo ra và làm chủ các hình ảnh trong thời gian
Năm 1963 Ivan Sutherland công bố một số kết quả đầu tiên về đồ hoạ máy tính, cho phép tạo ra và làm chủ các hình ảnh trong thời gian
thực trên màn hành CRT
thực trên màn hành CRT
.
.+
+
Nhiều tập đoàn công nghiệp như General Motors, IBM, Lockheed-Georgia, Itek Corp, Mc. Ponell, v.v đã bắt đầu thực hiện những dự án
Nhiều tập đoàn công nghiệp như General Motors, IBM, Lockheed-Georgia, Itek Corp, Mc. Ponell, v.v đã bắt đầu thực hiện những dự án
về đồ hoạ máy tính từ những năm 60. Đến cuối thập kỷ 60 một số nhà cung cấp hệ thống CAD/CAM đã được thành lập, trong đó phải kể
về đồ hoạ máy tính từ những năm 60. Đến cuối thập kỷ 60 một số nhà cung cấp hệ thống CAD/CAM đã được thành lập, trong đó phải kể
đến hãng Calma vào năm 1969. Các hãng này bán trọn gói theo kiểu chìa khoá trao tay, trong đó gồm có hều hết hoặc toàn bộ phần cứng
đến hãng Calma vào năm 1969. Các hãng này bán trọn gói theo kiểu chìa khoá trao tay, trong đó gồm có hều hết hoặc toàn bộ phần cứng
và phần mềm theo yêu cầu của khách hàng. Một số hãng khác phát triển theo hướng cung cấp phần mềm đồ hoạ như hãng Pat Hanratti
và phần mềm theo yêu cầu của khách hàng. Một số hãng khác phát triển theo hướng cung cấp phần mềm đồ hoạ như hãng Pat Hanratti
mà công ty thành viên của nó là MCS đã cho ra đời AD 2000 (với phiên bản sau đó là ANVIL 4000), được coi là gói phần mềm CAD
mà công ty thành viên của nó là MCS đã cho ra đời AD 2000 (với phiên bản sau đó là ANVIL 4000), được coi là gói phần mềm CAD
thông
thôngdụng.

mềm TOWER để trợ giúp thiết kế mẫu thảm len trong khuôn khổ Dự án VIE/88/035, năm 1988 Công ty tư nhân Hải Hoá cho ra đời gói phần
mềm thiết kế kiến trúc - xây dựng
mềm thiết kế kiến trúc - xây dựng
1.2 hệ thống CAD trong ứng dụng thiết kế
1.2 hệ thống CAD trong ứng dụng thiết kế
ôtô:
ôtô:
Các hệ CAD hiện đại (còn gọi là CAD/CAM) được xây dựng trên cơ sở đồ hoạ máy
Các hệ CAD hiện đại (còn gọi là CAD/CAM) được xây dựng trên cơ sở đồ hoạ máy
tính tương tác (Interative Computer Graphics) viết tắt là ICG. Hệ thống đồ hoạ máy tính tương
tính tương tác (Interative Computer Graphics) viết tắt là ICG. Hệ thống đồ hoạ máy tính tương
tác là một hệ hướng đến người sử dụng, trong đó máy tính được dùng để tạo ra, chuyển đổi
tác là một hệ hướng đến người sử dụng, trong đó máy tính được dùng để tạo ra, chuyển đổi
và hiển thị dữ liệu dưới dạng các hình vẽ hay biểu tượng. Người sử dụng ở đây là nhà thiết kế,
và hiển thị dữ liệu dưới dạng các hình vẽ hay biểu tượng. Người sử dụng ở đây là nhà thiết kế,
thực hiện truyền dữ liệu và ra lệnh cho các máy tính thông qua một số thiết bị vào (INPUT) như
thực hiện truyền dữ liệu và ra lệnh cho các máy tính thông qua một số thiết bị vào (INPUT) như
chuột, bàn phím Còn máy tính thì liên lạc với con người thông qua màn hình
chuột, bàn phím Còn máy tính thì liên lạc với con người thông qua màn hình
Hình ảnh được xây dựng từ những phần tử hình học cơ bản như điểm, đường
Hình ảnh được xây dựng từ những phần tử hình học cơ bản như điểm, đường
thẳng, vòng tròn v.v Hình ảnh đó có thể được sửa đổi tuỳ theo lệnh của con người như phóng
thẳng, vòng tròn v.v Hình ảnh đó có thể được sửa đổi tuỳ theo lệnh của con người như phóng
to, thu nhỏ, di chuyển vị trí trên màn hình và theo các phép biến đổi khác.Thông qua các thao
to, thu nhỏ, di chuyển vị trí trên màn hình và theo các phép biến đổi khác.Thông qua các thao
tác này mà những chi tiết cần thiết của hình ảnh sẽ được tạo ra theo ý muốn của người thiết kế.
tác này mà những chi tiết cần thiết của hình ảnh sẽ được tạo ra theo ý muốn của người thiết kế.Một hệ thống

dạng, hãng thiết kế - chế tạo máy thường phải có phần mềm phân tích động lực học cơ cấu
1.3 Nhưng thuận lợi khi sửa dụng CAD:
1.3 Nhưng thuận lợi khi sửa dụng CAD:
1.
1.
Nâng cao năng suất thiết kế của người kĩ sư:
Nâng cao năng suất thiết kế của người kĩ sư: -
-

Hiển thị hoá sản phẩm và các bộ phận cấu thành sản phẩm lên màn hình máy tính.
Hiển thị hoá sản phẩm và các bộ phận cấu thành sản phẩm lên màn hình máy tính.

-
-
Giảm thời gian tổng hợp, phân tích và lập hồ sơ, tư liệu thiết kế cho người kĩ sư. Hạ
Giảm thời gian tổng hợp, phân tích và lập hồ sơ, tư liệu thiết kế cho người kĩ sư. Hạ
giá thành sản phẩm và giảm thời gian thiết kế.
giá thành sản phẩm và giảm thời gian thiết kế.
2.
2.
Nâng cao chất lượng thiết kế:


Chất lượng hồ sơ, tư liệu thiết kế cao hơn. Bản vẽ đẹp, rõ ràng và ít sai sót.
Chất lượng hồ sơ, tư liệu thiết kế cao hơn. Bản vẽ đẹp, rõ ràng và ít sai sót. 4. Tạo ra một cơ sở dữ liệu trong máy tính để phục vụ cho giai đoạn chế tạo.
4. Tạo ra một cơ sở dữ liệu trong máy tính để phục vụ cho giai đoạn chế tạo. Trong quá trình xây dựng hồ sơ tư liệu thiết kế cho một sản phẩm, các chi tiết tạo nên
Trong quá trình xây dựng hồ sơ tư liệu thiết kế cho một sản phẩm, các chi tiết tạo nên sản phẩm, đặc tính kỹ thuật, vật liệu v.v sẽ tạo những cơ sở dữ liệu cần cho việc chế
sản phẩm, đặc tính kỹ thuật, vật liệu v.v sẽ tạo những cơ sở dữ liệu cần cho việc chế
tạo sản phẩm, đồng thời cũng được tạo ra và lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính.
tạo sản phẩm, đồng thời cũng được tạo ra và lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính.1.4 quá trình thiết kế ôtô theo mô hình truyền thống.
1.4 quá trình thiết kế ôtô theo mô hình truyền thống.
a.
a.
Phát hiện nhu cầu
Phát hiện nhu cầu
:
: là bước đầu tiên, thường do một người nào đó phát hiện ra,đôi khi bất ngờ,

là tối ưu theo những điều kiện ràng buộc đặt ra cho người thiết kế. Rồi chi tiết hay bộ phận đó
được tổng hợp vào trong cái chung (một máy hoàn chỉnh chẳng hạn) mà nó là một bộ phận hợp
được tổng hợp vào trong cái chung (một máy hoàn chỉnh chẳng hạn) mà nó là một bộ phận hợp
thành, theo một quá trình lặp như trên.
thành, theo một quá trình lặp như trên.
d.
d.
Đánh giá
Đánh giá
một bản thiết kế là căn cứ vào các yêu cầu kỹ thuật được thiết lập trong bước xác định
một bản thiết kế là căn cứ vào các yêu cầu kỹ thuật được thiết lập trong bước xác định
vấn đề để ước lượng, cân nhắc, đo lường xem nó đạt được đến đâu. Việc đánh giá này thường cần
vấn đề để ước lượng, cân nhắc, đo lường xem nó đạt được đến đâu. Việc đánh giá này thường cần
đến sự chế tạo và thử nghiệm một mẫu thật để xem xét chức năng vận hành, chất lượng, độ tin cậy
đến sự chế tạo và thử nghiệm một mẫu thật để xem xét chức năng vận hành, chất lượng, độ tin cậy
và các chỉ tiêu khác.
và các chỉ tiêu khác.
e.
e.
Thể hiện
Thể hiện
là bước cuối cùng của quá trình thiết kế. Nó bao gồm việc thiết lập tư liệu thiết kế trong
là bước cuối cùng của quá trình thiết kế. Nó bao gồm việc thiết lập tư liệu thiết kế trong
đó có các bản vẽ, các thuyết minh kỹ thuật, vật liệu chế tạo, bảng liệt kê các chi tiết và bộ phận lắp
đó có các bản vẽ, các thuyết minh kỹ thuật, vật liệu chế tạo, bảng liệt kê các chi tiết và bộ phận lắp
ghép v.v Việc lập tư liệu chủ yếu là phải tạo ra được môt cơ sở dữ liệu về thiết kế.
ghép v.v Việc lập tư liệu chủ yếu là phải tạo ra được môt cơ sở dữ liệu về thiết kế.
Trong từng lĩnh vực -I8I,phương
pháp tiếp cận truyền thống là tổng hợp
một bản thiết kế sơ bộ theo cách thủ công
•
•
Rà soát và đánh giá thiết kế.
Rà soát và đánh giá thiết kế. •
•
Vẽ tự động
Vẽ tự động
()*)(
()*)(
Mô hình hoá hình học.
Mô hình hoá hình học.
Trong CAD, mô hình hoá hình học tương ứng với giai đoạn tổng hợp, đòi hỏi mô tả
hình dáng hình học của một đối tượng dưới dạng toán học theo cách máy tính có
thể xử lý được. Mô hình toán học cho phép hình ảnh của đối tượng có thể hiển thị
và thao tác trênmàn hình máy tính thông qua tín hiệu lấy từ CPU của hệ CAD. Phần
mềm đồ hoạ phải được thiết kế sao cho thuận tiện và có hiệu quả với máy tính và
cả người sử dụng.
Trong lĩnh vực mô hình hoá hình học, người thiết kế xây dựng những hình ảnh của
đối tượng trên màn hình máy tính bằng 3 loại lệnh:
- Loại lệnh tạo nên những yếu tố hình học cơ bản như điểm, đường thẳng, vòng
tròn
- Loại lệnh thực hiện các phép biến đổi như dịch chuyển, thu nhỏ, phóng to, quay
- Loại lệnh làm cho các yếu tố hình học liên kết lại thành một hình dạng mong
muốn.
1. Mô hình khung dây.

kích thước quantrọng hoặc những bộ phận chủ chốt và nhiều lợi ích khác nữa.

()*)+,-.$/01)
()*)+,-.$/01)

Khi triển khai một đồ án thiết kế kỹ thuật thường cần đến một sự phân tích nào đó tuỳ theo loại công
trình như về ứng suất, biến dạng, truyền nhiệt hoặc mô tả sự ứng xử động học của hệ thống. Máy
tính chó thể giúp thực hiện các nhiệm vụ này một cách nhanh chóng và có hiệu quả.
Các hệ CADphổ biến thường bao gồm các phần mềm phân tích kỹ thuật hoặc có thể giao diện với
các phần mềm này.
• Phân tích thuộc tính khối lượng: diện tích bề mặt, trong lượng, thể tích, trọng tâm, mômen quán
tính,v.v Đối với một mặt phẳng hoặc tiết diện ngang của một vật thể nó còn cho ta biết cả chu vi,
diện tích và ác thuộc tính quán tính nữa.
• Phân tích phần tử hữu hạn: là một trong những khả năng mạnh nhất của một hệ CAD. Với kỹ
thuật này vật thể được chia thành nhiều phần tử với số lượng hữu hạn tuỳ ý. Mỗi phần tử là một ô
chữ nhật hay tam giác, tất cả tạo nên một mạng lưới gồm các nút. Nhiều hệ CAD có khả năng tự
động phân chia các nút và xác định cấu trúc mạng lưới của toàn vật thể, người sử dụng chỉ cần đưa
ra một số thông số cần thiết cho mô hình phần tử hữu hạn rồi hệ CAD sẽ làm các công việc tính
toán tiếp theo.


()*)2
()*)2
Rà soát và đánh giá thiết kế.
Rà soát và đánh giá thiết kế.
Rà soát là công việc được tiến hành sau khi thiết lập xong bản vẽ nhằm kiểm tra độ
chuẩn xác thiết kế và sự đúng đắn của việc lựa chọn kết cấu, mối ghép,v.v

thiết kế có vẽ tự động là còn phải cân nhắc, nhưng khi giá thành đó hạ xuống thi
việc vẽ tự động ngàycàng trở nên phổ biến ở các cơ sở thiết kế.

Một hệ CAD thường cho phép tăng năng suất trong khâu xuất bản vẽ lên gấp năm
đến mười lần so với vẽ thủ công. Hơn thế nữa, nó còn có nhiều ưu điểm về xử lý đồ
hoạ như tự động ghi kích thước và mặt cắt, thu phóng bản vẽ, đặc tả từng phần
hình vẽ hoặc quay vậtthể theo một góc tự chọn. Nó còn cho phép chuyển đổi hình
chiếu, chẳng hạn từ chiếu songsong sang chiếu phối cảnh.

Trong phép chiếu trực giao, hầu hết các hệ CAD đều có khả năng tạo ra sáu hình
chiếu tương ứng với sáu mặt phẳng chiếu nếu thấy cần. Ngoài ra các hệ CAD còn
cho phép người thiết kế lập trình bổ sung để đưa các tiêu chuẩn riêng của bản hãng
nào đó.


