Kết quả mô phỏng trên phần mềm eta / dynaform quá trình tạo hình một số chi tiết máy nông nghiệp bằng công nghệ dập tấm

Vietnam J. Agri. Sci. 2018, Vol. 16, No. 9: 830-837 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2018, 16(9): 830-837 
www.vnua.edu.vn 
830 
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM ETA/DYNAFORM 
QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH MỘT SỐ CHI TIẾT MÁY NÔNG NGHIỆP BẰNG CÔNG NGHỆ DẬP TẤM 
 Nguyễn Thị Thu Trang*, Phạm Thanh Cường, Trần Văn Hữu 
Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 
*
Tác giả liên hệ: ntttrang.cd@vnua.edu.vn 
Ngày nhận bài: 14.09.2018 Ngày chấp nhận đăng: 06.12.2018 
TÓM TẮT 
Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng số bằng phần mềm Eta/Dynaform làm cơ sở cho việc phân 
tích, đánh giá quá trình biến dạng kim loại nhằmhạn chế và khắc phục được những lỗi sai hỏng xảy ra khi gia công, 
tiết kiệm được thời gian chế tạo khuôn, chế tạo chi tiết, tiết kiệm vật liệu và giảm giá thành, nâng cao chất lượng sản 
phẩm sau dập. Kết quả bài toán mô phỏng quá trình biến dạng một số chi tiết điển hình trong các máy nông nghiệp 
từ phôi kim loại tấm, đưa ra được các thông số công nghệ tối ưu cho việc tạo hình. Trên cơ sở đó, có thể áp dụng 
rộng rãi công nghệ ảo vào việc sản xuất các thiết bị máy móc và sản phẩm trong mọi lĩnh vực cơ khí nói chung và cơ 
khí nông nghiệp nói riêng. 
Từ khóa: Mô phỏng, biến dạng, Eta/Dynaform, máy nông nghiệp. 
Simulation Results by Eta/Dynaform Software for the Shaping of some Details of 
Agricultural Machines Produced with Sheet Metal Forming Technology 
ABSTRACT 
The present study used numerical simulation method by Eta/Dynaform software as the basis for the analysis 
and evaluation of metal deformation process. This restricts and overcomes the errors that may occur during 
manufacturing, saving the time of molding and fabrication details, saving materials, reducing the price, and improving 
the quanlity of product after stamping. Based on simulation problem on the deformation process of some typical parts 
in agricultural machines from sheet metal, optimal technological parameters for shaping were proposed. On this 
basis, it is possible to apply virtual technology into production of equipment, machines and products in engineering in 
general and agricultural engineering in particular. 
Keywords: Simulation, deformation, Eta/Dynaform, Agricultural Machinery. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Dêp tçm gồm nhiều nguyên công công nghệ 
khác nhau nhìm làm biến däng kim loäi tçm 
(bëng hoặc dâi), vĆi să thay đổi không đáng kể 
chiều dày cûa vêt liệu và không có phế liệu ć 
däng phoi (Nguyễn Mêu Đìng, 2006; Nguyễn 
Tçt Tiến, 2004). 
Mô phỏng sẽ mô hình hóa các quy trình 
công nghệ nhą să trợ giúp cûa máy tính, kiểm 
nghiệm tính chính xác cûa vêt liệu và công cý 
thiết kế bìng cách tính toán trþĆc khi đþa vào 
sân xuçt (Nguyễn Đíc Trung, 2011), gồm một số 
þu điểm nổi bêt thể hiện nhþ hình 1. 
Hiện nay, trên thð trþąng Việt Nam, các sân 
phèm máy móc nông nghiệp nhêp khèu tÿ Nhêt 
Bân, Trung Quốc, Đài Loan... chiếm tĆi gæn 70%. 
Trong khi đó sân phèm sân xuçt trong nþĆc chî 
chiếm tÿ 15-20% (Viện CĄ điện nông nghiệp và 
Công nghệ sau thu hoäch, 2016). Một số nguyên 
nhân chính dén đến tình träng trên là do việc 
triển khai cĄ chế chính sách phát triển ngành cĄ 
Nguyễn Thị Thu Trang, Phạm Thanh Cường, Trần Văn Hữu
831 
khí còn thiếu đồng bộ, các doanh nghiệp chêm 
đổi mĆi, chþa Āng dýng có hiệu quâ các phþĄng 
pháp tiên tiến trong việc sân xuçt, tính chuyên 
môn hóa còn thçp dén đến chçt lþợng sân phèm 
còn hän chế, chi phí sân xuçt cao. 
Do đó, cæn têp trung thúc đèy Āng dýng công 
nghệ tiên tiến (công nghệ âo) vào việc sân xuçt 
máy móc, thiết bð nông nghiệp, nhìm đáp Āng 
nhu cæu cûa ngþąi sā dýng, dăa trên să phát 
triển có tính cänh tranh cûa công nghiệp chế täo 
máy nông nghiệp trong nþĆc. Bài báo này đề cêp 
tĆi kết quâ nghiên cĀu bìng việc mô phỏng quá 
trình täo hình một số däng chi tiết cûa máy nông 
nghiệp, có sā dýng phæn mềm Eta/Dynaform. 
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu và đối tượng nghiên cứu 
2.1.1. Chi tiết bánh xe của máy thu hoạch 
khoai tây 
Đåy là một chi tiết có hình däng tþĄng đối 
đĄn giân, rçt phổ biến, đþợc chế täo bìng công 
nghệ gia công áp lăc để täo ra hai nāa trý tròn 
xoay, sau đó hàn hai mép läi vĆi nhau. Nó có 
nhiệm vý là giúp máy di chuyển dễ dàng trên 
cánh đồng (Hình 2). 
Hình 1. Sơ đồ thể hiện một số ưu điểm của phương pháp mô phỏng số 
Hình 2. Máy thu hoạch khoai tây và chi tiết bánh xe 
Bâng 1. Thành phần hóa học của thép Q345B 
Mác 
Thép 
Thành phần hóa học (%) 
C Mn Si P< S< V Nb Ti Al 
Q345B ≤0,20 1,00~1,60 ≤0,55 ≤0,040 ≤0,040 0,02~0,15 0,015~0,060 0,02~0,20 -- 
Nguồn: Trần Văn Địch và cs. (2006) 
Kết quả mô phỏng trên phần mềm Eta/Dynaform quá trình tạo hình một số chi tiết máy nông nghiệp bằng công nghệ 
dập tấm 
832 
Chi tiết này đþợc chế täo bìng thép tçm 
Q345B (Ký hiệu theo tiêu chuèn cûa Trung 
Quốc: GB/T 1591- 94) (Bâng 1), vĆi chiều dày 
s = 3 mm, b= 470-630 (MPa). 
2.1.2. Chi tiết nắp capo của máy kéo V22 
Chi tiết này có kích thþĆc lĆn, hình däng 
phĀc täp, khi chế täo chia thành hai phæn riêng 
biệt: phæn đæu mặt nä và phæn thân. Nó có nhiệm 
vý bâo vệ đæu máy và các bộ phên khác dþĆi tác 
động cûa môi trþąng tă nhiên, môi trþąng làm 
việc„ Đồng thąi còn có nhiệm vý trang trí, mang 
tính thèm mỹ cho máy (Hình 3, 4). 
Vêt liệu chế täo níp capo cûa máy kéo V22 
là Thép 08KÐ, theo tiêu chuèn OCT 1050 
(Bâng 2); chiều dày s = 1 mm, có độ bền kéo 
b = 380 Mpa. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Mô phỏng số bằng phần mềm 
Eta/Dynaform 
PhþĄng pháp mô phỏng sẽ hiển thð quá trình 
biến däng lên trên màn hình vi tính, cho phép 
biết đþợc các khuyết têt xuçt hiện trên sân phèm, 
tÿ đó đþa ra các thông số công nghệ: lăc chặn, lăc 
dêp, kích thþĆc chày cối„ hợp lý nhçt (Đinh Bá 
Trý, 2004). Sân phèm méu đþợc thiết kế số hóa 
dþĆi däng 3D, sau đó nó đþợc dăng ć däng mặt và 
đåy là mô hình hình học cĄ sć cho việc thiết kế mô 
hình phôi và khuôn dêp (chày, cối, chặn). 
Hình 3. Máy kéo V22 và chi tiết nắp ca pô 
Hình 4. Kích thước của đầu nắp ca pô máy kéo V22 
Bâng 2. Thành phần hóa học của thép 08KÐ 
Thép C% Si% Mn% P% S% Thành phần khác 
08KÐ 0,05-0,11 ≤ 0,03 0,25-0,5 0,035 0,04 ≤ 0,08 
Nguồn: Trần Văn Địch và cs. (2006) 
Nguyễn Thị Thu Trang, Phạm Thanh Cường, Trần Văn Hữu
833 
Trong thăc tế sân xuçt, một khó khën tồn 
täi tÿ trþĆc tĆi nay là nguyên công líp ráp 
khuôn rçt khó, phâi dêp thā nhiều læn thì mĆi 
ra đþợc sân phèm đät yêu cæu (Phäm Vën Nghệ 
và cs., 2005). PhþĄng pháp mô phỏng số đã khíc 
phýc đþợc khó khën trên, các thông số công 
nghệ rút ra đþợc có độ chính xác cao làm đĄn 
giân hóa việc líp ráp khuôn, giâm số læn dêp 
thā, thþąng thì chî cæn một læn dêp thā là ra 
đþợc sân phèm có chçt lþợng đät yêu cæu 
(Nguyễn Đíc Trung, 2011). 
2.2.2. Xử lý số liệu và phân tích, đánh giá 
kết quâ bài toán mô phỏng 
Bài toán mô phỏng sẽ đþợc thăc hiện theo 
các bþĆc (Đinh Bá Trý, 2004): 
- Xây dăng mô hình hình học cûa bài toán 
gồm phôi, chày, cối và chặn; 
- Chia lþĆi các phæn tā trong mô hình; 
- Cài đặt mô hình tiếp xúc giĂa phôi và 
dýng cý; 
- Cài đặt điều kiện biên cho bài toán; 
- Nhên kết quâ và phån tích đánh giá chçt 
lþợng cûa sân phèm; 
- Điều chînh các thông số cæn thiết để tối þu 
công nghệ. 
Kết quâ tÿ bài toán mô phỏng đþợc thể hiện 
dþĆi däng các biểu đồ phân bố về Āng suçt, biến 
däng, biến mỏng, phþĄng và lăc kéo phôi. Qua 
đó đánh giá chính xác quá trình biến däng, thçy 
đþợc nhĂng khuyết têt xây ra täi nhĂng vð trí cý 
thể trên phôi nhþ: nhën, rách, ... 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Phân tích kết quâ bài toán mô phỏng 
quá trình tạo hình bánh xe máy thu hoạch 
khoai tây 
Tÿ hình dáng, kích thþĆc chi tiết, xây dăng 
đþợc mô hình hình học và mô hình chia lþĆi cho 
bài toán biến däng (Hình 5, 6). 
Kết quâ thu đþợc sau khi mô phỏng quá 
trình biến däng täo hình bánh xe cûa máy thu 
hoäch khoai tây nhþ sau: 
Hình 5. Mô hình hình học của chày và cối dập bánh xe máy thu hoạch khoai tây 
Hình 6. Mô hình chia lưới các phần tử khi dập bánh xe máy thu hoạch khoai tây 
Kết quả mô phỏng trên phần mềm Eta/Dynaform quá trình tạo hình một số chi tiết máy nông nghiệp bằng công nghệ 
dập tấm 
834 
Hình 7. Quy trình cài đặt phôi và các điều kiện biên của bài toán 
(a) Biểu đồ thể hiện mức độ biến dạng (b) Biểu đồ thể hiện mức độ biến mỏng vật liệu 
(c) Biểu đồ thể hiện lực kéo phôi khi dập (d) Biểu đồ thể hiện ứng suất khi dập 
Hình 8. Kết quâ mô phỏng quá trình biến dạng bánh xe máy thu hoạch khoai tây 
Khi chia lþĆi xong cho các đối tþợng, tiếp 
týc vào Autosetup để cài đặt các điều kiện biên. 
Khi xuçt hiện cāa sổ Sheet forming, chọn Blank 
để cài đặt vð trí và vêt liệu phôi. Mô hình vêt 
liệu cûa phôi đþợc xác đðnh và lăa chọn trong 
thþ viện vêt liệu đã có sẵn cûa phæn mềm. Sau 
khi cài đặt phôi xong, chọn Tools để cài đặt các 
điều kiện về vð trí, chuyển động, cûa chày, cối và 
tçm chặn (Hình 7). 
Kết quâ bài toán sau khi mô phỏng xong 
đþợc thể hiện trong hình 8. Biểu đồ thể hiện mĀc 
độ biến däng. Hình ânh cho thçy khi biến däng ć 
Nguyễn Thị Thu Trang, Phạm Thanh Cường, Trần Văn Hữu
835 
nhĂng vùng kim loäi khác nhau thì mĀc độ biến 
däng khác nhau. Vùng màu xám, kim loäi bð kéo 
cëng. Vùng màu hồng, kim loäi biến däng ít và có 
hiện tþợng nhën. Vùng màu xanh, kim loäi biến 
däng tốt nhçt, an toàn. Vùng màu vàng và vùng 
màu đỏ, kim loäi có nguy cĄ bð phá hûy hoặc phá 
hûy. Tuy nhiên, sau dêp không xuçt hiện hai 
vùng này nên chçt lþợng chi tiết đþợc đâm bâo. 
Hình 8b thể hiện mĀc độ biến mỏng vêt liệu 
cho thçy so sánh vĆi chiều dày ban đæu là 3 
(mm) thì täi vð trí dày nhçt cûa chi tiết sau dêp 
(màu xanh nþĆc biển) có giá trð là 3.121 (mm), 
chỗ mỏng nhçt cûa chi tiết (màu đỏ) có giá trð là 
2.800 (mm). Qua đó ta thçy chiều dày vêt liệu có 
să biến đổi trong quá trình täo hình, nhþng 
không đáng kể và să phân bố mĀc độ biến mỏng 
tþĄng đối đồng đều. 
Hình 8c thể hiện lăc kéo phôi khi dêp: cho 
thçy lăc kéo phôi phân bố đều trên phæn vành 
và có giá trð nhþ nhau täi các vð trí khác nhau. 
Do đó chi tiết sau dêp sẽ đâm bâo đþợc biến 
däng đồng đều, cån đối, giâm thiểu nhĂng lỗi 
sai hỏng xây ra (nhën, rách, biến mỏng lĆn, „) 
Hình 8d thể hiện Āng suçt khi dêp: GiĆi 
hän bền cûa vêt liệu b = 470 - 630 (MPa), kết 
quâ cho thçy Āng suçt lĆn nhçt (vùng màu đỏ) 
là 553,93 (MPa) khi dêp không vþợt quá giĆi 
hän bền cûa vêt liệu (630 MPa), do đó không 
xây ra hiện tþợng phá hûy, vêt liệu biến däng 
thuên lợi và cho kết quâ tốt. 
3.2. Phân tích kết quâ bài toán mô phỏng quá 
trình tạo hình nắp ca pô của máy kéo V22 
Mô hình hình học và mô hình chia lþĆi quá 
trình dêp täo hình hai phæn cûa níp ca pô máy 
kéo V22 đþợc minh họa trên hình 9, 10. 
Sau khi chia lþĆi, cài đặt điều kiện biên cho 
bài toán và tiến hành mô phỏng cho ra kết quâ 
nhþ hình 11 và hình 12. 
3.2.1. Phần mặt nạ của chi tiết 
Trong phæn này, biến däng xây ra tþĄng đối 
phĀc täp, täi các vð trí khác nhau kim loäi bð 
biến däng vĆi mĀc độ khác nhau (Hình 11). 
Hình 11a thể hiện mĀc độ biến däng: Vùng 
màu xanh kim loäi biến däng tốt, đồng đều và 
an toàn; vùng màu hồng kim loäi biến däng ít; 
vùng màu tím kim loäi ít bð biến däng và có 
nguy cĄ xuçt hiện các nếp nhën; vùng màu đỏ 
và vùng màu vàng không xuçt hiện (vùng phá 
hûy vêt liệu). 
Hình 9. Mô hình hình học của chày và cối dập hai phần của nắp ca pô máy kéo V22 
Hình 10. Mô hình chia lưới các phần tử khi dập nắp ca pô máy kéo V22 
Kết quả mô phỏng trên phần mềm Eta/Dynaform quá trình tạo hình một số chi tiết máy nông nghiệp bằng công nghệ 
dập tấm 
836 
Hình 11b thể hiện mĀc độ biến mỏng cûa 
vêt liệu sau khi dêp: Vêt liệu chi tiết có biến 
mỏng nhþng không đáng kể (Smin = 0,76 mm; 
Smax = 1,07 mm) so vĆi chiều dày phôi ban đæu là 
1.0 (mm). 
Hình 11c thể hiện Āng suçt täi các vùng 
biến däng sau dêp: Ứng suçt vén đâm bâo nìm 
trong vùng cho phép, nhỏ hĄn Āng suçt phá hûy 
cûa vêt liệu. VĆi Āng suçt lĆn nhçt khi dêp 
(vùng màu đỏ) là max = 377 (MPa); giĆi hän bền 
cûa vât liệu là [] = 410 (MPa). 
Hình 11d thể hiện vð trí kéo phôi, hþĆng 
kéo và trð số lăc kéo phôi vào khuôn: Cho thçy 
lăc kéo phôi lĆn nhçt (vùng các đþąng màu đỏ) 
có trð số là 24,61 (tçn). 
3.2.2. Kết quâ mô phỏng quá trình biến 
dạng phần thân của nắp ca pô 
Hình 12 cho thçy chi tiết sau khi dêp có 
chçt lþợng tốt, không bð nhën. Do phæn này có 
hình dáng khá đĄn giân so vĆi phæn mặt nä nên 
dễ biến däng täo hình. 
Hình 12b thể hiện sau khi dêp chiều dày có 
trð số Smin = 0,96 (mm) (vùng màu đỏ); Smax = 1,09 
(mm) (vùng màu xanh nþĆc biển), so vĆi chiều 
dày phôi ban đæu là 1,0 (mm). Trên chi tiết sau 
dêp chû yếu xuçt hiện vùng màu xám, không 
xuçt hiện vùng vàng và đỏ, nên vêt liệu không bð 
phá hûy (Hình 12a). Ứng suçt tþĄng đþĄng täi 
các vùng biến däng sau khi dêp vén đâm bâo nìm 
trong giĆi hän cho phép. Ứng suçt lĆn nhçt xuçt 
hiện khi dêp thể hiện trên biểu đồ hình 12c là: 
max = 125,3 (MPa) (vùng màu xanh lá cây), trong 
khi giĆi hän bền cûa vêt liệu là [] = 410 (MPa). 
Sau quá trình cài đặt bài toán, tiến hành mô 
phỏng và phân tích, kết quâ cho thçy bìng 
phþĄng pháp mô phỏng số có thể xác đðnh đþợc 
să phân bố biến däng, Āng suçt, mĀc độ biến 
mỏng cûa vêt liệu, đặc biệt là các hiện tþợng 
trþąng hợp täo phế phèm. Tÿ đó có thể thçy thay 
đổi hình däng hình học cûa phôi, cûa dýng cý 
hoặc thay đổi điều kiện công nghệ cûa bài toán có 
thể tối þu hóa quá trình, cho kết quâ biến däng 
phù hợp, giâm thiểu thąi gian, công sĀc và chi 
phí chế täo thā (Nguyễn Đíc Trung, 2011). 
(a) Biểu đồ thể hiện mức độ biến dạng (b) Biểu đồ thể hiện sự biến mỏng vật liệu 
(c) Biểu đồ thể hiện ứng suất khi dập (d) Biểu đồ thể hiện lực kéo phôi 
Hình 11. Kết quâ mô phỏng quá trình biến dạng phần mặt nạ nắp Ca pô của máy kéo V22 
Nguyễn Thị Thu Trang, Phạm Thanh Cường, Trần Văn Hữu
837 
(a) Biểu đồ thể hiện mức độ biến dạng (b) Biểu đồ thể hiện sự biến mỏng vật liệu 
(c) Biểu đồ thể hiện ứng suất khi dập (d) Biểu đồ thể hiện lực kéo phôi 
Hình 12. Kết quâ mô phỏng quá trình biến dạng phần thân nắp ca pô của máy kéo V22 
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Quá trình mô phỏng bìng phæn mềm 
Eta/Dynaform vĆi các thông số đæu vào: mô hình 
vêt liệu; mô hình cối, chày, tçm chặn cho thçy 
quá trình biến däng diễn ra thuên lợi. 
Khi sā dýng “công nghệ âo” toàn bộ các 
khâu cûa quá trình sân xuçt tÿ việc thiết kế, 
hiệu chînh đến chế täo đþợc thăc hiện trên máy 
tính. Nhą việc thay đổi các thông số kỹ thuêt 
một cách đĄn giân, dễ dàng, không tốn kém mà 
hiệu quâ, không phâi thā khuôn hay sāa khuôn 
nhiều læn. Do đó hoàn toàn có thể áp dýng bài 
toán mô phỏng biến däng vào sân xuçt thăc tế, 
giâm chi phí cho quá trình chế täo khuôn, cüng 
nhþ nång cao đþợc chçt lþợng sân phèm dêp, tối 
þu hóa quá trình công nghệ. 
Bài báo này là cĄ sć cho việc nghiên cĀu 
thiết kế, tính toán công nghệ sân xuçt các sân 
phèm cho nhiều lïnh văc nhþ: công nghiệp ô tô, 
hàng không, giao thông vên tâi, y tế, sân xuçt 
máy móc thiết bð nông nghiệp,„ đáp Āng nhu cæu 
ngày càng cao cûa việc sân xuçt hàng nội đða. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Báo cáo của Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ 
sau thu hoạch ở 92 cơ sở chế tạo máy trên 15 tỉnh, 
thành phố đại diện cho cả 7 vùng kinh tế cả nước 
tại Hội thảo “Đẩy mạnh cơ giới hóa nông nghiệp 
và công nghệ chế tạo máy nông nghiệp,” tổ chức 
22/9/2016, tại Hà Nội 
Đinh Bá Trụ (2004). Giáo trình Phương pháp phần tử 
hữu hạn trong kỹ thuật cơ khí. Nhà xuất bản Học 
viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội. 
Nguyễn Mậu Đằng (2006). Công nghệ tạo hình kim loại 
tấm. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 
Nguyễn Đắc Trung (2011). Mô hình hóa mô phỏng số quá 
trình biến dạng. Nhà xuất bản Bách Khoa, Hà Nội. 
Nguyễn Tất Tiến (2004). Giáo trình Lý thuyết biến 
dạng dẻo kim loại. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 
Phạm Văn Nghệ; Nguyễn Như Huynh (2005). Giáo 
trình Ma sát và bôi trơn trong gia công áp lực. Nhà 
xuất bản Đại học Quốc gia, Hà Nội. 
Trần Văn Địch và Ngô Trí Phúc (2006). Sổ tay thép Thế 
giới. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.