LỰA CHỌN VẬT LIỆU ĐA RÀNG BUỘC ĐA MỤC TIÊU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Môn: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
VÀ THIẾT BỊ HÓA HỌC
LỰA CHỌN VẬT LIỆU ĐA RÀNG BUỘC & ĐA MỤC TIÊU

GVHD:

Thầy: Hoàng Trung Ngôn

Sinh viên :

Nguyễn Chí Đạt

61000631

Hoàng Ngọc Thiện

61003146

Đoàn Thị Thanh Huyền

61201426

Lâm Huỳnh Như

6120

Nguyễn Du

61000532

I. Giới thiệu và tóm tắt


Cốc giấy xài một lần:
Trọng lượng - giá thành


Trình tự:
-Giải quyết vấn đề theo từng bước riêng
-Loại bỏ bước đó nếu gặp lỗi
-Trình tự được chọn là trình tự không có vấn đề xấu xảy ra



Nhiều ràng buộc, 1 mục tiêu:
-Xác định thông số giới hạn tới đối tượng.
-Sàng lọc các thông số.
-Đánh giá những thông số quan trọng nhất.

Nhiều ràng buộc, 2 mục tiêu
-Xác định các thông số giới hạn của từng đối tượng
-Sàng lọc các thông số.

Nhiệm vụ

-Cân nhắc tính kinh tế cho các đối tượng đó.
-Nếu cần thiết thì thiết kể hệ thống đánh giá thiệt hai.

Nhiều ràng buộc, nhiều mục tiêu

-Xác định các thông số giới hạn từng đối tượng.
-Sàng lọc thông số.
-Cân nhắc tính kinh tế cho các đối tượng
-Thiết kế biểu đồ so sánh.


II. Lựa chon với nhiều ràng buộc
Giải quyết bằng cách xác định các yếu tố ảnh hưởng và các yêu cầu đề ra. Theo trình tự sau:

Lập bảng sàng lọc: xem xét mỗi hạn chế ở từng bước cụ thể.

Đánh giá, sử dụng các số liệu mô tả đối tượng (khối lượng, thể tích, chi phí) hoặc đơn giản là giá trị của vật liệu để đưa
vào phương trình tính toán.

Tìm kiếm thông tin nào lá tối ưu và sử dụng nó cho lựa chọn cuối.



a. Phương pháp phân tích số liệu:
Là một phương pháp mạnh để giải quyết các vấn đề liên quan tới min-max của số liệ
u.
b. Phương pháp đồ thị


III. Lựa chon vật liệu phù hợp với lợi ích
Trên thực tế, vật liệu được lựa chọn phải đảm bảo việc thỏa mãn được sự hài hòa giữa các mục đích khác nhau

Giảm thiểu khối lượng- một mục tiêu chung trong việc thiết kế những thiết bị di chuyển hoặc có thể di chuyển,
dao động nhưng vẫn đảm bảo chịu đựng được những tác động bên ngoài (dùng trong hàng không vũ trụ và vận
tải trên mặt đất)

Giảm thiểu thể tích- bởi vì tiết kiệm được vật liệu, đồng thời không gian càng ngày càng quý( như là các ổ đĩa
di động mỏng hơn bao giờ hết, điện thoại di động, máy tính xách tay….và các thiết bị nhỏ hơn, dễ dàng đóng g
ói và có nhiều chức năng hơn trong một thể tích nhất định)


Giảm thiểu chi phí- lợi nhuận phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa chi phí và giá trị (xét tại một thời đi
ểm), cách thiết thực nhất để tăng sự khác biệt này là giảm chi phí


Giảm thiểu tác động môi trường- các thiệt hại do môi trường xung quanh chúng ta g
ây ra


Chiến lược thương mại: hãy xem xét các lựa chọn để giảm thiểu cả về khối lư
ợng lẫn chi phí trong khi cũng gặp một số ràng buộc như là yêu cầu về nhiệt độ,
chống ăn mòn trong một số môi trường nhất định. chúng ta xác định một dung d
ịch là lựa chọn khả thi của các vật liệu , đáp ứng tất cả các ràng buộc nhưng khô
ng phải tối ưu hóa theo một trong các mục tiêu.


IV. Nghiên cứu trường hợp –
Đa ràng buộc và xung đột giữa các mục tiêu


1. Đa ràng buộc: thanh truyền (tay dên) của động cơ công năng cao

Thanh truyền là chi tiết quan trọng nếu bị hỏng sẽ gây tai nạn
nhẹ.

phải bền nhưng phải


1. Đa ràng buộc: thanh truyền (tay dên) của động cơ công năng cao

Ràng buộc

•
•

Chịu đượchiện tượng mỏi
Chịu được hiện tượng oằn

Mục tiêu

•

Khối lượng tối thiểu

Biến tự do

•
•

Tiết diện ngang A
Sự chọn lựa vật liệu


1. Đa ràng buộc: thanh truyền (tay dên) của động cơ công năng cao

Hàm mục tiêu:

Ràng buộc của sự mỏi:

Khối lượng vừa gặp giới hạn mỏi :

Gọi M1=ρ/σe hệ số thứ nhất của vật liệu


1. Đa ràng buộc: thanh truyền (tay dên) của động cơ công năng cao

Ràng buộc của sự oằn:

Với

là moment quán tính;

Có

Khối lượng vừa gặp hiện tượng oằn: :

Gọi M2=ρ/E

1/2

hệ số thứ hai của vật liệu


1. Đa ràng buộc: thanh truyền (tay dên) của động cơ công năng cao

Cho m1 và m2 bằng nhau ta được:

2
Với giá trịn F/L là hệ số tải trọng cấu trúc



2. Mục tiêu đối lập : vỏ của máy nghe đĩa mini


•

Vấn đề:

•

Ý tưởng là thiết bị có thể thu nhỏ để bỏ vào túi áo, quần…

Sự thu nhỏ các thiết bị điện tử của người tiêu dùng như ĐTDĐ, PDAs mp3, máy nghe đĩa mini…đang là mục tiêu chín
h cho các nhà thiết kế sản phẩm.

•
•

Một số thiết bị chỉ dày chưa đến 12mm
=> Vỏ phải đủ cứng và bền để bảo vệ thiết bị, màn hình, các chi tiết trong thiết bị đó

2. Mục tiêu đối lập : vỏ của máy nghe đĩa mini

•
•
•

Vỏ thông thường được làm bằng khuôn nhựa ABS , để đủ cứng, chúng phải dày tối thiểu 1mm
 vỏ sẽ chiếm 20% thể tích thiết bị
Đặc biệt đối với điện thoại di dộng và laptop, mỏng và nhẹ là 2 yếu tố quan trọng làm nên giá trị của thiết bị.

–

Nhưng hậu quả của vỏ quá mỏng rất nghiêm trọng: nếu ko đủ cứng, khi chịu lực uốn , nó sẽ làm hỏng màn hình
của thiết bị.


2. Mục tiêu đối lập : vỏ của máy nghe đĩa mini



Thách thức:

–
–

Xác định vật liệu bền + nhẹ nhưng phải đủ cứng, ít nhất cứng bằng nhựa ABS
Thiết bị mỏng nhất nhưng chưa chắc sẽ nhẹ nhất và ngược lại
=> lựa chọn các phương án cho phù hợp