(Đồ án tốt nghiệp) ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.86 MB, 81 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ
ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI MÓC KHÓA MŨ BẢO HIỂM
GVHD: ThS. TRẦN MAI VĂN
SVTH: NGUYỄN PHAN HOÀI BẢO
MSSV: 11143007
SVTH: NGUYỄN CAO THẮNG
MSSV: 11143146
SVTH: KHỔNG THÀNH TRUNG
MSSV: 11143172
SKL004257
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ BỀN
MỎI MÓC KHÓA MŨ BẢO HIỂM
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Lớp:
Khố:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 1 năm 2016
Đồ Án Tốt Nghiệp
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ Á
Giảng viên hƣớng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
1.
Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI MÓC
KHÓA MŨ BẢO HIỂM
2.
Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Các tài liệu về vật liệu nhựa (Polyethylene) , tài liệu về phần mềm Ansys.
- Các phần mềm hỗ trợ: Ansys & Ncode designlife v16.1, Creo 3.0.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu về vật liệu nhựa và các thơng số của nhựa Polyethylene
- Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích độ bền mỏi của móc khóa
- Đƣa ra các thơng số cụ thể từ thực nghiệm để từ đó rút ra đƣợc nhận xét, đề nghị.
4.
Các sản phẩm dự kiến: Các đoạn clip mô phỏng, hình ảnh phân tích qua
Ansys & Ncode disignlife, số liệu thực tế
5.
Ngày giao đồ án:……………………………………
6.
Ngày nộp đồ án:……………………………………
TRƯỞNG BỘ MÔN
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)
(Ký, ghi rõ họ tên)
Đƣợc phép bảo vệ …………………………………………
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
LỜI CAM KẾT
-Tên đề tài: ẢNH CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI MÓC KHÓA
MŨ BẢO HIỂM
- GVHD:
Th.S TRẦN MAI VĂN
- Họ tên sinh viên: NGUYỄN PHAN HOÀI BẢO
-
MSSV: 11143007
NGUYỄN CAO THẮNG
MSSV: 11143146
KHỔNG THÀNH TRUNG
MSSV: 11143172
Lớp:111431
Số điện thoại
liên lạc:
01658599275 (Bảo)
01677694773 (Trung)
-
Email: hoặc
-
Ngày nộp khố luận tốt nghiệp (ĐATN):
-
Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng
trình do chính tơi nghiên cứu và thực hiện. Tơi khơng sao chép từ bất kỳ một bài viết
nào đã được cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm
nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng …. năm 2016
Ký tên
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó nhu cầu cuộc sống con ngƣời ngày càng cao
hơn. Nghành công nghiệp cũng nhờ đó mà phát triển đi lên. Sự hiện diện của các sản phẩm
trong đời sống với vô số những ƣu điểm nổi trội, từ đó những yêu cầu đặt ra đối với khoa hoạc
kỹ thuật ngày càng cao địi hỏi các cơng cụ máy móc hiện đại cũng ra đời. Máy thử độ bền mỏi
của sản phẩm nhựa là máy dùng để thử các mẫu sản phẩm nhựa nhằm đánh giá độ bền mỏi của
sản phẩm nhựa trong thực tế. đây là việc mà hầu hết các công ty sản xuất sản phẩm nhực quan
tâm. Loại máy này vừa đƣợc chế tạo ở việt Nam nên việc kiểm tra và chứng minh chất lƣợng
của các sản phẩm nhựa thông qua máy là rất cần thiết.
Mục tiêu của đồ án là tập hợp những kiến thức chuyên môn về độ bền mỏi từ lý thuyết ở
các giáo trình và các nguồn tài liệu khác đồng thời ứng dụng phần mềm ANSYS và nCode
DesignLife để phân tích độ bền mỏi của vật liệu nhựa theo từng tiêu chuẩn nhiệt độ… Nhằm tối
ƣu hóa hình dạng,thành phần,tính chất của sản phẩm để tăng tính kinh tế nhƣng vẫn đảm bảo
đƣợc độ bền cần thiết.
Mặc dù đã rất cố gắng , song chúng em khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định
do kiến thức thực tế còn hạn hẹp. Chúng em mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến về nội dung
và hình thức để tài liệu nghiên cứu đƣợc hồn thiện hơn.
Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn tận tình của thầy Trần
Mai Văn đã giúp đỡ chúng em trong qua trình thực hiện đồ án. Cùng với sự giúp đỡ, hƣớng
dẫn từ các thầy cơ Bộ mơn Cơ Khí Chế Tạo Máy!
Người thực hiện đồ án
Nguyễn Phan Hoài Bảo
-
Nguyễn Cao Thắng -
Khổng Thành Trung
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Tên đề tài:
ẢNH CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI MÓC KHÓA MŨ BẢO HIỂM
Đồ án đƣợc thực hiện nhằm phân tích độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm (vật liệu nhụa
nói chung). Qua đó ta có thể đƣa ra một cái nhìn khái quát và xem xét, lƣờng trƣớc đƣợc các
hiện tƣợng sẽ xảy ra đối với sản phẩm trƣớc khi đƣa vào tiến hành sản suất đại trà. Cũng nhờ
đó, ta có thể tính tốn và tối ƣu hóa vật liệu tránh đƣợc trƣờng hợp hƣ hỏng, gây lãng phí.
Nội dung chính của đồ án:
-
Giới thiệu chung về độ bền mỏi của sản phẩm nhựa
-
Trình bày và ứng dụng của Ansys & Ncode designlife trong phân tích độ bền
mỏi sản phẩm nhựa.
-
Phân tích độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm bằng Ansys & Ncode designlife
-
Thí Nghiệm thực tế và so sánh với kết quả phân tích
-
Kết luận, kiến nghị và ứng dụng.
Mặc dù đã rất cố gắng hồn thiện đồ án. Song, do kiến thức cịn hạn hẹp và kinh nghiệm
thực tế cịn chƣa tích lũy đƣợc nhiều nên chúng em khơng tránh khỏi những sai sót trong quá
trình thực hiện đồ án, mong nhận đƣợc sự đóng góp, kiến nghị và hƣớng dẫn thêm để đề tài của
chúng em đƣợc hoàn thiện hơn!
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
MỤC LỤC
GVHD: TRẦN MAI VĂN
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.................................................................................................................................... 2
LỜI CAM KẾT.............................................................................................................................................. 3
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................................ 4
TÓM TẮT ĐỒ ÁN....................................................................................................................................... 5
MỤC LỤC....................................................................................................................................................... 6
̉
DANH MỤC BẢNG BIÊU...................................................................................................................... 9
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VE......................................................................................................... 10
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP...................................................................... 13
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU.................................................................................................................... 14
1.1
Tính Cấp Thiết Của Đề Tài........................................................................................................ 14
1.2
Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài.................................................................. 15
1.3
Mục Tiêu Nghiên Cứu Của Đề Tài......................................................................................... 15
1.4
Đối Tƣợng Và Phạm Vi Nghiên Cứu.................................................................................... 15
1.4.1 Đối Tƣợng Nghiên Cứu.............................................................................................................. 15
1.4.2 Phạm Vi Nghiên Cứu.................................................................................................................... 15
1.5
Phƣơng Pháp Nghiên Cứu......................................................................................................... 15
1.6
Kết Cấu Của Đồ Án Tốt Nghiệp............................................................................................. 16
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN MỎI CỦA NHỰA...................... 17
2.1 Giới Thiệu Sản Phẩm Nhựa............................................................................................................ 17
2.2 Giới Thiệu Vật Liệu Làm Sản Phẩm Nhựa ( Chất Dẻo ) Có Mặt Trên Thị Trƣờng 18
2.3 Giới Thiệu Về Độ Bền Mỏi............................................................................................................. 21
2.4 Giới Thiệu Độ Bền Mỏi Của Nhựa.............................................................................................. 24
2.5 Ảnh Hƣởng Của Nhiệt Độ Tới Các Tính Chất Của Vật Liệu Nhựa.............................. 26
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
2.5.1 Các Hiệu Ứng Nhiệt Truyền Thống.................................................................................... 26
2.5.2 Thuộc Tính Nhiệt Của Polyethylene................................................................................... 27
2.5.3 Tính Chất Nhiệt........................................................................................................................... 27
2.6 Giới Thiệu Thí Nghiệm Độ Mỏi................................................................................................... 28
CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU ANSYS, ENCODE DESIGNLIFE VÀ ỨNG DỤNG........29
3.1 Giới Thiệu Về Phần Mềm Ansys................................................................................................. 29
3.1.1 Giới Thiệu Chung....................................................................................................................... 29
3.1.2 Giới Thiệu Bài Tốn Cơ Học.................................................................................................. 30
3.1.3 Trình Tự Phân Tích Một Bài Tốn Trong Ansys............................................................. 32
3.2 Giới Thiệu Về Phần Mềm Ncode Designlife.......................................................................... 33
3.2.1 Lịch Sử Phát Triển..................................................................................................................... 33
3.2.2 Giới Thiệu Ứng Dụng Thực Tiễn......................................................................................... 35
3.2.3 Tính Năng...................................................................................................................................... 36
CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS, NCODE DESIGNLIFE ĐỂ PHÂN
TÍCH ĐỘ BỀN MỎI CỦA MĨC KHĨA QUAI NĨN BẢO HIỂM…………………..39
4.1 Ứng Dụng Phần Mềm Ansys Để Phân Tích............................................................................ 39
4.2 Ứng Dụng Phần Mềm Ncode Để Phân Tích............................................................................ 57
o
4.3 Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích ở 30 C........................ 62
o
4.4 Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích ở 40 C........................ 65
CHƢƠNG 5: THỰC NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI…………………………...68
5.1 Thí nghiệm trên mẫu thử 1............................................................................................................. 68
5.2 Thí nghiệm trên mẫu thử 2............................................................................................................. 69
5.3 Thí nghiệm trên mẫu thử 3............................................................................................................. 70
5.4 Nhận xét................................................................................................................................................ 71
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN - ỨNG DỤNG VÀ KIẾN NGHỊ…………………………...73
6.1 Kết luận................................................................................................................................................... 73
6.2 Kiến nghị................................................................................................................................................ 73
6.3 Ứng dụng................................................................................................................................................ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................... 75
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 4.1.......................................................................................................................................................... 47
Bảng 4.2.......................................................................................................................................................... 49
Bảng 4.3.......................................................................................................................................................... 61
Bảng 4.4.......................................................................................................................................................... 64
Bảng 4.5.......................................................................................................................................................... 67
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
SƠ ĐỒ - HÌNH VẼ
Hình 2.1.1 Một số sản phẩm nhựa trên thị trƣờng........................................................................ 17
Hình 2.2.1 Sản phẩm nhựa nhiệt dẻo.................................................................................................. 18
Hình 2.2.2 Sản phẩm nhựa thơng dụng.............................................................................................. 19
Hình 2.2.3: Sản phẩm nhựa PE............................................................................................................. 20
Hình 2.2.4 Sản phẩm nhựa PVC........................................................................................................... 21
Hình 2.3.1....................................................................................................................................................... 21
Hình 2.3.2....................................................................................................................................................... 22
Hình 2.3.3....................................................................................................................................................... 23
Hình 2.4.1 Biến dạng do tải.................................................................................................................... 25
Hình 2.4.2 Biến dạng do nhiệt............................................................................................................... 25
Hình 2.4.3 Biến dạng do tần số............................................................................................................. 26
Hình 2.6.1 Thí nghiệm mỏi..................................................................................................................... 28
Hình 3.2.2 Chi tiết đã đƣợc phân tích bằng Ncode disignlife.................................................. 36
Hình 3.3.1 Một số cơng cụ trong thƣ viện của Ncode designlife........................................... 37
Hình 3.3.2 Giao diện liên kết................................................................................................................. 38
Hình 3.3.3 Map Ncode desginlife........................................................................................................ 38
Hình 4.1.1 Chọn modul phân tích trong Workbench.................................................................... 39
Hình 4.1.2 Bảng tính chất vật liệu polyethylene............................................................................. 40
Hình 4.1.3 Ảnh hƣởng của tần số khác nhau lên giá trị của độ căng của PE..................... 43
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
Hình 4.1.4 Giao diện khi chƣa thêm tính chất Alternating stress mean stress...................44
Hình 4.1.5 Bảng giá trị đã thêm tính chất Alternating stress mean stress............................45
Hình 4.1.6 Giao diện khi chƣa thêm tính chất Straint-Life Parameters............................... 46
Hình 4.1.7 Bảng giá trị đã thêm tính chất Straint-Life Parameters......................................... 49
Hình 4.1.8 Chu kỳ Stress-Strain............................................................................................................ 50
Hình 4.1.9 Xây dựng mơ hình đồ gá với phần mềm Creo Parametric 3.0........................... 50
Hình 4.1.10 Add vật liệu trong mơi trƣờng Workbench.............................................................. 51
Hình 4.1.11 Generate Mesh.................................................................................................................... 52
Hình 4.1.12 Giao diện sau khi Mesh................................................................................................... 52
Hình 4.1.13 Chọn Fixed support........................................................................................................... 53
Hình 4.1.14 Chọn các mặt định vị trên chi tiết............................................................................... 53
Hình 4.1.15 Chọn lực tác dụng.............................................................................................................. 54
Hình 4.1.16 Đã chọn các giá trị liên quan đến lực......................................................................... 55
Hình 4.1.17 Directional............................................................................................................................ 55
Hình 4.1.18 Life, Damage , Safety factor......................................................................................... 56
Hình 4.2.1 Mở giao diện Ncode từ Ansys......................................................................................... 57
Hình 4.2.2 Giao diện ncode designlife............................................................................................... 58
Hình 4.2.3 Bảng FEInput Properties................................................................................................... 58
Hình 4.2.4 Model Parameters................................................................................................................ 59
Hình 4.2.5 Chọn vật liệu........................................................................................................................ 60
Hình 4.2.6 Vị trí gãy chi tiết................................................................................................................. 60
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
Hình 4.3.1 Bảng giá trị đã thêm tính chất Straint-Life Parameters....................................... 63
Hình 4.3.2 Chu kỳ Stress-Strain............................................................................................................ 63
Hình 4.4.1....................................................................................................................................................... 66
Hình 4.4.2....................................................................................................................................................... 66
Hình 5.1.1....................................................................................................................................................... 68
Hình 5.1.2....................................................................................................................................................... 68
Hình 5.1.3....................................................................................................................................................... 69
Hình 5.2.1....................................................................................................................................................... 69
Hình 5.2.2....................................................................................................................................................... 70
Hình 5.3.1....................................................................................................................................................... 70
Hình 5.3.2....................................................................................................................................................... 71
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cán bộ hướng dẫn:……………………………………………………………………………
Sinh viên thực hiện…………………………………MSSV……………………………..
Sinh viên thực hiện…………………………………MSSV……………………………..
Sinh viên thực hiện…………………………………MSSV……………………………..
Tên đề tài:……………………………………………………………………………………
Yêu cầu đề tài:
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Giới hạn đề tài:
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU
Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là nhu cầu cuộc sống của con người
ngày càng cao hơn. Ngành cơng nghiệp cũng nhờ đó mà phát triển đi lên. Sự hiện diện
của các sản phẩm trong đời sống với vô số nhưng ưu điểm nổi trội. Với sự phát triển của
khoa học và kỹ thuật, người ta đã áp dụng các thành tựu của khoa học và đời sống và sản
xuất. Cũng như các ngành khoa học khác, ngành cơ khí cũng áp dụng rất nhiều thành tựu
về khoa học. Đối với sinh viên ngành cơ khí, việc tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế hệ thống
cơ khí là việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm được các kiến thức đã học và
biết ứng dụng vào thực tiễn như thế nào. Cũng như hiểu được bản chất của việc thiết kế
một hệ thống máy. Vì vậy thơng qua việc làm Đồ án tốt nghiệp đã góp phần nâng cao
kiến thức cho sinh viên.
Máy thử độ bền mỏi sản phẩm nhựa là máy dùng để thử các mẫu sản phẩm bằng
vật liệu nhựa nhằm đánh giá độ bền mỏi của vật liệu sản phẩm trong thực tế. Loại máy
này vừa được nghiên cứu chế tạo tại Việt Nam nhưng chưa được chứng minh thực tế
bằng thực nghiệm. Đó là lý do mà chúng em chọn đề tài này để triển khai nghiên cứu và
thực hiện.
Mục tiêu nghiên cứu đề tài là kiểm tra độ bền mỏi của vật liệu nhựa. Cụ thể là
“Móc khóa quai nón bảo hiểm”.
Phương pháp nghiên cứu là tìm hiểu tài liệu, phân tích, đánh giá số liệu, thơng qua
phần mềm và thực nghiệm trên máy thử độ bền mỏi.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển thì máy móc hiện đại cũng ra đời. Máy
máy thử độ bền mỏi của sản phẩm nhựa là máy dùng để thử các mẫu sản phẩm nhựa
nhằm đánh giá độ bền mỏi của sản phẩm trong thực tế. Đây là việc mà hầu hết các công
ty sản xuất sản phẩm nhựa quan tâm , lưu ý. Loại máy này vừa được nghiên cứu và chế
tạo tại Việt Nam nên việc kiểm tra và chứng minh chất lượng của các sản phẩm nhựa
thông qua máy là rất cần thiết.
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Tìm hiểu sâu hơn về độ bền mỏi của móc khóa quai nón bảo hiểm thơng
qua phân tích kết quả từ phần mềm ANSYS, từ đó có một cái nhìn tổng quát hơn
để dánh giá kết quả thực nghiệm.
Thử nghiệm phân tích được các đặc tính của móc khóa quai nón bảo
hiểm nói riêng cũng như các sản phẩm khác của vật liệu nhựa nói chung để
tối ưu chất lượng sản phẩm.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đa số các sản phẩm nhựa trên thị trường hết sức đa dạng về chủng loại và mẫu mã.
Với mục đích thử độ bền mỏi của sản phẩm nhựa ngồi thực tế. Thì mục tiêu đề tài được
đặt ra là máy thử mỏi sản phẩm nhựa tác động trên sản phẩm phải giống nhau tương đối
khi tác động trên sản phẩm ngoài thực tế. Ngoài ra:
Nghiên cứu về độ bền mỏi của sản phẩm nhựa.
So sánh khái niệm “độ bền mỏi của sản phẩm” và “độ bền mỏi của vật liệu”
Nhu cầu kiểm tra độ bền mỏi của sản phẩm
Nghiên cứu các dạng tải trọng tác động lên sản phẩm
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
Thử độ bền mỏi của móc khóa quai nón bảo hiểm
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Hầu hết các sản phẩm nhựa dân dụng có kích thước nhỏ (150x200) có mặt trên thị
trường.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Cở sở phương pháp luận
Bao gồm quan sát, đo lường, thí nghiệm, xây dựng, kiểm định và sửa đổi các giả
thuyết
1.5.2 Các nghiên cứu phương pháp cụ thể
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
-
GVHD: TRẦN MAI VĂN
Tham khảo tài tiệu về Ansys để tính tốn phân tích
Thí nghiệm mẫu trên máy và thu thập số liệu
Hướng dẫn của GVHD đồ án tốt nghiệp
Hiểu biết, suy luận của bản thân
1.6 Kết cấu của ĐATN
ĐATN bao gồm 6 chương, trong đó :
Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu về độ bền mỏi của sản phẩm nhựa
Chương 3: Giới thiệu phần mền ANSYS, NCODE DESIGNLIFE và ứng dụng
Chương 4: Ứng dụng phần mềm ANSYS, NCODE DESIGNLIFE để phân tích độ
bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm
Chương 5: Thực nghiệm kiểm tra độ bền mỏi
Chương 6: Đánh giá kết quả
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN
MỎI CỦA NHỰA
2.1 Giới thiệu sản phẩm nhựa
Sản phẩm nhựa đang được sử dụng rộng rãi và là một phần không thể thiếu trong
đời sống hàng ngày của con người. Hết sức đa dạng mẫu mã và hình dáng từ các vật liệu
nhựa khác nhau. Một số sản phẩm nhựa:
Hinh 2.1.1 : Một số sản phẩm nhựa trên thị trường
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
2.2 Giới thiệu vật liệu làm sản phẩm nhựa (chất dẻo) có mặt trên thị trường
a) Định nghĩa: Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa hoặc polime, là các hợp chất cao phân
tử,
được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày cho đến
những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những
vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ
được sự biến dạng đó khi thơi tác dụng.
b) Phân loại:
Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ
Nhựa nhiệt dẻo : Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm Tm
thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại. Thường tổng hợp bằng
phương pháp trùng hợp. Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng
các liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall). Tính chất cơ học khơng cao khi so
sánh với nhựa nhiệt rắn. Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh được nhiều lần, ví dụ
như : polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), poly metyl metacrylat
(PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat (PET)…
-
Hình 2.2.1: Sản phẩm nhựa nhiệt dẻo
Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái
khơng gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó
khơng
-
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
nóng chảy hay hịa tan trở lại được nữa, khơng có khả năng tái sinh. Một số loại
nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol focmadehyt [PF], nhựa
melamin, poly este không no...
-
Nhựa thông dụng : là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng
nhiều
trong những vật dụng thường ngày, như : PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,..
Hình 2.2.2: Sản phẩm nhựa thơng dụng
-
Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất cơ lý trội hơn so với các loại nhựa
thông
dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như : PC, PA...
Nhựa chuyên dụng : Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho
từng trường hợp.
-
Phân loại theo thành phần hóa học mạch chính
Polyme mạch cacbon: polymer có mạch chính là các phân tử cacbon liên
kết với
nhau: PE, PP, PS, PVC, PVAc...
Polyme dị mạch: polymer trong mạch chính ngồi ngun tố cacbon cịn có
cac ngun tố khác như O,N,S... Ví dụ như PET, POE, poly sunfua, poly amit...
-
Polyme vô cơ như poly dimetyl siloxan, sợi thủy tinh, poly photphat, ...
c) Thành phần:
Thành phần cơ bản: là 1 polyme nào đó. Ví dụ thành phần chính của êbônit
là cao su, của xenluloit là xenlulozơ nitrat, của bakelit là phenolfomanđehit.
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
Chất hoá dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy và độ nhớt của
polime. Ví dụ đibutylphtalat,…
Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường một số tính chất. Ví dụ
amiăng để tăng tính chịu nhiệt.
-
Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm.
Polietilen (P.E) : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá.
Là chất rắn, hơi trong, khơng cho nước và khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt.
Hình 2.2.3 Sản phẩm nhựa PE
Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám khơng, làm thiết bị trong ngành sản xuất
hóa học, sơn tàu thủy…
Polyvinyl clorua (PVC) : chất bột vơ định hình màu trắng, bền với dung dich axit và
kiềm. dùng chế da nhân tạo , vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơn tổng hợp, ……
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
Hình 2.2.4 Sản phẩm nhựa
PVC 2.3 Giới thiệu về độ bền mỏi
Có ba hình thức thường thể hiện từ sự mỏi: chu kỳ mỏi cao (HCF), chu kỳ mỏi
thấp (LCF) và mỏi cơ nhiệt (TMF).
(a)
SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp
GVHD: TRẦN MAI VĂN
( a ) Mỏi tĩnh: đây là biến dạng lớn hoàn toàn và lực tĩnh đi qua mặt cắt.
( b ) Mỏi chu kỳ cao: là biến dạng ở vùng có độ đàn hồi nhỏ,nứt ở vùng bán kính và dần
phát triển.
( c ) Mỏi chu kỳ thấp:một vùng nhỏ bị biến dạng dẻo.
Sự khác biệt chính giữa HCF một LCF là khu vực của đường cong stress strain nơi lặp đi
lặp lại của tải ( kết quả biến dạng hoặc căng dãn) đang diễn ra.
HCF được đặc trưng bởi các dòng tần số đàn hồi cao biên độ thấp. ví dụ như một cánh
máy bay bị uốn lặp đi lặp lại. nguồn của việc uốn cong này xảy ra như một sức nén hoặc
cánh tuabin di chuyển ra sau van stato. Khi cái cánh xuất hiện trong đường dẫn khí đốt
nó sẽ bị bẻ cong bằng áp suất khí với vận tốc cao. Những thay đổi trong tốc độ roto làm
thay đổi tần số của các tải đặt lên cánh. tại một số điểm xuất hiện tần số cộng hưởng của
cánh gây ra biên độ rung động và làm tăng biên độ này đáng kể.
Hình 2.3.2
SVTH: Nguyễn Phan Hồi Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung
