Đồ án Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm (Phần 1)

1. 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 S K L 0 0 4 2 5 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN CÔNG 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: ThS. TRẦN MAI VĂN MSSV: Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHAN HOÀI BẢO 11143007 NGUYỄN CAO THẮNG 11143146 KHỔNG THÀNH TRUNG 11143172 Lớp: 111431 Khoá: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 1 năm 2016
3. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc Lập - Tự Do – Hạ nh Phúc BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TRẦN MAI VĂN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHAN HOÀI BẢO MSSV: 11143007 NGUYỄN CAO THẮNG MSSV: 11143146 KHỔNG THÀNH TRUNG MSSV: 11143172 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 thông số của nhựa Polyethylene - Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích độ bền mỏi của móc khóa - Đƣa ra các thông 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 2
4. 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: hoaibaonp93@gmail.com hoặc dtthanhtrung@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày . tháng . năm 2016 Ký tên SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 3
5. 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 đòi hỏi các công 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 không 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 hoàn 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 cô Bộ môn 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 4
6. 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 toán 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 hoàn thiện đồ án. Song, do kiến thức còn hạn hẹp và kinh nghiệm thực tế còn chƣa tích lũy đƣợc nhiều nên chúng em không 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 5
7. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 2 LỜI CAM KẾT 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 TÓM TẮT ĐỒ ÁN 5 MỤC LỤC 6 DANH MỤC BẢNG BIỂ U 9 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ 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 6
8. 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 Toán Cơ Học 30 3.1.3 Trình Tự Phân Tích Một Bài Toán 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 MÓC KHÓA QUAI NÓN 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 4.3 Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích ở 30o C 62 4.4 Ứng dụng phần mềm Ansys & Ncode designlife để phân tích ở 40o 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 7
9. 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 8
10. 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 9
11. 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 thông 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 công 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 10
12. 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 mô hình đồ gá với phần mềm Creo Parametric 3.0 50 Hình 4.1.10 Add vật liệu trong môi 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 11
13. HìnhĐồ Á 4.3.1n Tố tB Ngảnghi giáệp t rị đã thêm tính chất Straint-Life ParameteGVHrsD : TRẦN MAI V.63ĂN 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 12
14. 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 13
15. 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 công 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 thông 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, thông 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 14
16. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN 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 thông 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 ngoài 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 15
17. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN - Tham khảo tài tiệu về Ansys để tính toán 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 16
18. 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 17
19. 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 thôi 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 không 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 không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 18
20. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không 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 thông 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 ngoài nguyên tố cacbon còn có cac nguyên 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 19
21. 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, không 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 không, làm thiết bị trong ngành sản xuất hóa học, sơn tàu thủy Polyvinyl clorua (PVC) : chất bột vô 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 20