Nghiên cứu các thông số độ bền của vách thùng xe đông lạnh làm bằng vật liệu composite polyester sợi thủy tinh cấu trúc sandwich ở công ty paccific isotherms

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHÂU CAO NGUYÊN KHANG NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ĐỘ BỀN CỦA VÁCH THÙNG XE ĐÔNG LẠNH LÀM BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE POLYESTER - SỢI THỦY TINH CẤU TRÚC SANDWICH Ở CÔNG TY PACIFIC ISOTHERMS Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã chuyên ngành: 60520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Huỳnh Xuân Khoa _ Người phản biện 1: TS Ngơ Thanh Bình _ Người phản biện 2: TS Nguyễn Đức Nam Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 21 tháng 04 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS Châu Minh Quang Chủ tịch hội đồng TS Ngơ Thanh Bình Phản biện TS Nguyễn Đức Nam Phản biện TS Đào Thanh Phong Uỷ viên TS Ao Hùng Linh Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CN CƠ KHÍ TS Châu Minh Quang TS Châu Minh Quang BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Châu Cao Nguyên Khang MSHV: 15118401 Ngày, tháng, năm sinh: 15/10/1985 Nơi sinh: Quảng Trị Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã chuyên ngành: 60520103 I TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu thông số độ bền vách thùng xe đông lạnh làm vật liệu Composite Polyester – Sợi thuỷ tinh cấu trúc sandwich Công ty Pacific Isotherms” NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Nghiên cứu tính tốn thơng số độ bền gồm bốn yếu tố ứng suất bền kéo, ứng suất bền nén, mô đun đàn hồi độ biến dạng uốn panel  Dùng cơng thức tính tốn để tìm thơng số độ bền panel cụ thể  Thực kiểm chứng phương pháp thực nghiệm  Mô hành vi biến dạng uốn II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo QĐ số 1756/QĐ-ĐHCN Tp.HCM, 27/03/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/03/2018 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Huỳnh Xuân Khoa Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 … NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ LỜI CẢM ƠN Qua luận văn thạc sĩ này, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS Châu Minh Quang, TS Huỳnh Xuân Khoa tận tình hướng dẫn thời gian qua Lúc bắt tay vào đề tài, phải đâu tới đâu Thầy cho tơi đường mà cịn đồng hành suốt q trình Tơi xin gửi lời cảm ơn q thầy mơn tận tình bổ sung kiến thức giúp tơi có thêm cơng cụ việc thực thi luận văn Tôi xin cảm ơn quý thầy khoa Cơ khí, phịng Quản lý Sau đại học tạo điều kiện, tạo hội giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn quý thầy cô Hội đồng đánh giá bỏ thời gian đọc qua luận văn có nhiều góp ý giúp tơi hồn thiện Tôi xin gửi lời cảm ơn tới công ty Pacific Isotherms tạo điều kiện, cung cấp mẫu thử cho nghiên cứu đề tài Tôi xin cảm ơn bạn khóa tơi trải qua thời gian học tập nghiên cứu vừa qua Một lần nữa, xin cảm ơn quý thầy cô Hội đồng đánh giá, cảm ơn thầy TS Châu Minh Quang, TS Huỳnh Xuân Khoa toàn thể quý thầy cơ, q cơng ty bạn khóa giúp tơi hồn thành luận văn Kính chúc q thầy cô sức khỏe, an vui để tiếp tục cống hiến, thúc đẩy phát triển xã hội, phát triển giáo dục, khoa học nước nhà Xin chân thành cảm ơn Học viên Châu Cao Nguyên Khang ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài hình thành từ kết hợp Khoa cơng nghệ Cơ khí Cơng ty Tường Huy (Pacific Isotherms) để tính tốn bốn thông số ứng suất bền kéo (σk), ứng suất bền nén (σn), mô đun đàn hồi (E), độ biến dạng uốn (Δ) vách) vách thùng xe đông lạnh công ty Tường Huy sản xuất Luận văn trình kết đạt từ việc tính tốn lý thuyết, đo kiểm thực tế mơ Việc tính tốn dùng mơ hình tốn học công bố tài liệu liên quan Q trình thực theo phân tích kết cấu, lựa chọn mơ hình tốn, tiến hành tính phần mềm Matlab Nghiên cứu kiểm chứng phương pháp thực nghiệm yếu tố Chọn mẫu ngẫu nhiên, tiến hành đo kiểm, phân tích quy hoạch thực nghiệm kết Hành vi học gồm uốn kéo độ biến dạng uốn kết cấu vách đạt qua q trình mơ Kết đạt cho thấy có tương quan tốt kết tính kết xác định thực nghiệm mô Cụ thể, thông số độ bền vách ứng suất kéo đạt 93,05 MPa cho tính tốn 99,73 MPa cho thực nghiệm, tương tự mô đun hàn hồi 1769,4 MPa 2830,33 MPa Ứng suất nén 2.54 MPa độ biến dạng uốn đạt từ trình tính tốn 19.51mm Đề tài giải vấn đề nêu phần mục tiêu nghiên cứu, tính tốn ứng suất bền kéo σ k, ứng suất bền nén σ n, mô đun đàn hồi E biến dạng uốn ∆ Đồng thời nêu công thức tổng quát cho yếu tố giúp doanh nghiệp linh động việc thay đổi, sửa đổi thành phần cho phù hợp với yêu cầu độ bền cho trước iii ABSTRACT This topic is formed by a combination of mechanical engineering department and Tuong Huy company to calculate four tensile stresses (σk), compressive stress (σn), elastic modulus (E), deflection (Δ) vách) of the panel of the frozen truck by Tuong Huy company This thesis presents the results obtained from the theoretical calculations, experimentalize tests and simulations Calculations using mathematical models have been published on relevant magazine The process is carried out in sequential analysis of the structure, selection of the mathematical model, proceeding calculated using the Matlab software Experimentalize testing on these factors Random sampling, testing, analysis of experimental results Mechanical behavior includes bending and stress and bending deformation of the wall structure achieved through simulation The results show that there is a good correlation between the results of calculation and the results determined by experiment and simulation Specifically, the mechanical of the panel are tensile strength of 93,05 MPa for calculation and 99,73 MPa for experiment, similar to modulus of 1769,4 MPa and 2830,33MPa, respectively The compressive stress and flexural deflection obtained from the calculation and simulation are respectively 2,54 MPa and 19,51 mm The study has solved the problems mentioned in the research objective targets, was calculated tensile stress σ σk, compression stress σ σn, elastic modulus E and deformation Δ) vách At the same time, the general formula for these factors has been introduced to help company be more flexible in modifying and adjust components to compliance the specified reliability requirements iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Châu Cao Nguyên Khang v MỤC LỤC MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .xii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE POLYME TĂNG CƯỜNG SỢI (FIBER REINFORCED POLYMER) 1.1 Tổng quan vật liệu composite 1.2 Các loại vách thùng xe chế tạo công ty Tường Huy .12 CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 13 2.1 Cấu trúc panel 13 2.1.1 Lớp mặt (face) 14 2.1.2 Gân liên kết 15 2.1.3 Mối liên kết Lớp mặt Gân 16 2.1.4 Lõi (core) 17 2.2 Mơ hình tính tốn 19 2.2.1 Mơ hình tính tốn dành cho lớp mặt (face) .19 2.2.1.1 Thành phần phần trăm chất thành phần lớp mặt 19 2.2.1.2 Mô đun đàn hồi kéo lớp mặt 20 2.2.1.3 Mô đun đàn hồi nén lớp mặt 21 2.2.1.4 Bền kéo lớp mặt 22 2.2.1.5 Hệ số Poisson lớp mặt 22 2.2.2 Mơ hình tính tốn dành cho lớp lõi .23 2.2.2.1 Thành phần phần trăm chất thành phần có lớp lõi 23 2.2.2.2 Mô đun đàn hồi kéo lớp lõi 24 2.2.2.3 Độ bền kéo lớn lớp lõi 24 2.2.3 Tính panel theo cấu trúc hình học 26 vi 2.2.3.1 Kiểm tra mối ghép keo gân- lớp mặt .26 2.2.3.2 Tính cách quy đổi thành vật liệu đồng .26 2.2 Phương pháp thực nghiệm 33 2.2.1 Tiêu chuẩn kiểm tra kéo 33 2.2.2 Chế tạo mẫu trình thử kéo 34 2.2.2.1 Lấy mẫu gia công mẫu .34 2.2.2.1 Quá trình thử kéo [15] 35 2.2.3 Tiêu chuẩn kiểm tra uốn 36 2.2.4 Chế tạo mẫu trình thử uốn 38 2.2.4.1 Chế tạo mẫu 38 2.2.4.2 Chế tạo đồ gá 38 2.2.4.3 Quá trình thử uốn 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THỰC NGHIỆM 41 3.1 Kết tính tốn .41 3.1.1 Thông số học vật liệu thành phần 41 3.1.2 Kết tính tốn theo thành phần cấu tạo lớp 42 3.1.2.1 Mô đun đàn hồi lớp mặt 43 3.1.2.2 Bền kéo lớp mặt 44 3.1.2.3 Hệ số Poisson lớp mặt 45 3.1.2.4 Thành phần phần trăm chất thành phần có lớp lõi 45 3.1.2.5 Mô đun đàn hồi kéo lớp lõi 46 3.1.2.6 Hệ số poisson gân liên kết 46 3.1.2.7 Mô đun đàn hồi chung lõi tạo nên từ gân foam PU 47 3.1.2.8 Khả chịu kéo lớn lớp lõi 47 3.1.3 Tính thơng số độ bền cấu trúc vách dạng panel 49 3.1.3.1 Kiểm tra mối ghép keo gân - lớp mặt 49 3.1.3.2 Tính cách quy đổi thành vật liệu đồng .50 3.2 Phân tích kết thực nghiệm 57 3.2.1 Xác minh tính xác số liệu 60 3.2.2 Quy hoạch xử lý số liệu sau thử kéo lớp mặt 62 3.2.3 Quy hoạch xữ lý số liệu sau thử kéo lớp mặt - gân liên kết 66 3.2.4 Quy hoạch xữ lý số liệu sau thử kéo lớp gân liên kết 67 3.2.5 So sánh kết tính tốn- kết thực nghiệm .67 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CHẤT THÀNH PHẦN 70 4.1 Phương pháp mô 70 4.2 Kết mô 70 4.2.1 Mơ q trình kéo lớp thành phần panel .70 4.2.2 Mơ q trình uốn Rộng x Cao x Dài (bxhxS) = 75 x 85 x 560 78 vii