Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 89 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
89
Dung lượng
3,85 MB
Nội dung
LI CM ƠN 0A3;$?3B25CD"B&3E282EF3'$& PGS.TS Nguy6n Hoài SnG"!-$)HA*3&"/I,3"3' J"2CKA"G$"82LK3JKJ"&MA<" AH;"34$N<223 C)82. Xin $?c c+m n ti th-y PGS.TS Lê Hi&u Giang $ã giúp $O, ch b+o t)n tình cho tôi trong quá trình th*c hin lu)n vn. 0;3+PQ-A<"0A!"73RSPT(0)02 S 7#:U=$)H//V82"W$X;A<" AH3) A!". 0;3+PJ"C!5PG*"W$O82$"8H3>K33 K338A<"C3K<3MK2011 -2013Y"2:;"":&0< =82'C2"K$H$<$13<;3) . : 3Z" ; 3+P SD" Cao 3 0A!" 73 R SP T( 0)02S 7#:U=$<$1$N;3)3"*3hin <"C)82. 738*3 ASTRACT Gas tanks are usually made of carbon steel material. It is widely use both in daily life as well as industry. Late in 2011, TTA Composite company introduced products gas tanks made of composite material for the Southeasr Asian market, the production of technology Swedish monopoly. In this project, the author learn about materials, specifications, manufacturing technology gas cylinders of composite material. Use of ANSYS Workbench12 software to simulate stress analysis, deformation of composite cylinders, compare stress analysis results consistent with theoretical calculation results. Compare results of stress analysis, deformation of composite cylinders with steel cylinders. From the simulation results, stress analysis, deformation detection of stress positions, the largest deformation, comparing the results with test match at TTA Composite companies. Proposed plans for increased durability cylinders by increasing the thickness of the semi-elliptical cylinders. Simulation analysis of stress, deformation of composite cylinders proposed compared with less cylinders proposed Proposed material changes cylinders fabricated from Glass/Epoxy material to S- E-Glass/Epoxy material to reduce costs for composite cylinders. Simulation of stress analysis, strength testing new material for the proposal, compared with experimental results. MC LC TRANG Trang t*a Quy&t $nh giao $1 tài i Lý lch cá nhân ii L!i cam $oan iii C+m t iv Tóm tFt v M\c l\c vi Danh sách các hình vii Danh sách các b+ng viii Chng 1. TNG QUAN 1 1.1. .v1 gas, bình ch4a gas 1 1.2. Các k&t qu+ nghiên c4u trong và ngoài nc $ã công b 6 1.2.1. Trong nc 6 1.2.2. Ngoài nc. 10 1.3. M\c $ích c>a $1 tài. 15 1.4. Nhim v\ c>a $1 tài và gii hn $1 tài 15 1.5. Phng pháp nghiên c4u 15 Chng 2. C S LÝ THUYT V V!T LIU COMPOSITE VÀ PH"N T# H$U HN 17 2.1. C sX v1 v)t liu composite 17 2.1.1. Khái nim 17 2.1.2. bu nh?c $iNm c>a v)t liu composite 17 2.1.2.1. bu $iNm 17 2.1.2.2. Nh?c $iNm 18 2.1.3. Phân loi v)t liu composite 18 2.1.3.1. PhâC<8)C_<K1 18 2.1.3.2. Phân loi theo c'u trúc 19 2.1.4. C'u to v)t liu composite 19 ac`cdc`c02-3 19 ac`cdcace)C1 21 2.1.5. V)t liu composite polyme 24 ac`cfc:;""3&<+]m composite 27 2.1.6.1. Phng pháp ch& to th> công 27 2.1.6.2. Phng pháp phun hVn h?p composite 28 2.1.6.3. Phng pháp th'm nh*a trc 28 2.1.6.4. Phng pháp $ùn ép 30 2.1.6.5. Phng pháp $úc chuyNn nh*a 31 2.1.6.6. Phng pháp $úc chân không 32 2.2. C sX v1 ph-n tL hJu hn 34 2.2.1. Gii thiu v1 ph-n tL hJu hn 34 2.2.2. Các bc gi+i b[ng phng pháp Ph-n tL HJu hn 35 2.2.3. C sX phân tích t'm composite 35 Chng 3. C S TÍNH TOÁN V% BÌNH CH&A LPG 40 3.1. Tính 4ng su't thân tr\ chu áp su't trong 40 3.1.1. Tr!ng h?p thành tr\ m5ng 40 3.1.2. Tr!ng h?p thành tr\ dày 41 3.2. Tính áp su't cho phép, chi1u dày v5 bình ch4a LPG 43 3.2.1. H s an toàn b1n và 4ng su't cho phép 43 3.2.2. Áp su't cho phép $ i vi các b ph)n chu áp l*c c>a bình khi chu áp su't trong 43 3.2.2.1. Áp su't cho phép $ i vi thân tr\ chu áp su't trong 44 3.2.2.2. Áp su't cho phép $ i vi thân c-u chu áp su't trong 44 3.2.2.3. Áp su't cho phép $ i vi $áy ellip chu áp su't trong 45 3.2.2.4. Áp su't cho phép $ i vi $áy ch5m c-u chu áp su't trong 45 3.2.2.5. Áp su't cho phép $ i vi $áy bán c-u chu áp su't trong 45 3.2.2.6. Áp su't cho phép $ i vi $áy côn chu áp su't trong 46 Chng 4. TÌM HIU V!T LIU, THÔNG S K' THU!T, CÔNG NGH SN XU(T V% BÌNH GAS COMPOSITE 48 4.1. V)t liu. 48 4.1.1. V)t liu n1n (Maxtrit) 48 4.1.2. V)t liu c t (Fibre) 48 4.2. Thông s k( thu)t, c'u trúc lp v5 bình 49 4.2.1. Thông s k( thu)t 49 4.2.2. C'u trúc lp v5 bình 50 4.3. Công ngh s+n xu't v5 bình gas composite 51 4.3.1. Công ngh qu'n s?i th>y tinh 51 4.3.1. Công ngh $úc, ép v5 bình 52 Chng 5. MÔ PH%NG, KIM TRA B N V% BÌNH GAS COMPOSITE 54 5.1. Mô ph5ng s 54 5.1.1. Gii thiu v1 ph-n m1m Ansys 54 5.1.2. Ansys có nhJng tính nng ni b)t 55 5.1.3. :3B3"+B2<A<"Y12 55 5.1.4. Mô ph5ng v5 bình gas composite 56 5.1.4.1. Các bc gi+i 56 5.1.4.2. K&t qu+ mô ph5ng v5 bình gas b[ng v)t liu S-Glass/Epoxy 58 5.1.4.3. K&t qu+ mô ph5ng v5 bình gas b[ng v)t liu thép Carbon 59 5.2. 1 xu't 61 5.2.1. Thay $i v)t liu 61 5.2.2. Tng chi1u dày ph-n bán ellip 63 5.3. KiNm tra b1n 65 5.3.1. KiNm tra b1n cho v5 bình gas b[ng v)t liu S-Glass/Epoxy 65 5.3.2. KiNm tra b1n cho v5 bình gas b[ng v)t liu E-Glass/Epoxy 66 5.4. So sánh k&t qu+ phân tích vi thL nghim ti công ty TTA Composite 67 Chng 6. KT LU!N 69 6.1. 0"&/"$*3A<"C)8 69 6.2. ánh giá k&t qu+ 70 6.3. 0U+3>K$12 70 fcdcJ"8'$1#82"AN$12 71 TÀI LIU THAM KHO 72 )* 75 DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG B+,-1.1: B+ng so sánh hàm nhit c>a mt s loi nhiên liu 4 .+,-2.1: g3U3CQ3>K'P8)C3<P<_3M3 ?$#""A3 X*K_<82P PC<A1 " 26 .+,-4.1: gc trng c hc c>a v)t liu Epoxy 48 .+,-4.2: gc tính c lý c>a s?i th>y tinh 49 .+,-4.3: Tính ch't v)t liu S-Glass/Epoxy 49 .+,-5.1: gc tính c lý c>a s?i th>y tinh loi E so vi mt s loi khác 61 .+,-5.2: Giá tr 4ng su't, bi&n dng ph-n bán ellip trc và khi $1 xu't 65 .+,-5.3: Giá tr 4ng su't, bi&n dng bình gas composite 68 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG */,01.1: #ng phân c>a Butane 3 */,01.2: Bình gas thép 5 */,01.3: h#LCQ3+ijS 6 */,01.4: H-m bN biogas composite 7 */,01.5: !ng ng composite 8 */,01.6: B#n ch4a hóa ch't composite 8 */,01.7: B#n ch4a nc th+i FRP 9 */,01.8: B#n ch4a nc sch 9 */,01.9: B#n tách mO FRP 9 */,01.10: BN t* hoi composite 10 */,01.11: Bình nén khí b[ng v)t liu composite s?i carbon 10 */,01.12: Bình gas compositepraha 10 */,01.13: Bình chJa cháy b[ng v)t liu Composite 11 */,01.14: Bình thX ô xy SCBA b[ng v)t liu composite 11 */,01.15: Bình gas composite 15 */,02.1: SEC<8)C3<P<__<K1 18 */,02.2: Phân l<8)C3<P<__<3'AW3 19 */,02.3: :3C<?$?3$K82<K2J"&8+ 21 */,02.4: :;"43MK33>K_< 23 */,02.5: Các thi&t b và v)t liu trong công ngh $úc chân không 32 */,02.6: S $# công ngh $úc chân không 32 */,02.7: . Lp composite lch tr\c tr\c 36 */,02.8: Các thành ph-n 4ng su't 37 */,03.1: kng su't trên ng tr\ chu áp su't trong 40 */,03.2: Áp su't trong và ngoài ng tr\ 40 */,03.3: V5 bình ch4a LPG b[ng thép 41 */,03.4: kng su't phân b trên v5 tr\ dày 41 */,03.5: K&t c'u $áy hình ellip, ch5m c-u, bán c-u và côn 47 */,04.1: Bình gas composite 12 kg 50 */,04.2: C'u trúc lp v5 bình gas composite 50 */,04.3: Các hng s?i th>y tinh 51 */,04.4: Công ngh qu'n s?i th>y tinh (hng 90 0 ) 52 */,04.5: Công ngh qu'n s?i th>y tinh (hng 45 0 ) 52 */,04.6: Công ngh $úc $ùn ép v5 bình gas composite 53 */,04.7: Công ngh ép, dán v5 bình gas composite 53 */,05.1: 0AH*"+B2<A<"Y 55 */,05.2: Mô hình hình hc c>a bài toán 56 */,05.3: Chia li 56 */,05.4: gt t+i 56 */,05.5: i1u kin biên ti v trí trên 57 */,05.6: i1u kin biên ti v trí di 57 */,05.7: i1u kin biên ti mgt cFt song song vi tr\c x 57 */,05.8: i1u kin biên ti mgt cFt song song vi tr\c z 57 */,05.9: Phân tích 4ng su't 58 */,05.10: Phân tích bi&n dng 58 */,05.11: Phân tích bi&n dng v5 bình S-Glass/Epoxy 58 */,05.12: Phân tích 4ng su't v5 bình S-Glass/Epoxy 58 */,05.13: # th 4ng su't v5 bình S-Glass/Epoxy 59 */,05.14: # th bi&n dng v5 bình S-Glass/Epoxy 59 */,05.15: Phân tích bi&n dng v5 bình thép 59 */,05.16: Phân tích 4ng su't v5 bình thép 60 */,05.17: # th 4ng su't v5 bình thép 60 */,05.18: # th so sánh bi&n dng v5 bình E-Glass/Epoxy và bình thép 60 */,05.19: Phân tích 4ng su't v5 bình E-Glass/Epoxy 61 */,05.20: # th 4ng su't v5 E-Glass/Epoxy 62 */,05.21: # th so sánh 4ng su't v5 E-Glass/Epoxy 62 */,05.22: Phân tích bi&n dng v5 bình E-Glass/Epoxy 62 */,05.23: # th bi&n dng E-Glass/Epoxy 63 */,05.24: # th bi&n dng v5 bình thép, S-glass/epoxy, E-Glass/Epoxy 63 */,05.25: Phân tích các vùng 4ng su't 64 */,05.26: V trí b phá h>y (n) nhìn t% trong 64 */,05.27: V trí b phá h>y (n) nhìn t% ngoài 64 H/,05.28: Phân tích 4ng su't khi $1 xu't v5 bình E-Glass/Epoxy 65 */,05.29: Phân tích bi&n dng khi $1 xu't v5 bình E-Glass/Epoxy 65 */,05.30: ThL áp su't v5 bình Gas Composite 66 */,05.31: Phân tích bi&n dng v5 bình Gas E-Glass/Epoxy chu áp su't 120 bar 67 */,05.32: Phân tích 4ng su't v5 bình E-Glass/Epoxy chu áp su't 120 bar 68 [...]... bình gas composite nói riêng và bình ch a khí nén b ng v"t li u composite t i Vi t Nam nói chung là r t c n thi t 1.3 M c ñích c a ñ tài Nghiên c u, tính toán, mô ph ng v bình gas b ng v"t li u composite 1.4 Nhi m v c a ñ tài và gi i h n ñ tài *Nhi m v c a ñ tài - Nghiên c u cơ s tính toán thành bình - Nghiên c u thành ph n v"t li u, c u t o, công ngh composite - Nghiên c u ñ c ñi m các l p v"t li u composite. .. n - Nghiên c u cơ s tính toán v bình - Nghiên c u v"t li u, các thông s k/ thu"t, công ngh s n xu t bình gas composite c a công ty c ph n TTA Composite - Dùng ph n m m Ansys mô ph ng ñ phân tích ng su t, bi n d ng so sánh v i k t qu tính toán lý thuy t và so sánh ng su t, bi n d ng v i v bình gas b ng thép carbon - Ki m tra b n cho v bình gas composite - ð xu t gi i pháp ñ tăng b n cho v bình gas -... u composite - D#a vào ưu ñi m c a v"t li u và th#c t yêu c u k/ thu"t mà phân tích bình gas composite b ng ph n m m ANSYS - Mô ph ng phân tích ng su t, bi n d ng c a v bình Do lĩnh v#c nghiên c u c a ñ tài khá r ng và là lĩnh v#c nghiên c u m i, nên ñ tài gi i h n vi c: - Nghiên c u lo i bình gas lo i 12 kg - Nghiên c u v s i th y tinh - Nghiên c u v nh#a nhi t r n (nh#a epoxy) - Nghiên c u cơ s v... ph'm v các bình ch a b ng v"t li u composite Các s n ph'm ñ u có ch t lư ng, ñ b n cao, ñáp ng t t v i môi trư ng làm vi c C th như các bình ch a khí nén, bình ch!a cháy, bình ch a gas hóa l ng…Dư i ñây là m t s s n ph'm v bình khí nén b ng v"t li u composite: Hình 1.11: Bình nén khí b ng v"t li u composite s i carbon Hình 1.12: Bình gas compositepraha Hình 1.13: Bình ch!a cháy b ng v"t li u Composite. .. k và th% nghi m K t qu s cho th y mô hình ph n t% h!u h n và phương pháp tính toán hi u qu cho nghiên c u c a bình khí CFRP và h!u ích cho thi t k k/ thu"t [14] ð tài nghiên c u t i ưu góc l p ñ nh hư ng ñ i x ng và ph n ñ i x ng v ñư c thi t k cho áp su t t i ña Tác gi dùng phương pháp ph n t% h!u h n và th#c nghi m phương pháp ti p c"n nghiên c u ñ xác ñ nh góc t i ưu V i v"t li u Eglass/epoxy và. .. th gi i ñã có nhi u ñ tài nghiên c u v bình ch a khí b ng v"t li u composite như bình ch a O2, bình ch a khí H2 nhưng ch y u là dùng s i Carbon k t h p v i nh#a epoxy ) Vi t Nam chưa có ñ tài nào nghiên c u v bình gas b ng v"t li u composite Ngày 17/11/2011, t i khách s n 5 sao Movenpick, TTA Composite ñã t ch c h p báo gi i thi u s n ph'm bình gas an toàn b ng ch t li u Composite hoàn toàn m i theo... ðoàn Composite Scandinavia (Th y ði n) cho th trư ng ðông Nam Á Vi t Nam là nư c ñ u tiên trong khu v#c gi i thi u s n ph'm an toàn ñ c ñáo mang thương hi u Miss Gas (hình 1.15) Hình 1.15: Bình gas composite Tuy nhiên công ty TTA composite (gas Thành Tài) s n xu t bình gas composite là hoàn toàn nh"p công ngh (100% máy móc, trang thi t b ) c a Th y ði n Vì v"y vi c nghiên c u và phát tri n s n ph'm bình. .. tính kinh t nhưng vQn ñ m b o ñi u ki n b n cho bình gas 1.5 Phương pháp nghiên c u - Thu th"p tài li u t( thư vi n, Internet, t p chí khoa h c,… - Nghiên c u, phân tích, t ng h p tài li u chuyên ngành, k th(a có ch n l c t( nh!ng nghiên c u trư c ñây - Phương pháp lý thuy t ñ nghiên c u các v n ñ sau: - Nghiên c u cơ s tính toán v bình ch a LPG - Nghiên c u thành ph n v"t li u, c u t o, công ngh composite. .. cho các bình h p kim nhôm Ngoài ra mô hình l p lót ñàn h i và các y u t l p Shell99 ñã ñư c thông qua cho bình v"t li u composite Cacbon/Epoxy Tr ng thái ng su t c a CFRP bình ch u áp su t t ng h p ñư c tính theo các giá tr áp su t khác nhau, áp l#c làm vi c, ki m tra áp l#c th y l#c, áp l#c t i thi u phá h y… ñ xác ñ nh kích thư c c a bình khí và l p c a s i carbon Các ñ c tính cơ h c CFRP bình khí... d ng ñ xây d#ng mô hình và gi i bài toán b ng ph n t% h!u h n ñang hi n có - Mô ph ng và ñánh giá k t qu Chương 2 CƠ S V V T LI U COMPOSITE VÀ PH N T H UH N 2.1 Cơ s v v t li u composite 2.1.1 Khái ni m V t li u composite là v t li u ñư c ch t o t ng h p t hai hay nhi u v t li u khác nhau nh m m c ñích t o ra m t v t li u m i có tính năng ưu vi t hơn h n v t li u ban ñ u V t li u composite ñư c c . 5.1.4. Mô ph5ng v5 bình gas composite 56 5.1.4.1. Các bc gi+i 56 5.1.4.2. K&t qu+ mô ph5ng v5 bình gas b[ng v)t liu S-Glass/Epoxy 58 5.1.4.3. K&t qu+ mô ph5ng v5 bình gas b[ng. hoi composite 10 */,01.11: Bình nén khí b[ng v)t liu composite s?i carbon 10 */,01.12: Bình gas compositepraha 10 */,01.13: Bình chJa cháy b[ng v)t liu Composite 11 */,01.14: Bình. bình 50 4.3. Công ngh s+n xu't v5 bình gas composite 51 4.3.1. Công ngh qu'n s?i th>y tinh 51 4.3.1. Công ngh $úc, ép v5 bình 52 Chng 5. MÔ PH%NG, KIM TRA B N V% BÌNH GAS