Thí nghiệm mô phỏng thanh chịu xoắn bằng CAE_TRẦN MAI VĂN

Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn TRƯỜNG ĐH SƯ PHẬM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI : Thí nghiệm mô chịu xoắn GVHD: TRẦN MAI VĂN TP HCM 12/2016 Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn   I Sản phẫm : Thanh trang trí hành lang - lang cang, cầu thang, … Chọn vật liệu: Thép AISI-1015[20-2000F(20-1100)] LỜI MỞ ĐẦU : o Hiện đất nước có xu hướng xây dựng công trình có quy mô lớn khang trang Một yếu tố quan trọng giúp cho công trình hay dự án thêm thành công nhờ phần trang trí nội thất bên lẫn bên Đối với xu hướng đòi hỏi sản phẫm phải bắt mắt, giá thành lại thấp, bền, đem lại vẽ mỹ quan cho nhà hay công trình Ưu điểm xoắn dể chế tạo, chi phí gia công thời gian thấp sản phẫm bắt mắt, đảm bảo độ cứng vững, bền, giá thành thấp,… II QUY TRÌNH CHẾ TẠO : o Quy trình chế tạo xoắn định hình trang trí gồm có: o Bước 1: Chọn vật liệu thép AISI-1015[20-2000F(20-1100)], với kích thước phôi 500x20x2 mm Hình dạng phôi Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn o Bước 2: kẹp phôi với đầu kẹp - Độ sâu kẹp : 40 mm o Bước : Kẹp phôi chọn phần mềm mô - Xoắn đầu kẹp ngược chiều với tốc độ lực để chi tiết tạo hình với thiết kế Chúng ta nhờ hổ trợ phần mềm Deform – 3D để xem độ biến dạng chi tiết ứng suất tác động lên Dựa vào kết thu ta chọn tốc độ xoắn, lực xoắn, xoắn nguội hay nóng,…để có  chi tiết yêu cầu Hình ảnh yêu cầu Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn o Bước : Đánh giá kết đưa kết luận CÁC VẤN ĐỀ ĐẶC RA : III Vật liệu: Để đảm bảo độ cứng vững hợp giá thành ta chọn vật liệu thép AISI1 - - 1015[20-2000F(20-1100)] Chọn độ Mesh (chia lưới cho chi tiết) :  Ta phải chọn giá trị Mesh từ 30000 trở lên để chi tiết khảo sát không bị khuyết tật Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn  Giả sử ta mô chi tiết với độ Mesh 30000, tốc độ xoắn hai đầu kẹp 60 vòng/phút, xoắn nguội nhiệt độ thường 200 ta thu kết  Tương tự ta mô cho giá trị Mesh từ 40000-60000 ta thu bảng số liệu biểu đồ sau: Mesh Stress(MPA) o 30000 83 40000 80 50000 79 60000 78 Biểu đồ thể giá trị chia lưới ứng suất tác dụng lên chi tiết  Theo biểu đồ cho thấy ta tăng giá trị mesh từ 30000 – 60000  ứng suất giảm xuống Điều chứng tỏ mật độ chia lưới cho chi tiết cao ứng suất tác động lên vùng chia giảm xuống Nhưng lực xoắn cho chi tiết với lượng Mesh tương ứng nào? Lực xoắn cho chi tiết: Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn  Chúng ta chọn công suất máy đủ để tạo hình cho chi tiết đạt yêu cầu thiết kế o Ta có bảng số liệu sau:  Mesh 30000 40000 50000 60000 Tons-SI 0.021 0.015 0.0119 0.0138 Với giá trị mesh 30000 lực xoắn 0.021 tons-SI ta tăng giá trị Mesh lên 40000 – 50000 lực xoắn lại giảm, ta tiếp tục tăng lên 60000 lực xoắn lại tăng Dưới biểu đồ thể chia lưới cho vật liệu lực xoắn cho chi tiết:  Như ứng với giá trị Mesh 40000 - 50000 giá trị tối ưu cho phương pháp xoắn thẳng với kích thước 500x20x2 mm ta tăng mật độ chia lưới lên 40000 – 50000 lực xoắn vùng biến dạng giảm xuống giúp cho trình gia công dể dàng đặc biệt giúp cho máy hoạt động hiệu thời gian dài Lực xoắn lớn 0.015 tons-SI với độ Mesh ta chọn 40000 Lực xoắn hai đầu thay đổi  ổn định theo vòng xoắn Nhiệt độ, ứng suất tốc độ vòng quay trục xoắn: Bảng số liệu ứng suất vật liệu so với ứng suất bền vật liệu theo nhiệt độ với tốc độ 30 vòng/phút : 20 600 1000 Ứng suất mô (MPA) 80 83 85 Võ minh phụng - 13144097 Page Ứng suất vật liệu (MPA) 87,02264 79,77057 47,862 Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn  Ứng với tốc độ xoắn 30 vòng/phút ứng suất tăng dần theo nhiệt độ ứng suất lớn 10000C 85 MPA lớn nhiều so với ứng suất bền vật liệu nên chế tạo Như ta thấy chi tiết cần xoắn nguội 200C chi tiết đạt hình dáng đẹp, chi  tiết không biến dạng, dị tật mà đảm bảo ứng suất bền vật liệu Hình ảnh mô phỏng:  Bảng số liệu ứng suất vật liệu so với ứng suất bền vật liệu theo nhiệt độ với tốc độ 60 vòng/phút : Nhiệt độ 0C 20 600 1000  Ứng suất mô (MPA) 80 82 58 Ứng suất vật liệu (MPA) 87,02264 79,77057 47,862 Ứng với tốc độ xoắn 60 vòng/phút ứng suất tăng dần theo nhiệt độ từ 20 – 600 ứng suất lớn 6000C 82 MPA lớn Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn so với ứng suất bền vật liệu nên chế tạo Như ta thấy chi tiết cần xoắn nguôi 200C chi tiết đạt hình dáng đẹp, chi tiết không biến dạng, dị tật mà đảm bảo ứng suất bền vật liệu  Bảng số liệu ứng suất vật liệu so với ứng suất bền vật liệu theo nhiệt độ với tốc độ 120 vòng/phút : Nhiệt độ 0C 20 600 1000  Ứng suất mô (MPA) 75 76 56 Ứng suất vật liệu (MPA) 87,02264 79,77057 47,862 Khi ta tăng tốc độ vòng quay trục xoắn lên ứng suất tác dụng lên chi tiết giảm xuống, từ nhiệt độ 20 – 6000C ứng suất xoắn chi tiết so với ứng suất bền vật liệu đảm bảo cho chi tiết nằm vùng chế tạo được, nhiên ta xoắn nóng 10000C ứng suất bền vật liệu bị phá chi tiết không chế tạo Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn  Như ta thấy chi tiết cần xoắn nguôi 200C chi tiết đạt hình dáng đẹp, chi tiết không biến dạng, dị tật mà đảm bảo ứng suất bền vật liệu  Ta có thêm bảng số liệu biểu đồ mối quan hệ ứng suất với tốc độ nhiệt độ tương ứng Nhiệt độ 0C stress( 30v/ph) MPA stress (60v/ph) MPA stress (120v/ph) MPA ứng suất vật liệu MPA   20 80 80 75 87,02264 600 83 82 76 79,77057 1000 85 58 56 47,862 Với bảng số liệu thông qua biểu đồ cho thấy Khi nhiệt độ thường 200C, ta tăng tốc độ xoắn vật liệu thi ứng suất giảm xuống, không cần nung vật liệu, mà chi tiết vẩn đảm bảo tính bền đạt hình dáng yêu cầu Nhưng ta Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn nung chi tiết lên vùng xoắn ấm 6000C vùng xoắn nóng 10000C ứng suất tác dụng lên chi tiết tăng theo vượt qua khỏi phạm vi ứng suất cho phép vật liệu  Nguyên nhân ứng suất giảm ta tăng nhiệt độ gia công: Đó lúc vật liệu bắt đầu bị chảy loãng tiết dể bị biến dạng đồng thời ứng suất  chi tiết giảm xuống Nguyên nhân ứng suất tăng ta giảm tốc độ trục xoắn hai lần: ta giảm tốc độ thi thời gian xoắn dài chi tiết biến dạng từ từ bị biến cứng, nên ứng suất tác động lên chi tiết tăng theo Chi tiết bị phá hủy :  Nguyên nhân: chi tiết đạt giá trị ứng suất lớn vùng tập trung ứng suất vượt số vòng quay trục xoắn, Võ minh phụng - 13144097 Page 10 Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn tốc độ trục xoắn 60v/ph hình chi tiết bắt đầu bị phá hủy trục xoắn quay 19 vòng IV KẾT LUẬN CHO QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG THANH XOẮN :  Như ta dựa vào công suất máy để chọn giá trị Mesh tương thích   cho trình mô 40000 – 50000 Vì lúc ứng suất giảm trình gia công Chúng ta cần xoắn nguội nhiệt độ 200C mà không cần phải nung chi  tiết lên để đảm bảo ứng suất bền vật liệu Lực xoắn máy từ 0,015 – 0,0138 tons-SI tốc độ trục quay 120 vòng / phút ta cần cho trục máy quay vòng đủ để tạo hình chi tiết yêu cầu Võ minh phụng - 13144097 Page 11 [...]...Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn tốc độ trục xoắn là 60v/ph như hình trên thì chi tiết sẽ bắt đầu bị phá hủy khi trục xoắn quay được 19 vòng IV KẾT LUẬN CHO QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG THANH XOẮN :  Như vậy ta dựa vào công suất của máy để chọn ra giá trị Mesh tương thích   cho quá trình mô phỏng là 40000 – 50000 Vì lúc này ứng suất được giảm đi trong quá trình gia công Chúng ta chỉ cần xoắn nguội ở nhiệt độ... 40000 – 50000 Vì lúc này ứng suất được giảm đi trong quá trình gia công Chúng ta chỉ cần xoắn nguội ở nhiệt độ 200C mà không cần phải nung chi  tiết lên để đảm bảo được ứng suất bền của vật liệu Lực xoắn của máy chỉ từ 0,015 – 0,0138 tons-SI và tốc độ trục quay là 120 vòng / phút ta chỉ cần cho trục máy quay 6 vòng là đủ để tạo hình chi tiết đúng như yêu cầu Võ minh phụng - 13144097 Page 11 ... trục xoắn, Võ minh phụng - 13144097 Page 10 Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn tốc độ trục xoắn 60v/ph hình chi tiết bắt đầu bị phá hủy trục xoắn quay 19 vòng IV KẾT LUẬN CHO QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG THANH. .. Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn  Giả sử ta mô chi tiết với độ Mesh 30000, tốc độ xoắn hai đầu kẹp 60 vòng/phút, xoắn nguội nhiệt độ thường 200 ta thu kết  Tương tự ta mô cho giá trị Mesh từ... vào kết thu ta chọn tốc độ xoắn, lực xoắn, xoắn nguội hay nóng,…để có  chi tiết yêu cầu Hình ảnh yêu cầu Võ minh phụng - 13144097 Page Báo cáo CAE – Thầy Trần Mai Văn o Bước : Đánh giá kết đưa