Chế tạo ngàm kẹp máy thử mỏi cho nhựa composite với dạng tải kéo chuyển vị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2020-78 S KC 0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” SV2020 - 78 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Chí Cường Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” SV2020 - 78 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Nguyễn Chí Cường Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa:161440CL5, ĐT CLC Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Cơng nghệ kỹ thuật Cơ khí Người hướng dẫn: ThS Hồng Bảo Khương Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ vii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.7 Phạm vi nghiên cứu………………………………….……………………… 1.8 Cấu trúc báo cáo………………………………………………………… CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu ngành công nghiệp nhựa 2.1.1 Trên giới 2.1.2 Ngành nhựa Việt Nam 2.2 Thiết bị kéo nén 2.2.1 Miêu tả máy kéo nén 2.2.2 Các loại máy thị trường 2.2.2.1 Máy thử mỏi với tải tối đa 25kN 2.2.2.2 Máy kéo nén vạn dạng cột để sàn 5980 2.2.2.3 Máy kéo nén vạn 10kN i CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 3.1 Cơ sở lý thuyết độ bền mỏi 10 3.1.1 Khái niệm 10 3.1.2 Quá trình phá hủy mỏi 11 3.1.3 Đường cong mỏi………………………………………………………… 11 3.2 Gá đặt mẫu 12 3.3 Tiêu chuẩn đo lường mẫu 13 3.4 Tiêu chuẩn mẫu 13 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM 15 4.1 Các thành phần máy 15 4.2 Chế tạo cụm ngàm kẹp 16 4.2.1 Tấm đỡ ngàm kẹp 16 4.2.2 Thân ngàm kẹp 20 4.2.3 Ngàm kẹp 21 4.2.4 Tấm kẹp mẫu 23 4.2.5 Lắp ráp 24 4.3 Khảo nghiệm chạy thiết bị đo độ bền mỏi 25 4.3.1 Mục đích 25 4.3.2 Bố trí kiểm nghiệm 25 4.4 Thực nghiệm máy thiết bị đo độ bền mỏi 25 4.4.1 Mục tiêu thực nghiệm máy 25 4.4.2 Tiến hành 25 4.4.3 Nhận xét trình thực nghiệm máy 33 4.5 Vấn đề an toàn hướng dẫn sử dụng máy 34 4.5.1 Vấn đề an toàn 34 4.5.2 Hướng dẫn sử dụng máy 34 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 35 5.1 Mẫu thử nghiệm 35 ii 5.1.1 Nhựa PA6 0% 35 5.1.2 Nhựa PA6 30% 36 5.2 Điều kiện mẫu thử 36 5.2.1 Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6 0% 36 5.2.2 Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6 30% 37 5.3 Phân tích, đánh giá kết nhựa PA6 0% 37 5.3.1 Tần số 3Hz 37 5.3.2 Tần số 4Hz 40 5.3.3 Tần số 5Hz 43 5.4 Phân tích, đánh giá kết nhựa PA6 30% 46 5.4.1 Tần số 3Hz 46 5.4.2 Tần số 4Hz 49 5.4.3 Tần số 5Hz 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 Kết luận 56 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 57 PHỤ LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ASTM: American Society for Testing and Materials CPU: Central Processing Unit ISO: International Organization for Standardization LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench PLC: Programmable Logic Controller TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam VPA: Voluntary Partnership Agreement iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Bảng đặc tính nhựa PA6 0% 14 Bảng 3.2: Bảng đặc tính nhựa PA6 30% 14 Bảng 4.1: Các tiến trình gia cơng đỡ ngàm…… 16 Bảng 5.1 Thông số ép PA6 0% 35 Bảng 5.2 Thông số sấy nhựa PA6 0% 35 Bảng 5.3 Thông số ép PA6 30% 36 Bảng 5.4 Thông số sấy nhựa PA6 30% 36 Bảng 5.5: Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% 37 Bảng 5.6: Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% 37 Bảng 5.7: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% 38 Bảng 5.8: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% 39 Bảng 5.9: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n 40 Bảng 5.10: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% 41 Bảng 5.11: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% 42 Bảng 5.12: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n 43 Bảng 5.13: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% 44 Bảng 5.14: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% 45 Bảng 5.15: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n 46 Bảng 5.16: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% 47 Bảng 5.17: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 30% 48 Bảng 5.18: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n 49 v Bảng 5.19: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% 50 Bảng 5.20: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 30% 51 Bảng 5.21: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n 52 Bảng 5.22: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% 53 Bảng 5.23: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 30% 54 Bảng 5.24: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n 55 vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa giới Hình 2.2: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa Việt Nam Hình 2.3: Máy thử mỏi với tải tối đa 25kN Hình 2.4: Máy kéo nén vạn dạng cột để sàn 5980 Hình 2.5: Máy kéo nén vạn 10kN Hình 3.1: Trục chịu uốn túy 10 Hình 3.2: Đường Sin ứng suất điểm M 10 Hình 3.3: Chi tiết bị phá hủy mỏi 11 Hình 3.4: Đồ thị đường cong mỏi 12 Hình 3.5: Mẫu theo ISO 527-2:1993 13 Hình 4.1 Các thành phần máy 15 Hình 4.2 Bản vẽTấm đỡ ngàm kẹp 16 Hình 4.3 Tấm đỡ ngàm sau chế tạo 20 Hình 4.4 Bản vẽ Thân ngàm kẹp 20 Hình 4.5 Thân ngàm kẹp sau gia công 21 Hình 4.6 Bản vẽ Ngàm kẹp 21 Hình 4.7 Ngàm kẹp sau gia cơng 22 Hình 4.8 Bản vẽ Tấm kẹp mẫu 23 Hình 4.9 Tấm kẹp mẫu sau gia công 23 Hình 4.10 Cụm ngàm kẹp lắp ráp Inventor 24 Hình 4.11 Cụm ngàm kẹp lắp ráp thực tế 24 Hình 4.12 Kết nối rắc cắm với ổ cắm nằm phía bên hơng hộp điện 25 Hình 4.13 Bật CP để cấp nguồn cho toàn mạch điện 26 Hình 4.14 Kết nối cáp 26 Hình 4.15 Phần mềm labview 27 Hình 4.16 Lập trình labview 27 Hình 4.17 Lập trình labview 27 Hình 4.18 Phần mềm DOPSoft 28 Hình 4.19 Giao diện DOPSoft 28 vii Bảng 5.13: Trung bình giá trị chu kì giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% STT Thời gian bão hòa (s) Áp suất bão áp (MPa) Tốc độ phun (%) Nhiệt độ Nhiệt độ gia nhựa nhiệt ( C) (0C) Giá trị trung bình chu kì S/n 2.6 24 50 30 260 800 58,06 2.6 24 50 30 270 850 58,59 2.6 24 50 30 280 1010 60,09 2.6 30 70 160 260 825 58,33 2.6 30 70 160 270 880 58,89 2.6 30 70 160 280 1280 62,14 2.6 36 90 268 260 1085 60,71 2.6 36 90 268 270 1175 61,40 3.4 36 90 268 280 1505 63,55 10 3.4 24 70 268 260 925 59,32 11 3.4 24 70 268 270 940 59,46 12 3.4 24 70 268 280 1260 62,01 13 3.4 30 90 30 260 1020 60,17 14 3.4 30 90 30 270 1045 60,38 15 3.4 30 90 30 280 1550 63,81 16 3.4 36 50 160 260 830 58,38 17 3.4 36 50 160 270 940 59,46 18 3.4 36 50 160 280 1105 60,87 19 4.2 24 90 160 260 1130 61,06 20 4.2 24 90 160 270 1165 61,33 21 4.2 24 90 160 280 1430 63,11 22 4.2 30 70 268 260 820 58,28 23 4.2 30 70 268 270 955 59,60 24 4.2 30 70 268 280 1325 62,44 25 4.2 36 50 30 260 1030 60,26 26 4.2 36 50 30 270 1040 60,34 27 4.2 36 50 30 280 1075 60,63 44 Đồ thị 5.3: Ảnh hưởng tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n vật liệu PA6-0% Bảng 5.14: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% Áp suất bão áp B (MPa) Tốc độ phun C (%) Nhiệt độ gia nhiệt D (0C) Nhiệt độ nhựa E (0C) Mức độ 60.20 60.34 59.53 60.26 59.40 Mức độ 60.43 60.45 60.15 60.40 59.97 Mức độ 60.78 60.62 61.72 60.75 62.04 Thời gian bão áp A (s) Dựa vào đồ thị ảnh hưởng tham số đến giá trị chu kì, ta chọn tham số tối ưu cho sản phẩm kéo vật liệu PA6-0%: - Thời gian bão áp: 3,2 giây - Áp suất bão áp: 19 MPa - Tốc độ phun: 90% - Nhiệt độ gia nhiệt: 268 (0C) - Nhiệt độ nhựa: 280 (0C) Thử nghiệm xác nhận: - Sau phân tích thử nghiệm phương pháp phân tích Taguchi cho thấy mức độ tối ưu tham số đầu vào ảnh hưởng đến giá trị độ bền mỏi nhựa PA60% xác định A3, B3, C3, D3, E3 sử dụng làm mô hình phụ để dư đốn tỷ lệ S/n thu từ thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm ta cho thấy tổng hiệu ứng từ số 45 yếu tố tổng hiệu ứng riêng lẻ Vì tất yếu tố đầu vào sử dụng cung cấp ảnh hưởng đáng kể đến giá trị S/n, giá trị S/n dự đốn tính sau: - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 𝜉 + (𝐴3 − 𝜉 ) + (𝐵3 − 𝜉 ) + (𝐶3 − 𝜉 ) + (𝐷3 − 𝜉 ) − (𝐸3 − 𝜉) - Trong đó: 𝜉 giá trị trung bình tổng tỷ lệ S/N A3, B3, C3, D3, E3 tỷ lệ S/N mức kể - 𝜉 = 60.47 - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 60,47 + (60,78 − 60,47) + (60,62 − 60,47) + (61,72 − 60,47) + (60,75 − 60,47) + (62,04 − 60,47) = 64,03 - Ta có giá trị dự đốn ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 64,03 giá trị tối ưu bảng thực nghiệm Taguchi = 63,81 - Áp dụng công thức (4.2) ta có: - ∆= 63.81−64,03 64,03 100 = 0,34 < 10% Từ kết cho thấy mô hình phù hợp để dự đốn giá trị thông số tối ưu (A3, B3, C3, D3, E3) Bảng 5.15 cho thấy giá trị S/n vật liệu PA6-0% cho thông số ban đầu (A1, B1, C1, D1, E1) thông số tối ưu dự đoán Taguchi ( A3, B3, C3, D3, E3) có giá trị S/n 58,06 63,81 so với thơng số ban đầu thơng số tối ưu tăng 9,3% So với thông số tối ưu 27 thí nghiệm thơng số tối ưu dự đoán Taguchi tăng 0,34% Bảng 5.15: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n Bộ thông số Mức độ S/n Ban đầu A1 B1 C1 D1 E1 58,06 Tối ưu 27 thí nghiệm A1 B3 C3 D3 E3 63.81 Tối ưu dự đoán Taguchi A3 B3 C3 D3 E3 64.03 5.4 Phân tích, đánh giá kết PA6 30% 5.4.1 Tần số 3Hz 46 Bảng 5.16: Trung bình giá trị độ bền kéo giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% Thời gian bão hòa (s) Áp suất bão áp (MPa) Tốc độ phun (%) Nhiệt độ Nhiệt độ gia nhựa nhiệt ( C) (0C) Giá trị trung bình chu kì S/n 2.6 24 50 30 260 855 58.64 2.6 24 50 30 270 976 59.79 2.6 24 50 30 280 1059 60.50 2.6 30 70 160 260 885 58.94 2.6 30 70 160 270 1194 61.54 2.6 30 70 160 280 1218 61.71 2.6 36 90 268 260 1155 61.25 2.6 36 90 268 270 1347 62.59 3.4 36 90 268 280 1488 63.45 10 3.4 24 70 268 260 999 59.99 11 3.4 24 70 268 270 1200 61.58 12 3.4 24 70 268 280 1320 62.41 13 3.4 30 90 30 260 1083 60.69 14 3.4 30 90 30 270 1059 60.50 15 3.4 30 90 30 280 1278 62.13 16 3.4 36 50 160 260 1008 60.07 17 3.4 36 50 160 270 1284 62.17 18 3.4 36 50 160 280 1314 62.37 19 4.2 24 90 160 260 1023 60.20 20 4.2 24 90 160 270 1143 61.16 21 4.2 24 90 160 280 1420 63.05 22 4.2 30 70 268 260 1038 60.32 23 4.2 30 70 268 270 1119 60.98 24 4.2 30 70 268 280 1140 61.14 25 4.2 36 50 30 260 1110 60.91 26 4.2 36 50 30 270 1251 61.95 27 4.2 36 50 30 280 1392 62.87 47 Đồ thị 5.4: Ảnh hưởng tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n vật liệu PA6-30% Bảng 5.17: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA630% Thời gian bão áp A (s) Áp suất bão áp B (MPa) Tốc độ phun C (%) Nhiệt độ gia nhiệt D (0C) Nhiệt độ nhựa E (0C) Mức độ 60.93 60.81 60.66 60.89 60.11 Mức độ 61.32 60.88 61.32 61.25 61.36 Mức độ 61.40 61.96 61.67 61.52 62.18 Dựa vào đồ thị ảnh hưởng tham số đến giá trị độ bền kéo, ta chọn tham số tối ưu cho sản kéo vật liệu PA6-30%: - Thời gian bão áp: 3,4 giây Áp suất bão áp: 36 MPa Tốc độ phun: 90 % Nhiệt độ gia nhiệt: 268 (0C) Nhiệt độ nhựa: 290 (0C) Thử nghiệm xác nhận: 48 - Sau phân tích thử nghiệm phương pháp phân tích Taguchi cho thấy mức độ tối ưu tham số đầu vào ảnh hưởng đến giá trị độ bền mỏi nhựa PA630% xác định A3, B3, C3, D3, E3 sử dụng làm mơ hình phụ để dư đoán tỷ lệ S/n thu từ thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm ta cho thấy tổng hiệu ứng từ số yếu tố tổng hiệu ứng riêng lẻ Vì tất yếu tố đầu vào sử dụng cung cấp ảnh hưởng đáng kể đến giá trị S/n, giá trị S/n dự đoán tính sau: - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 𝜉 + (𝐴3 − 𝜉 ) + (𝐵3 − 𝜉 ) + (𝐶3 − 𝜉 ) + (𝐷3 − 𝜉 ) − (𝐸3 − 𝜉) - Trong đó: 𝜉 giá trị trung bình tổng tỷ lệ S/N A3, B3, C3, D3, E3 tỷ lệ S/N mức kể - 𝜉 = 61,22 - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 61,22 + (61,40 − 61,22) + (61,96 − 61,22) + (61,67 − 61,22) + (61,52 − 61,22) + (62,18 − 61,22) = 63,85 - Ta có giá trị dự đốn ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 63,85 giá trị tối ưu bảng thực nghiệm Taguchi = 63,45 - Áp dụng công thức (4.2) ta có: - ∆= 63,45−63,85 63,85 100 = 0,63 < 10% Từ kết cho thấy mơ hình phù hợp để dự đốn giá trị thơng số tối ưu (A3, B3, C3, D3, E3) Bảng 5.18 cho thấy giá trị S/n vật liệu PA6-30% cho thông số ban đầu (A1, B1, C1, D1, E1) thơng số tối ưu dự đốn Taguchi ( A3, B3, C3, D3, E3) có giá trị S/n 58,64 63,85 so với thơng số ban đầu thơng số tối ưu tăng 8,2% So với thông số tối ưu 27 thí nghiệm thơng số tối ưu dự đoán Taguchi tăng 0,63% Bảng 5.18: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n Bộ thông số Mức độ S/n Ban đầu A1 B1 C1 D1 E1 58,64 Tối ưu 27 thí nghiệm A1 B3 C3 D3 E3 63,45 Tối ưu dự đoán Taguchi A3 B3 C3 D3 E3 63,85 5.4.2 Tần số 4Hz 49 Bảng 5.19: Trung bình giá trị độ bền kéo giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% Thời gian bão hòa (s) Áp suất bão áp (MPa) Tốc độ phun (%) Nhiệt độ Nhiệt độ gia nhựa nhiệt ( C) (0C) Giá trị trung bình chu kì S/n 2.6 24 50 30 260 932 59.39 2.6 24 50 30 270 980 59.82 2.6 24 50 30 280 1056 60.47 2.6 30 70 160 260 1060 60.51 2.6 30 70 160 270 1148 61.20 2.6 30 70 160 280 1352 62.62 2.6 36 90 268 260 1360 62.67 2.6 36 90 268 270 1472 63.36 3.4 36 90 268 280 1520 63.64 10 3.4 24 70 268 260 1204 61.61 11 3.4 24 70 268 270 1264 62.03 12 3.4 24 70 268 280 1316 62.39 13 3.4 30 90 30 260 1188 61.50 14 3.4 30 90 30 270 1272 62.09 15 3.4 30 90 30 280 1392 62.87 16 3.4 36 50 160 260 1044 60.37 17 3.4 36 50 160 270 1144 61.17 18 3.4 36 50 160 280 1344 62.57 19 4.2 24 90 160 260 1172 61.38 20 4.2 24 90 160 270 1364 62.70 21 4.2 24 90 160 280 1240 61.87 22 4.2 30 70 268 260 1008 60.07 23 4.2 30 70 268 270 1140 61.14 24 4.2 30 70 268 280 1420 63.05 25 4.2 36 50 30 260 1160 61.29 26 4.2 36 50 30 270 1320 62.41 27 4.2 36 50 30 280 1444 63.19 50 Đồ thị 5.5: Ảnh hưởng tham số đến giá trị độ bền kéo theo giá trị S/n vật liệu PA6-30% Bảng 5.20: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% Áp suất bão áp B (MPa) Tốc độ phun C (%) Nhiệt độ gia nhiệt D (0C) Nhiệt độ nhựa E (0C) Mức độ 61.52 61.30 60.89 61.45 60.98 Mức độ 61.84 61.67 61.92 61.60 61.77 Mức độ 61.90 62.30 62.45 62.22 62.52 Thời gian bão áp A (s) Dựa vào đồ thị ảnh hưởng tham số đến giá trị độ bền kéo, ta chọn tham số tối ưu cho sản kéo vật liệu PA6-30%: - Thời gian bão áp: 3,4 giây Áp suất bão áp: 36 MPa Tốc độ phun: 90 % Nhiệt độ gia nhiệt: 268 (0C) Nhiệt độ nhựa: 290 (0C) Thử nghiệm xác nhận: - Sau phân tích thử nghiệm phương pháp phân tích Taguchi cho thấy mức độ tối ưu tham số đầu vào ảnh hưởng đến giá trị độ bền mỏi nhựa PA630% xác định A3, B3, C3, D3, E3 sử dụng làm mơ hình phụ để dư đốn tỷ lệ S/n thu từ thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm ta cho thấy tổng hiệu ứng từ 51 số yếu tố tổng hiệu ứng riêng lẻ Vì tất yếu tố đầu vào sử dụng cung cấp ảnh hưởng đáng kể đến giá trị S/n, giá trị S/n dự đoán tính sau: - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 𝜉 + (𝐴3 − 𝜉 ) + (𝐵3 − 𝜉 ) + (𝐶3 − 𝜉 ) + (𝐷3 − 𝜉 ) − (𝐸3 − 𝜉) - Trong đó: 𝜉 giá trị trung bình tổng tỷ lệ S/N A3, B3, C3, D3, E3 tỷ lệ S/N mức kể - 𝜉 = 61,75 - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 61,75 + (61,90 − 61,75) + (62,30 − 61,75) + (62,45 − 61,75) + (61,22 − 61,75) + (62,52 − 61,75) = 63,39 - Ta có giá trị dự đốn ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 63,85 giá trị tối ưu bảng thực nghiệm Taguchi = 63,19 - Áp dụng công thức (4.2) ta có: - ∆= 63,19−63,39 63,39 100 = 0,32 < 10% Từ kết cho thấy mơ hình phù hợp để dự đốn giá trị thơng số tối ưu (A3, B3, C3, D3, E3) Bảng 5.21 cho thấy giá trị S/n vật liệu PA6-30% cho thông số ban đầu (A1, B1, C1, D1, E1) thơng số tối ưu dự đốn Taguchi ( A3, B3, C3, D3, E3) có giá trị S/n 59,39 63,39 so với thơng số ban đầu thơng số tối ưu tăng 6,3% So với thông số tối ưu 27 thí nghiệm thơng số tối ưu dự đoán Taguchi tăng 0,32% Bảng 5.21: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n Bộ thông số Mức độ S/n Ban đầu A1 B1 C1 D1 E1 59,39 Tối ưu 27 thí nghiệm A1 B3 C3 D3 E3 63,19 Tối ưu dự đoán Taguchi A3 B3 C3 D3 E3 63,39 5.4.3 Tần số 5Hz 52 Bảng 5.22: Trung bình giá trị độ bền kéo giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% Thời gian bão hòa (s) Áp suất bão áp (MPa) Tốc độ phun (%) Nhiệt độ Nhiệt độ gia nhựa nhiệt ( C) (0C) Giá trị trung bình chu kì S/n 2.6 24 50 30 260 925 59.32 2.6 24 50 30 270 1020 60.17 2.6 24 50 30 280 1045 60.38 2.6 30 70 160 260 1105 60.87 2.6 30 70 160 270 1175 61.40 2.6 30 70 160 280 1165 61.33 2.6 36 90 268 260 1085 60.71 2.6 36 90 268 270 1505 63.55 3.4 36 90 268 280 1550 63.81 10 3.4 24 70 268 260 955 59.60 11 3.4 24 70 268 270 1280 62.14 12 3.4 24 70 268 280 1420 63.05 13 3.4 30 90 30 260 1010 60.09 14 3.4 30 90 30 270 1240 61.87 15 3.4 30 90 30 280 1400 62.92 16 3.4 36 50 160 260 1040 60.34 17 3.4 36 50 160 270 1165 61.33 18 3.4 36 50 160 280 1240 61.87 19 4.2 24 90 160 260 1130 61.06 20 4.2 24 90 160 270 1325 62.44 21 4.2 24 90 160 280 1430 63.11 22 4.2 30 70 268 260 1100 60.83 23 4.2 30 70 268 270 1260 62.01 24 4.2 30 70 268 280 1425 63.08 25 4.2 36 50 30 260 1030 60.26 26 4.2 36 50 30 270 1430 63.11 27 4.2 36 50 30 280 1450 63.23 53 Đồ thị 5.6: Ảnh hưởng tham số đến giá trị độ bền kéo theo giá trị S/n vật liệu PA6-30% Bảng 5.23: Kết tỷ lệ giá trị S/N theo mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% Áp suất bão áp B (MPa) Tốc độ phun C (%) Nhiệt độ gia nhiệt D (0C) Nhiệt độ nhựa E (0C) Mức độ 61.28 61.25 61.04 61.26 60.34 Mức độ 61.47 61.60 61.66 61.53 62.00 Mức độ 62.12 62.02 62.17 62.09 62.53 Thời gian bão áp A (s) Dựa vào đồ thị ảnh hưởng tham số đến giá trị độ bền kéo, ta chọn tham số tối ưu cho sản kéo vật liệu PA6-30%: - Thời gian bão áp: 3,4 giây Áp suất bão áp: 36 MPa Tốc độ phun: 90 % Nhiệt độ gia nhiệt: 268 (0C) Nhiệt độ nhựa: 290 (0C) Thử nghiệm xác nhận: - Sau phân tích thử nghiệm phương pháp phân tích Taguchi cho thấy mức độ tối ưu tham số đầu vào ảnh hưởng đến giá trị độ bền mỏi nhựa PA630% xác định A3, B3, C3, D3, E3 sử dụng làm mơ hình phụ để dư đốn tỷ lệ S/n thu từ thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm ta cho thấy tổng hiệu ứng từ 54 số yếu tố tổng hiệu ứng riêng lẻ Vì tất yếu tố đầu vào sử dụng cung cấp ảnh hưởng đáng kể đến giá trị S/n, giá trị S/n dự đoán tính sau: - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 𝜉 + (𝐴3 − 𝜉 ) + (𝐵3 − 𝜉 ) + (𝐶3 − 𝜉 ) + (𝐷3 − 𝜉 ) − (𝐸3 − 𝜉) - Trong đó: 𝜉 giá trị trung bình tổng tỷ lệ S/N A3, B3, C3, D3, E3 tỷ lệ S/N mức kể - 𝜉 = 61,62 - ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 61,62 + (62,12 − 61,62) + (62,02 − 61,62) + (62,17 − 61,62) + (62,09 − 61,62) + (62,53 − 61,62) = 64,45 - Ta có giá trị dự đốn ∅𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑐𝑡 = 63,85 giá trị tối ưu bảng thực nghiệm Taguchi = 63,81 - Áp dụng công thức (4.2) ta có: - ∆= 63,81−64,45 64,45 100 = 0,99 < 10% Từ kết cho thấy mơ hình phù hợp để dự đốn giá trị thơng số tối ưu (A3, B3, C3, D3, E3) Bảng 5.24 cho thấy giá trị S/n vật liệu PA6-30% cho thông số ban đầu (A1, B1, C1, D1, E1) thơng số tối ưu dự đốn Taguchi ( A3, B3, C3, D3, E3) có giá trị S/n 59,32 64,45 so với thơng số ban đầu thơng số tối ưu tăng 7,9% So với thông số tối ưu 27 thí nghiệm thơng số tối ưu dự đoán Taguchi tăng 0,99% Bảng 5.24: Giá trị thực nghiệm dự đoán sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n Bộ thông số Mức độ S/n Ban đầu A1 B1 C1 D1 E1 59,32 Tối ưu 27 thí nghiệm A1 B3 C3 D3 E3 63,81 Tối ưu dự đoán Taguchi A3 B3 C3 D3 E3 64,45 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Báo cáo tổng kết đề tài: “Chế tạo ngàm kẹp máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị "” hoàn thành nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu, tổng hợp lý thuyết độ bền mỏi vật liệu; - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động máy ; - Tính tốn, thiết kế hệ thống ngàm kẹp cho máy thử độ bền mỏi - Tổ chức thí nghiệm ;  Sau chạy thử máy, nhóm thấy máy chạy ổn định  Hệ thống ngàm kẹp hoạt động hiệu - Ghi kết số liệu thí nghiệm Đánh giá kết thí nghiệm đạt  Cùng tần số thời gian mỏi, chu kì mỏi nhựa PA6 0% ngắn nhựa PA6 30%  Cùng loại nhựa tần số lớn thời gian mỏi nhỏ Kiến nghị Vì thời gian có hạn nên nhóm chúng tơi chưa thể nghiên cứu đầy đủ yếu tố (thí nghiệm cho 1Hz-2Hz ) Do đó, đủ điều kiện nhóm chúng tơi nghiên cứu đầy đủ, sâu rộng đề tài Để phát triển tiêm đề tài này, nhóm nghiên cứu đề xuất số hướng phát triển đề tài này: - Cải tiến việc kẹp chặt chi tiết Nghiên cứu phát triển kết cấu, thiết bị điều khiển, phần mềm để kẹp Trong thời gian tới hy vọng phát triển đề tài theo hướng tự động hóa cao, với cấu tự động cấp phôi Mong máy thử độ bền mỏi nhóm chúng tơi nhận nhiều quan tâm công ty xí nghiệp để áp dụng vào việc nguyên cứu độ bền mỏi vật liệu Ngồi nhóm hi vọng nhận quan tâm Ban giám hiệu nhà trường để nguyên cứu phát triển thểm phục vụ cho việc học bạn tân sinh viên 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng quan ngành nhựa ( Báo cáo triển vọng ngành nhựa SMES ) https://www.tapack.com/tin-tuc/tin-thi-truong/tong-quan-nganh-nhua-thegioi.html [2] Máy thử mỏi thị trường (Vecomtech) https://vecomtech.com/product/ [3] Khái niệm độ bền mỏi https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99_b%E1%BB%81n_m%E1 %BB%8Fi [4] Nhựa PA6 30% http://alphachem.com.vn/san-pham/hat-nhua-pa6-30gf-mau-trang.html [5] Nhựa PA6 0% https://sunwellvina.com/dong-pa6-chong-chay.html [6] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thết kế hệ dẫn động khí tập 1”, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, Tp HCM, Việt Nam [1] [7] GS Nguyễn Đắc Lộc “ Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2” , Nhà xuất khoa học kỹ thuật 57 S K L 0 ... tài: Chế tạo ngàm kẹp máy thử độ bền mỏi Tạo mẫu thử mỏi Thử mỏi tổng hợp kết Tính sáng tạo: Ngàm kẹp phù hợp với tiêu chuẩn mẫu ISO 527-2:1993 Kết nghiên cứu: Kết cho thấy ngàm kẹp phù hợp với. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” SV2020... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Chế tạo ngàm kẹp máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị