Stt V tăli u KỦăhi u Đ ăcoărútă (%) T0b bi nă d ngă(0 C) Ápăl căépă (kgf/cm2 ) T0 khuôn 1 Nylon 6 PA6 1 ậ 1.5 66 ậ 80 700 ậ 750 60 ậ 80 2 Nylon 6-gr PA6 ậ GR 0.5 3 Nylon 66 PA 6.6 1 ậ 2 66 ậ 86 700ậ 1750 60ậ 80 4 Polystyren PS 0.5 ậ 0.7 <104 700ậ 2100 20ậ 60 5 Acrylonitril e - Butadiene- Styrene ABS 0.4 ậ 0.6 114ậ 118 560ậ 1750 50ậ 60 6 Polypropylen PP 1.2 ậ 2 57 ậ 64 700 -1400 10 -60 7 Nylon 66 ậ 50% GF 0.5 255 704 89
B ngă2.4:ăC ătínhăc aăv tăli uăcomposite nylonă66ă+ă50%ăs iăth yătinh.
Đ ăc ngă (Shore) Nhi tă đ ăch yă (0C) Ápăl că khuôn (MPa) Đ ăcoă rút (%) Nhi tăđ ă khuôn (0C) Kh iă l ngă riêng (g/cm3) 118 285 69 0.5 89 1.58
2.2.5. V tăli uăs ăd ng
Sauăkhiătìmăhi uăv ăv tăli uăcomposite,ăv tăli uănh aăvƠătheoăđ ăxuấtăc aăđ nă đặtăhƠngăc aăcông ty Huyndai - HƠnăQu căh ̣pătacăv iăphòngăthốănghiê ̣măAdvancedă Material - Đa ̣iăH căYeungăNamă - HƠnăQu c v ănghiênăc uăphatătriểnăchiăti tăđònă
treoătrênăbĕngăvơ ̣tăliê ̣uăcomposite,ăh căviênăquy tăđ nhăch n v tăli uădùngăđ ăch ăt oă đònătreoătrênălƠăNylon 66 + C/F 22% (v tăli uăn nălƠăNylon66ăvƠăv tăli uăc tălƠăs iă cacbonă22%)ăv iănh ngăđặcăđi măv ătínhăchấtăv tăli uăđ cătrìnhăbƠyă ăch ngă4.
2.3. ngăd ng ph năm măAnsys Workbench 12 2.3.1.ăT ngăquanăv ăph năm măAnsys
S ăphátătri năc aăcácăcôngăc ătoánăcùngăv iăs ăphátătri năc aămáyătínhăđi nă tử,ăđƣăthi tăl păvƠădầnădầnăhoƠnăthi năcácăphầnăm măcôngănghi p,ăsửăd ngăđ ăgi iă cácăbƠiătoánăc ăh căv tăr n,ăc ăh căthuỷăkhí,ăcácăbƠiătoánăđ ng,ăbƠiătoánăt ngăminhă vƠăkhôngăt ngăminh,ăcácăbƠiătoánătuy nătínhăvƠăphiătuy n,ăcácăbƠiătoánăv ătr ngă đi nătừ,ăbƠiătoánăt ngătácăđaătr ngăv tălỦ.ă
Ansys (AnalysisăSystems)ălƠăm tă góiăphầnăm măphơnătíchăphầnătửăh uăh nă (Finite Element Analysis, FEA), đ căphátătri năvƠă ngăd ngăr ngărƣiătrênăth ăgi i,ă cóăth ăđápă ngăcácăyêuăcầuănóiătrênăc aăc ăh c.ăTrongătínhătoánăthi tăk ăc ăkhí,ă phầnăm măAnsys cóăth ăliênăk tăv iăcácăphầnăm măthi tăk ămôăhìnhăhìnhăh că2Dă vƠă3Dăđ ăphơnătíchătr ngă ngăsuất,ăbi năd ng,ătr ngănhi tăđ ,ăt căđ ădòngăch y,ă cóăth ăxácăđ nhăđ căđ ămòn,ăm iăvƠăpháăhuỷăc aăchiăti t.ăNh ăvi căxácăđ nhăđó,ăcóă th ătìmăcácăthôngăs ăt iă uăchoăcôngăngh ăch ăt o.ăAnsys cònăcungăcấpăph ngă phápăgi iăcácăbƠiătoánăc ăv iănhi uăd ngămôăhìnhăv tăli uăkhácănhau:ăđƠnăh iătuy nă tính,ăđƠnăh iăphiătuy n,ăđƠnădẻo,ăđƠnănh t,ădẻo,ădẻoănh t,ăch yădẻo,ăv tăli uăsiêuă đƠnăh i,ăsiêuădẻo,ăcácăchấtăl ngăvƠăchấtăkhí,…
Trongăh ăth ngătínhătoánăđaănĕngăc aăAnsys,ăbƠiătoánăc ăkỹăthu tăđ căgi iă quy tăb ngăph ngăphápăphần tửăh uăh nălấyăchuy năv ălƠmăg c.ăT ngăquátăcấuă trúcă c ă b nă c aă m tă bƠiă tínhă trongăAnsys,ă g mă 3ă phầnă chính:ă t oă môă hìnhă tínhă (Preprocessor),ătínhătoánă(Solution)ăvƠăxửălỦăk tăqu ă(Postprocessor).
NgoƠiă3ăb căchínhătrên,ăquáătrìnhăphơnătíchăbƠiătoánătrong Ansys cònăph iăk ă đ năquáătrìnhăchuẩnăb ă(Preferences)ăchínhălƠăquáătrìnhăđ nhăh ngă choăbƠiătính.ă TrongăquáătrìnhănƠyătaăcầnăđ nhăh ngăxemăbƠiătoánătaăs păgi iădùngăki uăphơnătíchă nƠoă(k tăcấu,ănhi tăhayăđi nătừ...),ămôăhìnhăhoáănh ăth ănƠoă(đ iăx ngătr căhayăđ iă x ngăquay,ăhayămôăhìnhă3ăchi uăđầyăđ ,...),ădùngăki uăphầnătửănƠoă(Beam,ăShell.ă
Plate...) [7].
2.3.2.ă ngăd ngăAnsys Workbenchăđ ăkh oăsátăchiăti tăđònătreoătrên
Ansys cóărơtănhi uăModun,ătrongăđóăModunăAnsysăWorkbenchăchoăphépăd ngă mô hình (Modelling)ă 3D,ă m nhă nh ă cácă phầnă m mă d ngă hìnhă 3Dă khácă nh ă Inventor,ă SolidWorks,ă Catia...Tuyă nhiên,ă vi că môă hìnhă hóaă đ iă t ngă 3Dă b ngă Ansysăs ăkhôngănhanhăvƠăti năíchănh ăcácăphầnăm măchuyênăv ămôăhìnhăhóaăđ iă t ngă3Dăkhác,ănênătrongălu năvĕnănƠyăh căviên sửăd ngăphầnăm măAutoCadăđ ăv ă vƠămôăhìnhăhóaăđ iăt ngăchiăti tăđònătreoătrên.
Khiăti năhƠnhăphơnătíchăđ iăt ngăchiăti tăđònătreoătrênătrênăAnsysăWorbenchă th ngăđ căth căhi nătheoăquiătrìnhăsau:
Bước 1: Môăhìnhăhóaăhìnhăh că3Dăb ngăchínhăAnsysăhayănh cácăphơnăm mă khác,ăsauăđóăchuy năv ăAnsys.
Bước 2: Nh păch nămôăhìnhăv tăli uăchoătừngăchiăti t,ănh păcácăthu cătínhăc ă h c,ănhi tăvƠăcácăthu cătínhăkhácăchoăcácăchiăti tăvƠăk tăcấu.ăAnsys choăphépănh pă thu cătínhăv tăli uăkhôngăph iăch ălƠăcácăgiáătr ăc đ nhăv ăgi iăh năđƠnăh i,ăgi iăh nă ch y,ă mƠă choă phépă nh pă quană h ă ngă suấtă vƠă bi nă d ng,ă hayă nóiă cáchă khácă choă phépă nh pă quană h ă th că gi aă ngă suấtă vƠă bi nă d ng,ă quană h ă đóă lƠă quană h ă phiă tuy năvƠăph ăthu cănhi tăđ ăvƠăt căđ ăbi năd ng.ăAnsys choăquanăh ă ngăsuấtăvƠă bi nă d ngă c aă m tă s ă v tă li uă thôngă d ng,ă nh ngă cũngă choă phépă ng iă dùngă t ă nh păcácăgiáătr ăđ ngăcongăth cănghi măc aăng iădùng.
Bước 3:Chiaăl iăphầnătửă(Meshing),ăđ ăgi iăbƠiătoánăphơnătích,ăvìăAnsysăd aă trênăn năt ngălỦăthuy tăsửăd ngăph ngăphápăphầnătửăh uăh năđ ăgi i,ăvìăv yăcầnă ph iăchiaăl iăphầnătửătr căkhiăgi i.
Bước 4: Nh păđi uăki năbiênăc ,ăănhi t,ăăxácăđ nhăcácăđi măhoặcămặtăc ăđ nh,ă hoặcăchuy năđ ngăv iăs ăb căt ădoănƠoăđó,ănh păl cătácăd ngăv iăl căt pătrung,ăl că phơnăb ,ămômen,ăhayănhi t,...
Bước 5: Ch năcácăk tăqu ăcầnăphầnătích:ăchuy năv ,ă ngăsuất,ăbi năd ng,...ă tùyătheoăyêuăcầuăriêngăc aătừngăbƠiătoánăc ăth .
Bước 7: Lấyăk tăqu
Chiă ti tă đònă treoă trênă s ă đ că kh oă sátă vƠă phơnă tíchă trongă môiă tr ngă Ansysă Workbenchătheoăquyătrìnhătrênăđ ăsauăđóăsoăv iăcácătiêuăchuẩnăb năđ ătìmăhi uăch ă nƠoăb n,ăch ănƠoăs ăd ăb ăh ng,ătừăđóăch nhăl iăk tăcấuăđ ătránhăcácăsaiăh ngăcũngă nh ăt iă uăhìnhăd ngăchoăchiăti tăđònătreoătrên.
2.4. Cácăs ăli uăđ căchuy năgiaoăt ăcôngătr̀nhănghiênăc uăc aăTS.ăĐ ăThƠnhăTrung,ăKhuăCôngă ngh ăCao,ăăĐ iăH căS ă Ph mă K ăThu tăTP.HCM,ă01,ăVõă Trung,ăKhuăCôngă ngh ăCao,ăăĐ iăH căS ă Ph mă K ăThu tăTP.HCM,ă01,ăVõă VĕnăNgơn,ăTh ăĐ c,ăTP.ăHCM.
CH NGă3
NGHIểNăC UăT Iă UăĐọNăTREOăTRểNăBĔNGăVỆ̉Tă
LIệ̉UăCOMPOSITE
Đ ănghiênăc uăchiăti tăđònătreoătrênăb ngăv tăli uăcomposite,ătr cătiênătaănghiênă c uăchiăti tăđònătreoătrênăb ngăv tăli uăthépăv iăhìnhăd ngăth căt .
3.1.ăH ăth ngătreoăvƠăv tăm uăth căt ăs ăd ng
Hình 3.1. H ăth ngătreoă(bênătrái)ăvƠăchiăti tăđònătreoătrênă v iăhìnhăd ngăth căt ă(bênăph i)
Chiăti tăđònătreoătrênătrongăth căt ă(hìnhă3.1)ăđ ăsửăd ngăđ ălƠmăv tăm uăth căt ă kh oăsátălƠăc aăxeăt iăHuyndaiăcỡănh ă2,5ătấn,ăcóăkh iăl ngălƠă970găvƠăcóăcácărƠngă bu căv ăhìnhăh căđ ăđ măb oăyêuăcầuălƠmăvi cănh ăsau:
3.2.ăMôăph ngăchiăti tăđònătreoătrênăv iăh̀nhăd ngăth căt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đầuătiênătaăti năhƠnhăđoăcácăthôngăs ăkíchăth căkỹăthu tăc aăchiăti tă đònătreoă trên th căt ,ăsauăđóăti păt căti năhƠnhămôăph ngăvƠătìmăhi uăcácăthôngăs ăv ă ngă suấtăvƠăchuy năv ăc aămôăhìnhănƠyă(hìnhă3.3).
Hình 3.3. Môăhìnhămôăph ngăchiăti tăđònătreoătrênăv iăhìnhăd ngăth căt Cĕnăc ăvƠoăho tăđ ngăc aăchiăti tăđònătreoătrênătaăgi ăsửăchiăti tăđònătreoătrênăcóă đi uăki năbiênălƠăch uătácăd ngăl căătheoă2ăph ngăFxăvƠăFy,ăđ ngăth iăchiăti tăđònă treoătrênăcóăth ăxoayăquanhăquanhătr căAA‟ănh ăhìnhăv ă(hìnhă3.4).
Ti năhƠnhămôăph ngăvƠătìmăhi uăcácăthôngăs ăv ă ngăsuấtăvƠăchuy năv ăc aămôă hìnhănƠyăb ngăv tăli uăthépăcó MôăđunăđƠnăh iă E = 210 GPa, h ăs ăPoison υ = 0,3 vƠăgi ăsửăcácăl cătácăd ngăt iăBăFxă=ă1875ăNăvƠăFyă=ă937,5ăN.
Hình 3.4. S ăđ ăl cătácăd ng
3.3.ăPhơnătíchă ngăsu tăvƠăchuy năv ăc aăc ăc uăđònătreoătrênăbằngăph năm mă
Ansys Workbench.
Th căhi nătheoăcácăb căsauăđơy: Fx Fy A A’’ B B A A
B că1:ăKh iăđ ngăAnsys Workbench
Ch nămôăđunăgi iăbƠiătoánălƠăStaticăStructurală(phơnătíchătƿnh)
Hình 3.5. MôăđunăStaticăStructural
B că2:ăThi tăl păthôngăs ăv tăli uăchoăbƠiătoán
Phầnăm mămặcăđ nhăv tăli uălƠăStructuralăSteel,ătaăs ăkhôngăsửăd ngăv tăli uă nƠyămƠăs ăt oăv tăli uăriêngăchoămình.
- Nhấpăđúpchu tătráiăvƠoăôăEngineeringăDataăxuấtăhi năh pătho iăOutlineăFilter.ă TaăvƠoăh pătho iănƠyăvƠăch năôăEngineeringăDataă(A2).ă
- SauăđóătaăvƠoăMenuăViewă Outline,ăxuấtăhi năh pătho iăOutline
Hình 3.7. H pătho iăOutline
- Taăch năắClickăhereătoăaddăaănewămaterialẰ,ălúcănƠyătaăt oăm tălo iăv tăli uăm i,ă taăđánhătênăv tăli uăm iăvƠo
- LúcănƠyătaănhấpăchu tătráiăvƠoăv tăli uăvừaăt oăvƠăch năMenuă Propertiesăđ ă hi uăch nhăcácăthu cătínhăc aăv tăli uănƠyăt iăh pătho iăsauăđơy:
Hình 3.9. Hi uăch nhăProperties
- Ti păt cătaăx ăTabăLinearăElasticăraăvƠăkéoăth ăắIsotropicăElasticityẰăvƠoăh pă tho iăắPropertyăofăOutlineăRowă4Ằ
Hình 3.10. Hi uăch nhăIsotropic Elasticity
tho iăắPropertyăofăOutlineăRowă4ẰăvƠăđi năgiáătr ăthamăs ăv tăli uăđóăvƠo.
Hình 3.11. Hi uăch nhăh ăs ăYoungăvƠăPoison
-Sauăkhiăthi tăl păxongăcácăthôngăs ătaăquayăl iămôiătr ngăProjectăSchematică b ngăcáchănhấpăchu tătráiăvƠoăbi uăt ngă trênăgócăph iămƠnăhình.ă
Nh ăv yătaăđƣăti năhƠnhăthi tl păthôngăs ăv tălỦăm iăchoăv tăli uătrongăth ăvi nă v tăli uăcóăsẵnăc aăphầnăm măphùăh păv iăyêuăcầuăc aăbƠiătoán.
Hình 3.12. Môiătr ngăchínhăWorbench
B că3:ăXơyăd ngămôăh̀nhăh̀nhăh căchoăbƠiătoán
Tr căkhiăxơyăd ngămôăhìnhăchoăbƠiătoánătaăph iăxácăđ nhăphầnătửămƠăphầnă m măs ăcĕnăc ăđ ăgi iăquy tăbƠiătoán.ăNhấpăchu tăph iăvƠoăGeometryPropeties.
Hình 3.13. Xácăđ nhăd ngăphầnătử
tửănh ăhìnhă3.13 b ngăcáchăđánhădấuăvƠoăôăvuôngăbênăph iăc aănóăvƠăđóngăh pă tho iănƠy.
- Nhấpăđúp chu tătráiă vƠoăôăGeometryătrongăh ăth ngă Statică Structurală ămôiă tr ngă Workbench,ă môiă tr ngă Designă Modeleră s ă xuấtă hi n.ă Taă ti nă hƠnhă xơyă d ngămôăhìnhăhìnhăh căchoăbƠiătoánătrongămôiătr ngănƠy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đầuătiênăkh iăđ ngăAutoCadă2007ăvƠăphácăth oătrongămôiătr ngănƠy.
- Xơyăd ngămôăhìnhă ăd ngăSolid
Hình 3.15. Chiăti tăđònătreoătrênătrongămôiătr ngăAutoCAD - Ti năhƠnhăxuấtăfileăsangăAnsysăd iăd ng file *.sat
- Nhấpăđúp chu tătráiă vƠoăôăGeometryăđ ă vƠoămôiătr ngăDesignăModeleră xơyăd ngămôăhìnhăhìnhăh căchoăbƠiătoán.
- Importăchiăti tăvƠoămôiătr ngăm i
Hình 3.17. Importăchiăti tăvƠoămôiătr ngăAnsys - Đ căchiăti tănh ăsau:
Hình 3.18. Chi ti tăđònătreoătrênătrongămôiătr ngăAnsys
B că4:ăChiaăl iăđ iăt ng
- VƠoă l iă môiă tr ngă Workbench,ă nhấpă đúp chu tă tráiă vƠoă ôă Model.ă M tă môiă tr ngăm iăs ăxuấtăhi năđóălƠămôiătr ngăMechanical.
- Trongămôiătr ngănƠyăthấyăh pătho iăOutlineăcóăch aăcácăb căti pătheoămƠătaă ph iăth căhi năđ ăphơnătíchăbƠiătoán.ăCácăb cănƠyăđ cătrìnhăbƠyă ăd ngăcơyă th ăm c.
- Trongă môiătr ngă m iă vƠoăUnitch năh ăth ngăđ nă v ăMetrică(mm,ăkg,ăN,ăs,ă mV, mA).
- Gánăv tăli uăvừaăt oă ăb că1ăchoăđ iăt ngăm i
Hình 3.19. Gánăv tăli u cho chiăti tăđònătreoătrên.
- Ti pă theoă ti nă hƠnhă chiaă l iă phầnă tử,ă nhấpă chu tă ph iă vƠoă MeshGenerate Mesh.
Hình 3.20. Chiaăl iăphầnătửăcho chiăti tăđònătreoătrên.
B că5:ăĐặtăt iătr ngăvƠăcácărƠngăbu călênăkh iăSolid
Nhấpăchu tăph iăvƠoăStaticăStructuralInsertFixedăSupport.ăNhấpăchu tătráiă vƠoămặtăcầnăgi ăc ăđ nhăsauăđóăch năApplyătrongăDetailăofăFixedăSupport,ăch nă bi uăt ngă xuấtăhi năphíaătrênămƠnăhìnhăđ ăch nămặt).
Hình 3.21. Đ nhănghƿaăv ătríăngƠmăc ăđ nh chiăti tăđònătreoătrên. - Ti pătheoăđặtăt iătr ngălênăkh iăSolid,ătaăch năki uăBearingăLoadăchoăđặtăt iă
tr ngăchoăchiăti tăđònătreoătrên.
- Nhấpăchu tăph iălênăStaticăStructuralInsertBearing Load
Hình 3.22. Đ nhănghƿaăv ătríăđặtăt iăcho chiăti tăđònătreoătrên. - Trong Detail of Bearing Load:
ScopeGeometry:ănhấpăchu tătráiăvƠoămặtătr ăbênătrongăkh iăsauăđóăApply DefinitionDefineăBy:ăch năComponents.
Đặtăgiáătr ă ădòngăYăcomponentă= - 937,5 N Đặtăgiáătr ă ădòngăXăcomponentă=ă1875 N
- Sauăđóănhấpăchu tătráiăvƠoădòngăStaticăStructuralăđ ăxemăk tăqu ămôăph ngă b căđặtăt iătr ngăvƠărƠngăbu c.ă
Hình 3.23. Hoàn thành vătríăđặtăt iăcho chiăti tăđònătreoătrên. - Nh ăv yătaăcũngăđƣăti năhƠnhăđặtăt iăvƠăcácăđi uăki năbiênăchoăbƠiătoán.ăTi pă theoălƠăxửălỦăvƠăxemăk tăqu ătínhătoánăc aăphầnăm m.
B că6:ăX ălỦăvƠăxemăk tăqu ăbƠiătoán
- Nhấpăchu tăph iăvƠoădòngăSolutionă(A6)InsertDefomationTotal:ăđ ăxemă k tăbi năd ngăt ng.
- Nhấpăchu tăph iăvƠoădòngăSolutionă(A6)ăInsertstressEquivalent (von- Mises):ăđ ăxemă ngăsuất.ă
- Sauăđóănhấpăchu tătráiăvƠoăbi uăt ngă ăgócătrênămƠnăhìnhăđ ăphầnă m măti năhƠnhăgi i.
Hình 3.24. Chuy năv ăc aămôăhìnhăth căt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chuy năv :ă(Deformation).
K tăqu ătínhăchuy năv ăl nănhấtălƠă1,4764ămm
Hình 3.25. ngăsuấtăc aămôăhìnhăth căt
ngăsuất:ăEquivalentăStress.
- K tăqu ă ngăsuấtăl nănhấtăl ă158,37ăMPa
V iă đi uă ki nă biênă nh ă trên,ă k tă qu ă chuy nă v ă l nă nhấtă lƠă 1,4764ă mmă (hìnhă 3.24)ăvƠă ngăsuấtăl nănhấtălƠă158,37ăMPaă(hìnhă3.25).ăTaănh năthấyă ngăsuấtănguyă hi măt p trungăxungăquanhăv ătríăđặtăl c,ănh ngăn iăthƠnhăm ng,…c aăchiăti tăđònă treo trên.
3.4.ăT iă uăchiăti tăđònătreoătrênăbằngăv tăli uăcomposite
vừaăcóăc ătínhăt tăth căs ălƠăxuăh ngăthi tăk ăvƠăch ăt oăm iătrongăngƠnhăc ăkhíă hi nănay.ăVìăv y,ăm tătrongănh ngănhi măv ăc ăb năc aănhƠăch ăt oălƠăph iăkhôngă ngừngănghiênăc uăvƠăt oăraăv tăli uăm iăđ ă ngăd ngăvƠoăs năphẩmăc ăkhíănh mă nơngăcaoăchấtăl ngăc aăchúng.ăV iăcáchănhìnănh nănh ăv y thìăvi căphátătri năđònă treoătrênăb ngăv tăli uăcomposite vừaăgi măđ căkh iăl ngăc aăchiăti t,ăvừaăđ mă b oăyêuăcầuăkỹăthu tăvƠănơngăcaoăc ătínhălƠăcầnăthi t.ăDoăđó,ăvi căk tăh păv tăli uă composite trongăvi căch ăt oăchiăti tătrênăthìărấtăcóătri năv ngătrongăvi căkh căph că nh ngănh căđi măsoăv iăvi căch ăt oăchiăti tăb ngăv tăli uătruy năth ngăđ ngăth iă cũngănơngăcaoăđ cătínhăchấtăc ălỦăc aăchiăti tăkhiăch ăt oăb ngăv tăli uăcomposite.
Taăd ̣ngămôăhốnhăvơ ̣tăthểăv iăcacăhốnhădangăthayăđổiănh ngăv năđ măb oăv ăkíchă th c lƠmăvi c lĕpăghep,ăt călƠănh ngăv ătríăc ăđ nhăA,ăA‟ăvƠăv ătríăđặtăt iăBăkhôngă thayăđ i.ăSauăđó,ătaăth căhi năđặtăđi uă ki nă biênăchoăbƠiătoánătheoă môăhìnhănh ă hình 3.7
Cáchăth căhi năphơnătíchăch năl aămôăhìnhănh ăsau:
- D ngănĕmăki uămôăhìnhăv iăcacăhốnhădangăthayăđổi ,ătừăchiăti tăđònătreoătrênăcóă hìnhăd ngăcácăc nhăvuôngăgócănhau (ki uă1),ăsauăđó từăki uă2ăđ năki uă5 cácăc nhă congădầnăđ năkhiăcácăc nhăch ăcònălƠănh ngăđ ngăcong (ki uă5) nh ngăvỡnăđảmă b oăv ăkích th călĕpăghep,ătrongăđóăm iămôăhìnhăđ uăcóăth ătíchăxấpăx ălƠă300 cm3
- Ti pătheoătaăđặtăđi uăki năbiênănh ăhìnhă3.4 choătấtăc ăcácămôăhìnhătừălo iă1ăđ nă lo iă5. Môăph ngătrênăcùng m tălo iăv tăli uăcomposite v iăn nălƠănylonă66 vƠăc tă s iăcacbonăchi măth ătíchă50%ă(nylonă66ă+ C/F50%) cóăh ăs ăE = 37,5ăGPa;ăh ăs ă Poison =ă0,33;ăh ăs ăch yădẻoăY=ă260ăMPaăvƠăkh iăl ngăriêngăD = 1,38 g/cm3, thuăđ căchuy năv ăvƠă ngăsuấtăc a từngălo iămôăhìnhănh ăb ngăsau:
Quaăcácămôăhìnhătrênătaăthấyăkhiătaăđặtăcùngăm tăđi uăki năbiênănh ăhìnhă3.4 từă môăhìnhăki uă1ăđ năki uă5ăthìătaăthấyămôăhìnhăki uă4ăđ tăchuy năv ăcũngănh ă ngă suấtăthấpănhất.ăDoăđó,ămôăhìnhăki uă4ălƠăt iă uănhấtătrong 5ăki uămôăhìnhătrên.ăMặtă khác,ăkhiămôăph ngăchiăti tăđònătreoătrênăv iăhìnhăd ngăth căt ă(b ngăv tăli uăthép)ă thìăchuy năv ăvƠă ngăsuấtăl nănhấtăl năh năc ămôăhìnhăki uă4.ăVìăv y,ătaăch nămôă hìnhăki uă4ălƠămôăhìnhăthi tăk ăt iă uănhấtătrongăcácăki uămôăhìnhănh ătrên.
CH NGă4
CH ăT OăVĨăĐÁNHăGIÁăK TăQU ăTH CăNGHI M
Sauăkhiăt iă uăhóaăđ cămôăhình,ătaăti năhƠnhăthi tăk ăkhuônă(đ căkèmătheoă trong phụ lục) vƠăti năhƠnhăch ăt oăchiăti tăb ngăv tăli uăcomposite Nylon 66 + C/Fă22%ănh ăsau.
4.1.ăCh ăt oăchiăti tăđònătreoătrên 4.1.1.ăCôngăngh ăch ăt o
Côngăngh ăépăphunăđ căsửăd ngăch ăt oăchiăti tăđònătreoătrên.ăCôngăngh ăépă phunălƠăquáătrìnhăphunănh aănóngăch yăđi năđầyălòngăkhuôn.ăM tăkhiănh aăđ că lƠmăngu iăvƠăđôngăc ngăl iătrongălòngăkhuônăthìăkhuônăđ că m ăraăvƠăs năphẩmă đ căđẩyăraăkh iăkhuônănh ăh ăth ngăđẩy.ăTrongăquáătrìnhănƠyăkhôngăcóăbấtăkỳă m tăph nă ngăhóaăh cănƠo.
ÉpăphunălƠăm tătrongănh ngăquáătrìnhăsửăd ngăr ngărƣiănhấtăchoăs năxuấtăs nă phẩmănh a.ăNóălƠăm tăkỹăthu tăch ăbi năch ăy uăđ ăchuy năđ iăchấtădẻoănhi tăvƠă nhi tăr năv tăli uăvƠoătấtăc ăcácălo iăs năphẩmăv iăm căđíchăsửăd ngăkhácănhau:ătừă ôătôăđ năđi nătử,ăyăt ,ăth ăthaoăvƠăvuiăch iăgi iătrí,ăxơyăd ng,…
V tăli uănh aănhơnăt oăđầuătiênăđ căphátăminhăvƠoănĕmă1861ăb iăAlexanderă ParkesăvƠăđ căcôngăb ăchínhăth căv iătoƠnăth ăth ăgi iăvƠoănĕmă1862ăt iăm tătri nă lƣmăqu căt ă ăLondon,ăg iătênălƠănh aăParkesine.ăM tălo iănh aăh uăc ăt ngăh pătừă Cellulose.ăĐặcăđi mălo iănh aănƠyălƠăcóăth ăgiaănhi t,ăt oăhìnhăvƠăgi ănguyênăhìnhă d ngăkhiăngu i.ăTuyănhiênăchiăphíăs năxuấtăt năkém,ăkhóăch ăt oăvƠăd ăcháy.
Nĕmă1868,ănhƠăphátăminhăng iăMỹăJohnă WesleyăHyattăphátătri nă m tă v tă li uănh aăcóătênălƠăCelluloidăđ căt ngăh pătừăCelluloseăvƠăAlcoholizedăcamphoră đ că c iă ti nă trênă s ă phátă minhă c aă Parkes.ă Gi iă quy tă vấnă đ ă v tă li uă lƠmă qu ă Billardă(Bida)ăb ngăngƠăvoi,ăcóăth ălƠmăchoăvoiătuy tăch ng,ănh aăCelluloidăraăđ iă lƠăm tăs ăthayăth ătuy tăv iălúcăđó.
Cùngăv iăng iăanhăIsaiahăc aămình,ăHyattăđƣăch ăt oăraămáyăépăphunăđầuă tiênăvƠăđ căcấpăb ngăsángăch ănĕmă1872.ăChi cămáyănƠyăt ngăđ iăđ năgi năsoă v iăcácămáyăépăphunăđangăsửăd ngăngƠyănay.ăMáyălƠmăvi căt aănh ăm tă ngăkiêmă
tiêm,ăb ngăcáchăsửăd ngăm tăpistonăđ ăépănh aăxuyênăquaăxiălanhăđ călƠmănóngă vƠăđiăvƠoălòngăkhuôn.ăNgƠnhăcôngănghi pănh aăphátătri năch m ch mătrongănh ngă nĕmănƠyăvìăs ăh năch ăcôngăngh .
NgƠnhă côngă nghi pă nhanhă chóngă phátă tri nă vƠă m ă r ngă trongă nh ngă nĕmă 1940ăvìăchi nătranhăth ăgi iăth ăIIăđƣăt oăraăm tănhuăcầuărấtăl năcầnăs năphẩmăt năítă chiăphí,ăs năxuấtăhƠngălo t.ăNĕmă1946,ănhƠăphátăminhăMỹăJamesăWatsonăHendryă phátătri nămáyăépătr căvítăđầuătiên,ăchoăphépăki măsoátăchínhăxácăh nănhi uăt căđ ă épăvƠăchấtăl ngăs năphẩm.ăMáyănƠyăchoăphépătr năv tăli uătr căkhiăphunăđ ăphaă mƠuănh aăhoặcătr năđ uănh aătáiăch ăv iănguyênăli uănh aăch aădùngătr că khiă phun.ăMáyăépătr căvítă(hìnhă4.1)ăv năđ căgi ăvƠăphátătri năchoăđ năngƠyănay.
Hình 4.1. Máy ép phun
4.1.2.ăC uăt oăchungăc aămáyăépăphun
M tămáyăépăphunăc ăb năbaoăg măcácăh ăth ng sau (hình 4.2) : - H ăth ngăkẹpă(ăc măkẹpă).ă
- H ăth ngăkhuônă(ăc măkhuônă).ă - H ăth ngăphună(c măphun).ă
- H ăth ngăh ătr ăépăphună(c măépăphun).
Hình 4.2.Cấuăt oăchungăc aămáyăépăphun. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1.3. Máy ép phun JSW 4.1.3.1.ăThôngăs ăcôngăngh 4.1.3.1.ăThôngăs ăcôngăngh
- Model: JSW-350ED - Nĕmăs năxuất:ă1991 - N căs năxuất:Nh tăB n - L căépăkhuôn:350ătấn
- Kho ngăm ăkhuônăl nănhất: 1370 mm - Kíchăth căb tăkhuônă(DxR): 730x730 mm - Hành trình ép: 700 mm
- Đi uăch nhădƠy/ăm ngăkhuôn: 320 - 670 mm - Đ ngăkínhătr căvít: 88 mm
- Tr ngăl ngămáy: 15,8 ton
Hình 4.3. Máy ép phun JSW
4.1.3.2.ăNguyênăt căho tăđ ngămáyăépăphunăJSW
Hình 4.4.NguyênălỦăc aămáyăépăphunăJSW
Côngăngh ăépăphunătrênămáyăépăphunăJSWăđ căth căhi nătheoăquyătrìnhăsauă đơy:
-Nguyênăv tăli uă(nh aăcomposite)ăđ căchoăvƠoătrongăph uă(Hopper)ăcóăth ă lƠăd ngăh t.
lƠmăchoăv tăli uănóngăch yăt oăthƠnhădòngăch yănh a.
-Tr căvítăv năchuy nădòngăch yănh aăt iăbécăphunăvƠoăcácăkênhăd năđ ăvƠoă c ngăphơnăph iăch yăvƠoălòngăkhuôn.
-Trongălòngăkhuônăcóăh ăth ngălƠmăl nhăs ăcôăđặcăchiăti t.
-H ăth ngăs ăm ăkhuônăraăvƠăthanhăđẩyăs ăđẩyăchiăti tăraăkh iăkhuôn.ă -Sauăđóăkhuônăđóngăl iăti păt căchuăkỳăépăchiăti tăkhác.
4.1.4.ăV tăli uăcomposite Nylon 66 + C/F 22% 4.1.4.1.ăV tăli uăn năNylon 66
a)ăTínhăch tăv tălỦ:
- Nhi tăđ ănóngch yă2800CăvƠănhi tăđ chuy năphaă500 C - Kh iăl ngăphơnătửăkho ngă12000-20000 g/mol.
- Kh iăl ngăriêngăkho ngă1,09ăg/cm3 - Cóăđ ăb năc ăh căcao
- Cóăđ ăc ngăl n - ệtăb ăĕnămònăhoáăh c;
- Cóăđ ăb năd iănhi tăđ ăthấp. - Đặcătínhăv ăch uăămaăsát,ămƠiămònăt t. - Kh ănĕngăch ngăch iăhoáăchấtăt t - Cáchănhi tăt t.ă
- Quá trìnhăgiaăcôngăxửălíănhanh
b)ăTínhăch tăhóaăh cc aăNylon 66
- Côngăth căhoáăh căc aăNylon 66
nhi t đ th ng Nylon 66 t n t i tr ng thái k t tinh m t phần, song s k t tinh ch có khi kéo giãn.
Kho ngăcáchăgi aă2ăm chălƠă2,8ăǺ
c) S đ s n xu t Nylon 66
Cơ chếphảnứng:
Ph n ngt ngh p Nylon-6,6 từ axit adipic và Hexametylen diamin khôngc ầnsửd ng xúc tác vì chính axit Adipic là xúc tác cho ph n ngx y ra.
Đ t o ra Nylon 66 ng i ta còn có th th chi nph n nggi a Clorua axitv i Hexametylen điamin.Đ ph n ngd dàng x y ra thì ban đơu nên cho thêm m tl ngnh axit đ làm xúc tác cho ph n ng. Khi ph n ngx y ra s t o ra HCl l i là xúc tác cho ph n ng.
Hình 4.5. S ăđ ăs năxuấtăNylon 66 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d) ng d ngc a Nylon 66
- Thi tb ng tđi n, lõi quấn,thi tb cách ly đi n.
- Ch t onhi ub chi ti t máy, chi ti tđặcbi td b ĕn mòn nh các b c lót.
- Các cánh qu tb mn ccũngnh các c cấu khoá cửa, các cánh qu t, chi ti tv ,…
4.1.4.2. V tli uc ts i Cacbon a) Cacbon a) Cacbon
Cacbon lƠănguyênăt ăcóăsẵnătrongăt ănhiên.ăCácăd ngăkhácănhauăc aănóăbaoăg mă m tătrongănh ngăchấtă m mănhấtălƠă graphită vƠăhaiătrongănh ngăchấtăc ngănhấtălƠă grapheneă(Silic)ăvƠăkimăc ng,ăcũngănh ălƠăchấtăbánăd năt tănhất,ăh năc ăgraphene. NgoƠiăra,ănóăcóăáiăl căl năđ ăt oăraliênăk tv iăcác nguyên tửnh ăkhác,ăbaoăg măc ă cácănguyênătửăcacbonăkhácăcóăkh ănĕngăt oăraăliênăk tăph căt p.ăTùyătheoăki uăliênă k tăgi aăchúngămƠăt oăraănhi uălo iăv tăli uăcóănh ngăđặcătínhăkhácănhau.
b)ăS iăCacbon
- Ngu năg căvƠăch ăt oăs iăCacbon:
S iăcacbon (Cacbon fiber ậ CF)ăđ căsángăch ăvƠoănĕmă1879ăb iăThomasă EdisonăvƠăđ căcoiălƠălo iăs iăt ngăh păc ănhấtăc aăloƠiăng i,ăl iăcóăgiáătr ăl nă laoăđ năth ăđ iăv iăs ăphátătri năkhoaăh căkỹăthu tăhi năđ i.ăBanăđầu,ănhƠăphátă minhănƠyăđƣăsửăd ngăs iăcacbon lƠmădơyătócăc aăbóngăđèn.ăMặcădùălúcăđóăs iă s iăcacbon khôngăgi ngănh ăs iăcacbon ngƠyănay,ănh ngăchúngăl iăcóăs căch uă đ ngăđángăk ăv iănhi tăđ ăvƠămôiătr ng.
V ăsau,ăđ năt nănh ngănĕmă1950ăkh ănĕngăkéoăgiƣnăc aăs iăcacbon m iăđ că khámă phá.ă Ng iă đầuă tiênă đ că choă lƠă t oă raă s iăcacbon ngày nay có tên là
Rayon.ăNgƠyănay,ăs iăcacbon hi năđ iăđ căs năxuấtăb iăm tăv tăli uăcóătênălƠă polyacrylonitrileă(PAN),ăđơyăcũngălƠănguyênăli uăđ căsửăd ngăđ ăs năxuấtăhầuă h tăkh iăl ngăs iăcacbon hi năt i.
Hình 4.6. S ăđ ăch ăt oăs i Cacbon
S iăcacbon (hình 4.7)ă trênă th ă tr ngă th ngă cóă đ ngă kínhă 7ă- 10 μm
đ căcấuăt oătừă kho ngă30.000ăs iăđ n.ă Cácăs iăđ nă g mănh ngătấmă graphită m ngăthẳng,ăxo năhoặcăcu năvƠoănhau.ăTínhăchấtăc aăs iăph ăthu căvƠoăs ăđ nhă h ngăc aăcácătấmăgraphităđó.
Hình 4.7.S iăCacbon
- uăđi măs iăCacbon:
S iăCacbon s ăh uătínhăchấtăv tătr iăsoăv iăkimălo i. S iăCacbon cóătr ngă