7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế:
4.1 Thực nghiệm nghiên cứu
Trước tiên, những kiểm tra độ căng một trục của những mẫu vật khác nhau làm từ lốp hơi hình trụ màng đàn hồi đã được thực hiện trong máy kiểm tra TiraTest 2000 với lực cảm biến trong vòng ±10 kN ở mức tải 20 mm/min cho đến khi rạn nứt mẫu vật. Sự tải đã được lấy từ những thay thế bắt buộc ở trên đầu kẹp(at the top clamp). Lực căng đã được ghi lại như một hàm của sự thay thế của đỉnh kẹp trong suốt quá trình kiểm tra. Độ giãn ra của một đoạn mẫu vật giữa hai đường màu trắng đã được đo đạt khi sử dụng tia lade không tiếp xúc của dụng cụ đo độ giãn lắp đặt phối hợp với máy kiểm tra (H. 3).
Fig. 3 Đo biến dạng dung tia Lade
Fig. 4 Mẫu thử theo 3 hướng khác nhau
Ba nhóm của mẫu vật làm từ ốp hơi hình trụ màng đàn hồi tromg ba hướng khác nhau đã được khảo sát (H. 4). Nhóm đầu tiên của mẫu vật biểu thị S – 1 đã được tạo ra theo hướng của đường tròn ứng suất, nhóm thứ hai (S – 2) theo hướng của trục và nhóm thứ ba (S – 3) theo hướng của lõi sợi để xác định đặc tính cơ học của cốt lõi. Mẫu thử có kích cỡ dài 115 mm, rộng 10 mm và dày 2 mm. Độ dài của mẫu vật giữa hai đường trắng là 33 mm. Trong bảng 1 là độ giãn tương đối của mẫu vật lấy được từ máy đo độ giãn lade và lực căng cho đến khi mẫu vật rạn nứt. Độ giãn tương đối lớn nhất là của mẫu vật theo hướng của đường tròn ứng suất.
Mẫu thử Sức căng cực đại Phần trăm giãn dài
Mẫu thử (S-1) 290 N 105 %
Mẫu thử (S-2) 440 N 55 %
Đặc tính quan trọng của cao su cũng tốt như sự gia tăng cao su với lõi dệt là sự ảnh hưởng mạnh của sự suy giảm lực trong vòng tải đầu tiên. Đặc tính này của cao su được phát hiện nhờ vào hiệu ứng Mullin. Do đó một vài vòng tải trước và không tải trước đã được ứng dụng vào trong tất cả các vật liệu mẫu. Sự xác định độ co giãn tương ứng cho đến khi vật rạn nứt trong những kiểm tra sức căng một trục là cần thiết để thực hiện những kiểm tra sức căng vòng. Hơn thế nữa, chỗ cong trong trạng thái căng từ máy kiểm tra sức căng một trục có thể không chỉ ra rằng vật liệu không co giãn trừ khi họat động tháo dỡ tốt được kiểm tra tốt. Như vậy để xác định hằng số vật liệu của cốt lõi thì cần thực hiện những kiểm tra sức căng vòng.
Thứ hai, những cơ sở trong dữ liệu thử của những máy kiểm tra độ căng một trục đã chỉ ra trong bảng 1, những kiểm tra độ căng vòng đã được sử dụng. Các thông số sử dụng cho những kiểm tra độ căng vòng được chỉ ra trong bảng 2.
Mẫu thử Tốc độ tải
(mm/min) Vòng tải Phần trăm giãn dài (%) Chuyển vị giá kẹp (mm)
S-1 5 5 88 40
S-2 5 5 34 15
S-3 5 5 20 15
Nhờ vào máy đo độ giãn la-de không tiếp xúc đã đo được độ giãn. Mối liên hệ lực giãn của mẫu vật liệu trong ba hướng tải khác nhau và không tải được chỉ ra trong hình 5a xuyên qua những kiểm tra vòng độ giãn. Tuy nhiên, để nhận biết kích cỡ vật liệu của mẫu từ các dữ liệu thực nghiệm, thì chỉ có một vòng được chọn. Vòng này được giữ không thay đổi về đặc tính cơ học của vật liệu. Đối với hầu hết các chất đàn hồi Miller (2000) chỉ ra rằng hàm căng trạng thái sẽ ổn định sau khoảng 3 đến 20 lần lặp lại.
Từ vòng thứ 15 của quá trình kiểm tra độ căng vòng đã được dùng cho sự xác nhận hằng số vật liệu. Mối liên hệ thay đổi được chỉ ra trong hình 5b dưới đây:
Thứ ba, những kiểm tra độ căng trong CRC dưới hai trục tải cũng được trình bày trong bài này. Thiết bị hai trục tải đã lắp đặt với vùng đặt vật liệu mẫu được chỉ ra trong hình 6. Dụng cụ kiểm tra gồm có hệ thống cho hai trục tải, trong mỗi một trục có thể chịu những vật nặng tải khác nhau. Sự tải được nhận ra bởi sự chuyển động đồng thời của cả hai thanh kẹp trong hướng điều chỉnh. Ô tải với điện dung 2200N được cài vào giữa các cặp của một thanh kẹp và đầu núm.Cái nhìn tổng quan của hệ kiểm tra dưới hai trục tải được chỉ ra trong hình 6.
Fig. 6. Tổng quan về hệ thống thử kéo Fig. 7. Mẫu thử trong quá trình thử hai trục kéo hai trục
Mẫu kiểm tra được làm từ màng lốp hơi khí nén hình trụ đã được tạo ra dưới mô hình cây thánh giá, mà trong đó một hướng phụ thuộc vào trục và hướng khác phụ thuộc vào vòng tròn (chu vi) (H. 7). Kích thước của mẫu thử bao gồm hai phần kẹp là 110 x 110 mm. Góc cặt của mẫu vật là 17 x 17 mm. Mẫu đo đạt được lấy từ máy ảnh kĩ thuật số (H. 6) với độ phân giải 5 megapixels được đặt đứng để đảm bảo được tính cố định. độ phân giải cao của máy ảnh kĩ thuật số tương ứng với kích thước ảnh là:
1 pixel = 0.083906 mm
Hai trục tải có thể lấy được trong những tỉ số khác nhau giữa trục và lực tròn, ví dụ như 1:1, 1:2, 2:1, v..v…Tuy nhiên, chỉ có một tỉ số tải 1:2 giữa trục và lực tròn được nghiên cứu trong bài này, bởi vì nó tương ứng
lấy ra bởi việc xoáy (vít) tạo ra sự chuyển đổi trong hường vòng đầu tiên và sau đó trong hướng của trục, vì thế giá trị của lực chỉ còn lại một nửa. Trong suốt quá trình xoay trong hướng vòng, lực của hướng trục sẽ thay đổi, bởi vì sự quay bên trong hướng trục sẽ quay trong cả hai hướng trong suốt quá trình kiểm tra.
Fig. 8. Những điểm trên mẫu thử
Hướng vòng của mẫu là hướng dương, trong khi sự dịch chuyển của hướng trục vào tâm là âm.
Mối liên hệ của lực và sự dịch chuyển với tỉ số tải 1:2 giữa hướng trục và vòng tròn được chỉ ra trong hình 9. Kết quả từ H. 9 chỉ ra rằng với cùng sự dịch chuyển tuyệt đối, lực đo trong hướng vòng tròn lớn hơn nhiều co với trong hướng trục.