THỬ NGHIỆM ĐỘ BỀN KÉO
4.3.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Ảnh hưởng của tần số tới độ bền kéo:
Hình 4.12: Ảnh hưởng của tần số tới độ bền kéo
Nhận xét:
+ Độ bền kéo tăng khi tăng tần số và giữ nguyên biên độ.
+ Tại giá trị tần số 450Hz có lực kéo lớn nhất.
+ Vùng tần số 150 Hz đến 300 Hz cho thấy mức độ không ổn định của độ bền khi có tác động của hệ thống rung.
+ Lực thay đổi nhanh từ vùng có tần số 150Hz đến 450Hz và giảm dần từ 450Hz đến vùng có tần số cao.
Giải thích hiện tượng:
Dựa vào nguyên nhân dẫn đến độ suy yếu của đường hàn như: Độ kết dính tại mối hàn( nhiệt thấp), độ định hướng phân tử tại mối hàn vuông góc với dòng chảy nhựa hay sự tạo thành cấu trúc V- notch [3] ta có thể giải thích:
+ Việc tăng tần số khiến cho độ bền được cải thiện có thể được giải thích là do: Tần số cao khiến độ định hướng các phân tử tại đường hàn trở lên đa hướng hơn giảm hiện tượng xếp lớp vuông góc với dòng chảy nhựa. Khiến cho mức độ liên kết tại vị trí gặp nhau được cải thiện rõ rệt.
+ Ngoài ra, hiện tượng vùng tần số từ 150Hz đến 450Hz tăng đột biến có thể do nhiệt độ ban đầu khi thực hiện ép phun của thiết bị chưa ổn định đẫn đến nhiệt tại vị trí đường
hàn giảm gây ảnh hưởng lớn tới kết quả.
+ Từ vùng tần số 450Hz trở lên có xu hướng giảm độ bền nhưng giảm không đáng kể. Có thể do những thông số ép ( áp suất, nhiệt độ,..) đã ổn định nên mẫu thử bền hơn. Một phần là do việc chế tạo khuôn không đáp ứng được tần số cao dẫn đến độ bền đường hàn giảm.
Ảnh hưởng của biên độ dao động tới độ bền kéo:
Hình 4.13:Ảnh hưởng của biên độ dao động tới độ bền kéo
Nhận xét:
+ Trong khoảng thay đổi biên độ từ 2-8 micromet độ bền kéo thay đổi không đáng kể. Giá trị trung bình của độ bền trong khoảng này là 1953 (N). Độ chênh lệch về lực phá hủy không cao ∆ TB= 47 (N)( 2.4%)
+ Độ bền của mẫu có xu hướng giảm về phía biên độ cao hơn.
+ Nhưng so với những mẫu chưa thay đổi biên độ thì việc thay đổi biên độ dao động vẫn có độ bền tốt hơn.
Giải thích hiện tượng:
Thiết kế vị trí cũng như cách tiếp xúc giữu bộ dao động tới khuôn là không thuận lợi cho thí nghiệm về thay đổi biên độ. Tiếp xúc giữa đầu rung và insert bởi đầu rung trung
52 2
gian với vật liệu nhựa Teflon. Đây là một vật liệu mềm có tính đàm hồi cao so với các loại nhựa khác. Khi lắp đặt đầu rung, do đã có lực tác động ban đầu và lực siết của bộ phận giữ PZT bám với insert . Mặt khác, vị trí của insert so với khuôn phải được đảm bảo không thay đổi hay khe hở giữ nó và khuôn âm không lớn để xì nhựa. Do vậy mà dù có thay đổi biên độ thì cũng không thể tác dụng lên độ rung của insert. Chưa kể đến việc biên độ dao động của đầu rung là cực kì nhỏ so với dung sai cấp chính xác của gia công
Kết luận : việc thay đổi biên độ dao động chỉ tác dụng làm thay đổi lực lên đầu rung trung gian mà không có tác động đáng kể nào tới khác phục độ bền đường hàn.
Ảnh hưởng của vật liệu tới độ bền kéo:
Hình 4.14: Ảnh hưởng của vật liệu tới độ bền kéo
Nhận xét:
+ Rung động ảnh hưởng đến độ bền đường hàn trên cả 4 loại nhựa
PC: Mức độ thay đổi TĂNG 64,5 (N) = 3% , ảnh hưởng của rung động tới lợi nhựa này là thấp nhất
ABS: Mức độ thay đổi GIẢM 198 (N) = 13% , rung động có ảnh hưởng xấu tới đường hàn của loại nhựa này.
PP: Mức độ thay đổi TĂNG 47(N) =5 %, rung động ít ảnh hưởng tới loại nhựa này.
PA6 0%: Mức độ thay đổi TĂNG 208 (N)= 12% , đây là loại nhựa ảnh hưởng nhiều nhất bởi rung động.
Mức độ ảnh hưởng của rung động tới các loại nhựa có sự khác nhau trên cùng một tần số và biên độ rung có thể giải thích hiện tượng này dựa trên tính chất đặc trưng của từng loại nhựa vd như:
PC: Là một loại nhựa có độ nhớt ở nhiệt độ nóng chảy cao, khó điền đầy khuôn và cần có áp suất điền đầy lớn trong lòng khuôn do đó việc có độ nhớt cao và áp điền đầy lớn đã làm giảm ảnh hưởng thay đổi xu hướng hạt của PC tại đường hàn.
ABS: Độ giảm đáng kể của độ bền đường hàn loại nhựa này cho thấy sự định hướng các sợi nhựa của ABS vuông góc với hướng của dòng chảy, rung động nói chung và mức tần số biên độ này không làm tăng việc kết nối dòng phân tử tại đường hàn.
Tuy vậy việc sử dụng đặc trưng về tính chất của các loại nhựa để giải thích ảnh hưởng của rung động tới độ bền của đường hàn không thể hiện hết kết quả của kiểm nghiệm. Mức độ hiệu quả của thiết kết hệ thống rung vào khuôn ép chưa được kiểm chứng hoặc được hỗ trợ bởi bất kể modul của một phần mềm CAE nào. Các bước thiết kế hệ thống rung trong khuôn còn đi theo phương pháp truyền thống từ ý tưởng tới thiết kế và kiểm nghiệm mà không thống qua CAE.
Độ chính xác của gia công ảnh hưởng lớn tới vị trí cũng như lực mà insert tác dụng lên đầu rung do biên độ của rung động sử dụng trong kiểm nghiệm là 2-8 micromet so với cấp chính xác gia công khuôn gây ra sai số lớn trong thiết kế.
Sử dụng vật liệu chưa tối ưu: Việc sử dụng vật liệu làm khuôn dễ dàng bị tác động bởi nhiệt độ cũng như không sử dụng khớp mềm trong thiết kế rất dễ gây ra sai số về vị trí đầu rung trong tính toán do biên độ rung là micromet. Trong quá trình vận hành nhiệt độ khuôn có thể tăng lên khiến các kích thước khuôn thay đổi đáng kể so với biên độ rung.
Chương 5