EDX JEOL JSM-6490
Thớ nghiệm thử phỏ hủy mẫu được thực hiện tại Phũng thớ nghiệm Cơ học mỏy Richard (Vilas 30) trực thuộc Trung tõm Kiểm định và Thiết bị cụng nghiệp, Viện Nghiờn cứu Cơ khớ. Thớ nghiệm xỏc định đặc tớnh hỡnh thành mối hàn thụng qua tiờu chớ độ nở phỡnh theo hướng kớnh (d) ở mỗi một chế độ quy hoạch thực nghiệm N = 33 (N27) được thực hiện tại Viện Phỏt triển Kỹ thuật, Cụng nghệ tiờn tiến.
3.5. Điều kiện thực nghiệm và phương phỏp tiến hành
3.5.1. Điều kiện thực nghiệm theo quy hoạch trực giao
Theo lý thuyết quy hoạch thực nghiệm hiện đại cho phộp lựa chọn chiến lược nghiờn cứu tối ưu trong điều kiện cú thể giảm thiểu đỏng kể số lượng, thời gian thớ nghiệm và chi phớ. Đồng thời cú thể đỏnh giỏ được tỏc động qua lại giữa cỏc yếu tố đầu vào và ảnh hưởng của chỳng đến hàm mục tiờu đầu ra lựa chọn. Từ kết quả thớ nghiệm cú thể tớnh toỏn xõy dựng được mụ hỡnh toỏn học biểu diễn sự ảnh hưởng của cỏc thụng số đầu vào tới hàm mục tiờu đầu ra ở mức độ tin cậy cần thiết. Điều đú là cơ sở để kết hợp với một số điều kiện ràng buộc khỏc cũn cho phộp xỏc định miền tối ưu của chế độ cụng nghệ thay cho cỏch giải gần đỳng, tỡm tối ưu cục bộ như ở cỏc thực nghiệm thụ động.
Áp dụng phương phỏp quy hoạch thực nghiệm trực giao kiểu 2 mức 3 yếu tố (N = 23 + i, trong đú i = 1, 2, 3… mức thớ nghiệm cơ sở) hoặc kiểu 3 mức 3 yếu tố đầu vào (N = 33 = 27, với cỏc nỳt quy hoạch thớ nghiệm cú định hướng tịnh tiến tăng, đó được sử dụng rất phổ biến vỡ cú phạm vi mở rộng và độ tin cậy cao tại cỏc nước cụng nghiệp phỏt triển ở Liờn bang Nga và cỏc nước Liờn minh chõu Âu (EU) khỏc như: Solonin N. C.62); Kasandrova O.N, Lebedev V. V. 63; Nguyễn Minh Tuyển 5; Hà Minh Hựng, Orlov M. I., Atabekov E. U., Krupin Ju. A và Chidzikov V. I. 64 67 và gần đõy là một số cụng trỡnh nghiờn cứu khoa học cựng cỏc luận ỏn Tiến sĩ Kỹ thuật đó cụng bố tại Việt Nam.
Như đó phõn tớch ở mục 2.3 và 2.4, đó lựa chọn được 2 hàm mục tiờu cần nghiờn cứu đú là:
Y1 = Ϭk : Độ bền kộo của mối hàn (MPa)
Y3 = d : Độ nở phỡnh hướng kớnh của mối hàn (mm) Ba thụng số đầu vào cần nghiờn cứu đú là :
- Cường độ dũng điện hàn Ih (A);
- Thời gian hàn bằng tổng của 3 cụng đoạn hàn Th = T1 + T2+ T3 (s) - Áp lực hàn giữa hai đầu cốt thộp Ph (MPa)
Đường kớnh danh nghĩa cốt thộp hàn trong thớ nghiệm chọn dd.n=25 mm. Mỏc thộp sử dụng CB400-V
Ký hiệu mó húa cỏc chế độ thớ nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm N = 33 = 27 trong cụng trỡnh này cho trong Bảng 3.8.
3.5.2. Phương phỏp tiến hành thớ nghiệm
Việc giải bài toỏn tỡm cỏc chế độ hàn điện xỉ - ỏp lực thớch hợp để tạo ra cỏc mối hàn nối đối đầu cốt thộp xõy dựng trong cụng trỡnh này đó sử dụng phương phỏp quy hoạch thực nghiệm (QHTN) với số lượng thớ nghiệm nhỏ (n 30). Do vậy việc xỏc định mụ hỡnh thớ nghiệm là rất quan trọng, nú quyết định số lượng thớ nghiệm ở mức tối thiểu cần tiến hành, cũng như kiểu quy hoạch thực nghiệm cần thiết (trực giao, tịnh tiến, tõm xoay,…) 5, 6.
Đơn giản nhất là sử dụng quy hoạch trực giao kiểu N = qk + m, với: m = 1 (chỉ làm 1 thớ nghiệm ở mức cơ sở); q = 2 (kiểu 2 mức) hoặc q = 3 (kiểu 3 mức) - số thớ nghiệm lặp song song tại mỗi điểm nỳt QHTN; k = 3 5 – cỏc biến số độc lập (Xi) là những thụng số cụng nghệ chớnh cần khảo sỏt (X1 = Ih; X2 = Th; X3 = ph
với X4 = Th.q và X5 = dd.n ở hai mức cố định min/max cho trước). Trong đú: cú thể chọn 3 cặp thụng số xột đồng thời với nhau như: IhTh; Ih.ph; Th.ph và Ih.Th. ph với dd.n = const. Cỏc yếu tố được coi là điều kiện biờn như: thời gian hồ quang tạo bể xỉ (Th.q) và đường kớnh danh nghĩa cốt thộp hàn (dd.n) được coi là khụng đổi và lấy ở mức thớch hợp nhất tựy thuộc vào từng lụ thớ nghiệm.
Cỏc hàm mục tiờu chớnh cần tỡm: 1) Độ bền kộo kim loại mối hàn:
y1 = K = f(Ih, Th, ph) (3.1)
2) Độ nở phỡnh hướng kớnh mối hàn:
y3 = dt.b = f(Ih, Th, ph) (3.2)
Với cỏch đặt vấn đề nờu trờn, mụ hỡnh quy hoạch thực nghiệm với cỏc thụng số đầu vào, điều kiện biờn và thụng số đầu ra cho trờn hỡnh 3.19 dưới đõy.
Điều kiện biờn: X5; X6; …
Yếu tố độc lập (thụng số đầu vào): X1; X2; X3; X4…. X Y Đối tượng nghiên cứu Hàm mục tiờu (thụng số đầu ra):
y1; y2; y3, y4,…
Hỡnh 3.19. Mụ hỡnh quy hoạch thực nghiệm hàn nối đối đầu cốt thộp xõy dựng Đầu tiờn thớ nghiệm thử loạt 1 (QHTN 1), đõy là lụ mẫu quy hoạch rỳt gọn