3.4.2.1 Khái niệm về Composite
a. Khái niệm
Vật liệu Composite là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo ra vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳn vật liệu ban đầu. Vật liệu Composite được cấu tạo từ nhiều thành phần cốt nhằm đảm bảo cho Composite có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu nền đảm bảo cho các thành phần Composite liên kết, làm việc hài hòa với nhau trên nhiều khuôn mẫu, nhiều mặt phẳng khác nhau.[4]
b. Ưu điểm của vật liệu Composite
Tính ưu việt của vật liêu Composite là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu sản phẩm theo những kỹ thuật khác nhau mà ta mong muốn, các thành phần cốt của Composite có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu mềm luôn đảm bảo cho các thành phần liên kết hài hòa tạo nên kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Một trong những ứng dụng có hiệu quả nhất là Composite polyme, đây là vật kiệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng đáp ứng rộng rãi, tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao, chịu môi trường, dễ lắp đặt, có độ bền và đặc tính đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mòn hóa học, độ dẫn điện dẫn nhiệt thấp. Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ vận dụng các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản suất.[4]
c. Cấu tạo
Cấu tạo của Composite bao gồm polyme mềm, chất độn (cốt) và xúc tác. Polyme mềm là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang độn khi có ngoại lực tác động lên vật liệu. Nó được tạo thành từ một hoặc hỗn hợp nhiều chất được trộn lẫn một cách đồng nhất tạo thể liên tục. Một số loại polyme mềm thường dùng là Vinylester, Epoxy, Polyester.[4]
26
Chất độn đóng vai trò là chất chịu ứng suất tập trung vì chất độn có tính cơ lý cao hơn nhựa. Chất độn được đánh giá trên các đặc điểm sau:
Tính gia cường cơ học
Tính kháng hóa chất, môi trường, nhiệt độ
Phân tán vào nhựa tốt
Truyền nhiệt, giải nhiệt tốt
Thuận lợi cho quá trình gia công
Chi phí gia công thấp
Chất xúc tác chỉ được cho vào nhựa trước khi gia công. Vai trò của chúng là tạo ra gốc tự do kích động cho quá trình xúc tác phản ứng đồng trùng hợp.[4]
3.4.2.2 Phân loại và chức năng của từng loại Composite[4]
Vật liệu Composite được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu thành phần.
Vật liệu Composite độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là Composite dạng sợi, chất độn dạng sợi tăng cường đặc tính cơ lý cho polymer mềm.
Vật liệu Composite độn dạng hạt: Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polymer mềm. Hạt khác sợi ở chỗ nó không có kích thước ưu tiên.
Composite nền hữu cơ: Cùng với vật liệu cốt có dạng sợi hữu cơ, sợi thủy tinh hay sợi kim loại.
Composite nền kim loại: Trong vật liệu Composite nền kim loại, thường dùng nhiều trong kỹ thuật là vật liệu tổ hợp nền kim loại màu do những tính chất ưu việt mà các kim loại đen không có được, ví dụ như nhẹ, bền ở nhiệt độ cao, chịu mài mòn tốt… nhưng công nghệ chế tạo lại đơn giản hơn.
Compositenền nhựa:Cácloại nhựa như êpoxy, phênolformaldehyt, polyeste… đều có tính thấm ướt tốt đối với vật liệu gia cường dạng hữu cơ, bởi vậy công đoạn trộn nhựa với cốt rất thuận lợi và đơn giản. Riêng đối với cốt là vật liệu vô cơ, ví dụ như các loại sợi gốm, có tính thấm ướt rất kém nên trước khi trộn phải có công đoạn bọc hoặc thấm lên trên cốt. Đối với dạng vải, có nhiều cách để chế tạo bán thành
27
phẩm. Ví dụ, nhúng tấm vải vào thùng nhựa rồi xếp thành từng lớp và tiến hành ép, hoặc trải từng lớp vải vào lòng khuôn rồi phun hoặc quét nhựa, lại trải vải, lại quét nhựa… Lặp lại quy trình như vậy cho đến khi đạt chiều dày yêu cầu.
Composite nền gốm:
Vật liệu Composite nền gốm (ceramic matrix Composite, CMC) đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi nhằm khắc phục những nhược điểm của vật liệu gốm nguyên khối, đó là tính dòn cố hữu và khả năng ứng dụng hạn chế của vật liệu gốm nguyên khối. Vật liệu Composite nền gốm thường dùng để chế tạo các chi tiết làm việc trong môi trường rất khắc nghiệt như: động cơ tên lửa và động cơ phản lực, động cơ khí trong nhà máy năng lượng, vỏ cách nhiệt của tàu không gian, lớp lót đầu tiên của buồng phản ứng nấu chảy, phanh máy bay, lò nhiệt luyện…
Đây là môi trường làm việc có nhiệt độ rất cao nhưng rất khó làm nguội bằng chất lỏng thông thường. Mặt khác, khi thay thế các siêu hợp kim bằng vật liệu gốm Composite còn tiết kiệm được khá nhiều khối lượng, điều vô cùng quan trọng đối với ngành hàng không vũ trụ. Trong Composite nền gốm, vật liệu cốt có thể là cốt dạng không liên tục kiểu hạt, sợi ngắn hoặc lát vụn. Cũng có thể dùng cốt liên tục dạng sợi. Trong trường hợp cốt gián đoạn, việc tăng độ bền và độ dai va đập chỉ có thể tăng đến một giới hạn nào đó nhưng vẫn đủ để sử dụng. Một ví dụ Composite nền gốm sợi vụn dùng trong lĩnh vực dụng cụ cắt là Composite SiC/Si3N4, trong đó SiC là pha gia cường, còn Si3N4 đóng vai trò vật liệu nền.[4]
3.5 Hệ thống lái
28
Xe được thiết kế bánh lái là hai bánh trước. Hệ thống lái hai bánh phía trước là hệ thống lái cho phép tác động lên hai bánh xe phía trước khi lái xe bằng cách quay vành tay lái để thay đổi hướng chuyển động của xe.
Bảng 3.2 : Bảng thông số các chi tiết của hệ thống lái
Stt TÊN CHI TIẾT VẬT LIỆU
1 Đai ốc hãm Thép
2 Khớp cầu Thép
3 Đòn quay góc Thép
4 Vô lăng Inox
5 Trục lái Thép
6 Trục các đăng Thép
7 Khớp các đăng Thép
8 Cơ cấu lái Thép
9 Thanh kéo ngang Thép
10 Thanh kéo bên Thép
11 Đai ốc hãm Thép
12 Bánh xe Cao su
a. Nguyên lý làm việc hệ thống lái hai bánh trước:
29
Khi muốn quay xe sang trái hoặc phải thì người lái phải xoay vành tay lái 4 sang trái hoặc phải, truyền chuyển động đến trục lái 5, đầu cuối của trục lái được liên kết với đầu vào của hộp số lái bằng khớp các đăng.
Đầu ra của hộp số lái được nối với thanh chuyển động ngang 9, hộp số lái sẽ biến chuyển động xoay tròn của trục lái thành chuyển động tịnh tiến của thanh ngang 9. Thanh ngang 9 truyền chuyển động cho thanh kéo bên 10 và làm cho hai bánh xe dẫn hướng 12 quay sang trái hoặc phải.
b. Ưu điểm của hệ thống lái hai bánh trước
Hệ thống lái hai bánh xe phía trước cho phép người lái điều khiển xe một cách dễ dàng trên một đơn vị diện tích mặt đường nhỏ, đã đáp ứng được phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái. Hai bánh xe dẫn hướng đã tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng hay chỉ cần tác dụng một lực nhỏ là hai bánh dẫn hướng sẽ tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng.
Hệ thống lái hai bánh xe phía trước có cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa và bảo dưỡng khi hư hỏng vì vậy nó được sử dụng phổ biến trên các ôtô hiện nay.