Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế - chế tạo hệ thống máy thử độ bền mỏi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Thiết kế - chế tạo hệ thống máy thử độ bền mỏi" là nghiên cứu đề xuất kết cấu, thiết kế chế tạo ngàm kẹp máy thử độ bền mỏi, tạo các mẫu thử mỏi, thử mỏi và tổng hợp kết quả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế - chế tạo hệ thống máy thử độ bền mỏi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” S K C 0 0 3 9 5 9 MÃ SỐ: SV2020-78 S KC 0 0 7 3 4 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” SV2020 - 78 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Chí Cường Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO NGÀM KẸP MÁY THỬ MỎI CHO NHỰA/ COMPOSITE VỚI DẠNG TẢI “ KÉO – CHUYỂN VỊ” SV2020 - 78 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Nguyễn Chí Cường Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa:161440CL5, ĐT CLC Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ kỹ thuật Cơ khí Người hướng dẫn: ThS. Hoàng Bảo Khương Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020
MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................. i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................. v DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ........................................................ vii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ..................................... ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài......................................................... 1 1.3. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................ 2 1.4. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 2 1.5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2 1.6. Nhiệm vụ nghiên cứu......................................................................................... 2 1.7. Phạm vi nghiên cứu………………………………….………………………...2 1.8. Cấu trúc bài báo cáo…………………………………………………………..2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN .................................................................................... 4 2.1. Giới thiệu về ngành công nghiệp nhựa ............................................................ 4 2.1.1. Trên thế giới .................................................................................................... 4 2.1.2. Ngành nhựa ở Việt Nam ................................................................................ 4 2.2. Thiết bị kéo nén ................................................................................................. 5 2.2.1. Miêu tả về máy kéo nén.................................................................................. 5 2.2.2 Các loại máy trên thị trường .......................................................................... 6 2.2.2.1. Máy thử mỏi với tải tối đa là 25kN ............................................................ 6 2.2.2.2. Máy kéo nén vạn năng dạng 2 cột để sàn 5980 ......................................... 7 2.2.2.3 Máy kéo nén vạn năng 10kN ....................................................................... 8 i
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 10 3.1. Cơ sở lý thuyết về độ bền mỏi ........................................................................ 10 3.1.1. Khái niệm ...................................................................................................... 10 3.1.2. Quá trình phá hủy mỏi ................................................................................. 11 3.1.3. Đường cong mỏi………………………………………………………….....11 3.2. Gá đặt mẫu ....................................................................................................... 12 3.3. Tiêu chuẩn đo lường mẫu ............................................................................... 13 3.4. Tiêu chuẩn mẫu ............................................................................................... 13 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM ................................................... 15 4.1. Các thành phần chính của máy ...................................................................... 15 4.2. Chế tạo cụm ngàm kẹp .................................................................................... 16 4.2.1. Tấm đỡ ngàm kẹp ......................................................................................... 16 4.2.2. Thân ngàm kẹp ............................................................................................. 20 4.2.3. Ngàm kẹp ....................................................................................................... 21 4.2.4. Tấm kẹp mẫu ................................................................................................ 23 4.2.5. Lắp ráp .......................................................................................................... 24 4.3. Khảo nghiệm chạy thiết bị đo độ bền mỏi ..................................................... 25 4.3.1. Mục đích ........................................................................................................ 25 4.3.2. Bố trí kiểm nghiệm ....................................................................................... 25 4.4. Thực nghiệm máy thiết bị đo độ bền mỏi ...................................................... 25 4.4.1 Mục tiêu thực nghiệm máy ........................................................................... 25 4.4.2. Tiến hành ....................................................................................................... 25 4.4.3. Nhận xét quá trình thực nghiệm máy ......................................................... 33 4.5. Vấn đề an toàn và hướng dẫn khi sử dụng máy ........................................... 34 4.5.1 Vấn đề an toàn ............................................................................................... 34 4.5.2 Hướng dẫn khi sử dụng máy ........................................................................ 34 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM....................................... 35 5.1 Mẫu thử nghiệm................................................................................................ 35 ii
5.1.1. Nhựa PA6 0% ............................................................................................... 35 5.1.2. Nhựa PA6 30% ............................................................................................. 36 5.2. Điều kiện mẫu thử ........................................................................................... 36 5.2.1. Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6 0% .................................... 36 5.2.2. Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6 30% .................................. 37 5.3. Phân tích, đánh giá kết quả nhựa PA6 0% ................................................... 37 5.3.1. Tần số 3Hz ..................................................................................................... 37 5.3.2. Tần số 4Hz ..................................................................................................... 40 5.3.3. Tần số 5Hz ..................................................................................................... 43 5.4. Phân tích, đánh giá kết quả nhựa PA6 30% ................................................ 46 5.4.1. Tần số 3Hz ..................................................................................................... 46 5.4.2. Tần số 4Hz ..................................................................................................... 49 5.4.3. Tần số 5Hz ..................................................................................................... 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 56 1. Kết luận ............................................................................................................... 56 2. Kiến nghị ............................................................................................................. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………..57 PHỤ LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ASTM: American Society for Testing and Materials CPU: Central Processing Unit ISO: International Organization for Standardization LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench PLC: Programmable Logic Controller TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam VPA: Voluntary Partnership Agreement iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Bảng đặc tính của nhựa PA6 0% .......................................................... 14 Bảng 3.2: Bảng đặc tính của nhựa PA6 30% ........................................................ 14 Bảng 4.1: Các tiến trình gia công tấm đỡ ngàm…… ............................................ 16 Bảng 5.1 Thông số ép của PA6 0% ....................................................................... 35 Bảng 5.2 Thông số sấy nhựa PA6 0% .................................................................... 35 Bảng 5.3 Thông số ép của PA6 30% ..................................................................... 36 Bảng 5.4 Thông số sấy nhựa PA6 30% .................................................................. 36 Bảng 5.5: Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% ................................ 37 Bảng 5.6: Thông số đầu vào sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% .............................. 37 Bảng 5.7: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% .............. 38 Bảng 5.8: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% ................................................................................................................................ 39 Bảng 5.9: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n ......................................................................................................................... 40 Bảng 5.10: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% ............ 41 Bảng 5.11: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% ................................................................................................................................ 42 Bảng 5.12: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n ..................................................................................................................... 43 Bảng 5.13: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-0% ............ 44 Bảng 5.14: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 -0% ................................................................................................................................ 45 Bảng 5.15: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-0% theo tỉ lệ S/n ..................................................................................................................... 46 Bảng 5.16: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% .......... 47 Bảng 5.17: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 - 30% ......................................................................................................................... 48 Bảng 5.18: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n ..................................................................................................................... 49 v
Bảng 5.19: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% .......... 50 Bảng 5.20: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 - 30% ......................................................................................................................... 51 Bảng 5.21: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n ..................................................................................................................... 52 Bảng 5.22: Trung bình giá trị chu kì và giá trị tỷ lệ S/N vât liệu PA6-30% .......... 53 Bảng 5.23: Kết quả tỷ lệ giá trị S/N theo từng mức độ sản phẩm kéo vật liệu PA6 - 30% ......................................................................................................................... 54 Bảng 5.24: Giá trị thực nghiệm và dự đoán của sản phẩm kéo vật liệu PA6-30% theo tỉ lệ S/n ..................................................................................................................... 55 vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa trên thế giới ......................................... 4 Hình 2.2: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa ở Việt Nam ......................................... 5 Hình 2.3: Máy thử mỏi với tải tối đa 25kN .............................................................. 6 Hình 2.4: Máy kéo nén vạn năng dạng 2 cột để sàn 5980 ........................................ 7 Hình 2.5: Máy kéo nén vạn năng 10kN .................................................................... 9 Hình 3.1: Trục chịu uốn thuần túy.......................................................................... 10 Hình 3.2: Đường Sin của ứng suất tại điểm M ....................................................... 10 Hình 3.3: Chi tiết bị phá hủy mỏi ........................................................................... 11 Hình 3.4: Đồ thị đường cong mỏi........................................................................... 12 Hình 3.5: Mẫu theo ISO 527-2:1993 ...................................................................... 13 Hình 4.1 Các thành phần chính của máy ................................................................ 15 Hình 4.2 Bản vẽTấm đỡ ngàm kẹp ......................................................................... 16 Hình 4.3 Tấm đỡ ngàm sau khi chế tạo .................................................................. 20 Hình 4.4 Bản vẽ Thân ngàm kẹp ............................................................................ 20 Hình 4.5 Thân ngàm kẹp sau khi gia công ............................................................. 21 Hình 4.6 Bản vẽ Ngàm kẹp .................................................................................... 21 Hình 4.7 Ngàm kẹp sau khi gia công ..................................................................... 22 Hình 4.8 Bản vẽ Tấm kẹp mẫu ............................................................................... 23 Hình 4.9 Tấm kẹp mẫu sau khi gia công ................................................................ 23 Hình 4.10 Cụm ngàm kẹp lắp ráp trên Inventor ..................................................... 24 Hình 4.11 Cụm ngàm kẹp lắp ráp thực tế ............................................................... 24 Hình 4.12 Kết nối rắc cắm với ổ cắm nằm ở phía bên hông của hộp điện ........... 25 Hình 4.13 Bật CP để cấp nguồn cho toàn mạch điện ............................................. 26 Hình 4.14 Kết nối các cáp ...................................................................................... 26 Hình 4.15 Phần mềm labview ................................................................................ 27 Hình 4.16 Lập trình trong labview ......................................................................... 27 Hình 4.17 Lập trình labview ................................................................................... 27 Hình 4.18 Phần mềm DOPSoft .............................................................................. 28 Hình 4.19 Giao diện DOPSoft ................................................................................ 28 vii
Hình 4.20 Màn hình điều khiển HMI ảo ................................................................ 28 Hình 4.21 Động cơ ở vị trí ban đầu ........................................................................ 29 Hình 4.22 Gá mẫu ................................................................................................... 29 Hình 4.23 Kẹp chặt mẫu ........................................................................................ 30 Hình 4.24 Kéo căng mẫu ........................................................................................ 30 Hình 4.25 Cố định mẫu .......................................................................................... 31 Hình 4.26 Giao diện khi máy dừng ........................................................................ 31 Hình 4.27 Kết quả xuất dưới dạng Excel ............................................................... 32 Hình 4.28 Giao diện Excel để nhập giá trị Y ......................................................... 32 Hình 4.29 Giao diện Excel khi lọc kết quả Y ......................................................... 33 Hình 4.30 Giao diện Excel thời gian lực giảm 10% ............................................... 33 Đồ thị 5.1: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-0%.............................................................. .................................................... 39 Đồ thị 5.2: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-0%................................................................ .................................................. 42 Đồ thị 5.3: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-0%........................................................ .......................................................... 45 Đồ thị 5.4: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-30%.............................................................. .................................................. 48 Đồ thị 5.5: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-30%................................................................ ................................................ 51 Đồ thị 5.6: Ảnh hưởng của các tham số đến giá trị chu kì theo giá trị S/n của vật liệu PA6-30%........................................................ ........................................................ 54 viii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Chế tạo ngàm kẹp máy thử mỏi cho nhựa/ composite với dạng tải " kéo - chuyển vị " - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Chí Cường Mã số SV: 16144019 - Lớp: 16144CL5 Khoa: ĐT CLC - Thành viên đề tài: Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa 1 Nguyễn Khánh Hưng 16144067 16144CL5 ĐT CLC 2 Nguyễn Thành Nam 16144108 16144CL5 ĐT CLC - Người hướng dẫn: ThS. Hoàng Bảo Khương 2. Mục tiêu đề tài: Chế tạo ngàm kẹp máy thử độ bền mỏi. Tạo các mẫu thử mỏi. Thử mỏi và tổng hợp kết quả 3. Tính mới và sáng tạo: Ngàm kẹp phù hợp với tiêu chuẩn mẫu ISO 527-2:1993 4. Kết quả nghiên cứu: Kết quả cho thấy ngàm kẹp phù hợp với yêu cầu đo độ bền mỏi để kiểm chứng giữa lý thuyết và thực nghiệm, đảm bảo tính công nghệ, kinh tế. 5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Máy thử độ bền mỏi của sản phẩm nhựa là máy dùng để thử các mẫu sản phẩm nhựa nhằm đánh giá độ bền mỏi của sản phẩm trong thực tế. Đây là việc mà hầu hết các công ty sản xuất sản phẩm nhựa quan tâm. 6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài ix
Ngày 1 tháng 10 năm 2020 SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (kí, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài: Ngày 1 tháng 10 năm 2020 Người hướng dẫn (kí, họ và tên) x
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, các ngành công nghiệp có vai trò quan trọng trong sự phát triển của mỗi đất nước, cùng với đó sự hình thành các công nghệ mới góp phần nâng cao chất lượng, năng suất và giảm thiểu tác động đến môi trường để tạo sự phát triển bền vững. Nhiều phương pháp gia công đã được nghiên cứu và ứng dụng, trong đó phải kể đến công nghiệp nhựa. Trong cuộc sống thường ngày có rất nhiều các dụng cụ bằng nhựa, khi sử dụng các sản phẩm này nhiều lúc ta phải tác động một lực để làm thay đổi trạng thái của dụng cụ này. Việc thay đổi trạng thái này dường như không có ảnh hưởng hay tác động nào đến tính chất của dụng cụ ở trạng thái hiện tại. Tuy nhiên, việc tác động trong một thời gian dài sẽ dẫn đến ở những nơi bị tác động của dụng cụ sẽ bị biến cứng và bị gãy vỡ, đều này dẫn đến dụng cụ không thể sử dụng được nửa nếu chi tiết gãy vỡ đóng vai trò quan trọng của dụng cụ. Máy kiểm tra độ bền mỏi của sản phẩm nhựa mà nhóm đã nghiên cứu và chế tạo được ứng dụng để kiểm tra số lần tác động lực đến khi gãy lên dụng cụ đó là bao nhiêu nhằm mục đích kịp thời thay thế những chi tiết đã đạt đến giới hạn mỏi. Sau thời gian mười lăm tuần nghiên cứu thì nhóm em đã hoàn thành sản phẩm và tiến hành chạy thực nghiệm trên một số mẫu sản phẩm có sẵn cho thấy máy hoạt động ổn định và sai số tương đối nhỏ. 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển thì máy móc hiện đại cũng ra đời. Máy thử độ bền mỏi của sản phẩm nhựa là máy dùng để thử các mẫu sản phẩm nhựa nhằm đánh giá độ bền mỏi của sản phẩm trong thực tế. Đây là việc mà hầu hết các công ty sản xuất sản phẩm nhựa quan tâm ,và loại máy này chưa có mặt tại Việt Nam. Trong thời đại hiện nay, việc luôn luôn phát minh, cải tiến, ứng dụng các phương pháp sản xuất mới vào trong thực tiễn sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm bớt thời gian và chi phí tạo ra là một phần trong chiến lược phát triển của các doanh nghiệp, công ty. Công tác nghiên cứu tạo ra các thiết bị, máy móc hiện đại, luôn được ưu tiên hàng đầu, việc nghiên cứu, tính toán thiết kế chế tạo máy thử mỏi không nằm ngoài quy luật đó, mục tiêu của đề tài là rất rõ ràng trong việc giảm bớt sức lao động, đáp ứng các nhu cầu cần thiết. Đây là máy chưa có ở trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh cho nên đề tài “ Thiết kế - chế tạo hệ thống máy thử độ bền mỏi” có tính cần thiết, bắt kịp nhịp phát triển khoa học kĩ thuật trên thế giới. 1
1.3. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu đề xuất kết cấu, thiết kế chế tạo ngàm kẹp máy thử độ bền mỏi, tạo các mẫu thử mỏi, thử mỏi và tổng hợp kết quả 1.4. Đối tượng nghiên cứu Nội dung của đề tài được giới hạn trong phạm vi nghiên cứu lý thuyết và chế tạo thử nghiệm dựa trên điều kiện hiện có: - Mẫu theo tiêu chuẩn ISO 527-2:1993 1.5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận.  Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.  Phương pháp mô hình hóa. - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn.  Quan sát khoa học.  Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động.  Phương pháp thực nghiệm khoa học. 1.6. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan: mô hình máy thử độ bền mỏi trên thế giới . - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về máy thử độ bền mỏi của vật liệu nhựa  Nhu cầu của các công ty, xí nghiệp,... trong việc giảm chi phí sản xuất và tăng lợi nhuận cho công ty, xí nghiệp,...  Nghiên cứu thông qua các mô hình và bài báo trên thực tế hiện nay. - Đề xuất & vận dụng của máy thử độ bền mỏi trong thực tế. - Kiểm nghiệm/Thực nghiệm kết quả nghiên cứu:  Hiệu quả làm việc của máy phải đạt 80% trở lên 1.7. Phạm vi nghiên cứu - Sưu tầm và nghiên cứu sách báo, tài liệu về lý thuyết độ bền mỏi của vật liệu nhựa. Dựa vào các bài báo khoa học uy tín cho những thông tin xác thực và mới nhất trên thế giới cũng như trong nước, góp phần làm cơ sở để phát triển đề tài. - Tham khảo ý kiến đóng góp của giáo viên hướng dẫn và quý thầy cô có kinh nghiệm ở trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM trong các lĩnh vực liên quan đến đề tài mà nhóm đang nghiên cứu. 1.8. Cấu trúc của bài báo cáo - Chương 1: Mở đầu - Chương 2: Tổng quan 2
- Chương 3: Cơ sở lý thuyết - Chương 4: Chế tạo và kiểm nghiệm. - Chương 5: Đánh giá kết quả thử nghiệm - Kết luận và kiến nghị 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu về ngành công nghiệp nhựa 2.1.1. Trên thế giới: Nhờ vào nhu cầu sử dụng ngày càng tăng nên tốc độ phát triển vô cùng ổn định, đặc biệt là các nước khu vực Châu Á. Ngành nhựa được đánh giá là một trong những ngành tăng trưởng ổn định nhất trong những năm gần đây. Cuộc khủng hoảng kinh tế năm 2008 đã mang đến nhiều thiệc hại, vậy mà ngành nhựa vẫn tăng 3% trong hai năm tiếp theo. Ở Trung Quốc tăng khoảng 10% và các nước Đông Nam Á thì khoảng 20% ở năm 2010. Sự phát triển liên tục và bền vững của ngành Nhựa là do nhu cầu thế giới đang trong giai đoạn tăng cao. Sản lượng nhựa tiêu thụ trên thế giới ước tính đạt 500 triệu tấn năm 2010 với tăng trưởng trung bình 5%/năm (theo BASF). Nhu cầu nhựa bình quân trung bình của thế giới năm 2010 ở mức 40 kg/năm, cao nhất là khu vực Bắc Mỹ và Tây Âu với hơn 100 kg/năm. Dù khó khăn, nhu cầu nhựa không giảm tại 2 thị trường này trong năm 2009 – 2010 và thậm chí tăng mạnh nhất ở khu vực châu Á – khoảng 12-15%. Ngoài yếu tố địa lý, nhu cầu cho sản phẩm nhựa cũng phụ thuộc vào tăng trưởng của các ngành tiêu thụ sản phẩm nhựa (end-markets) như ngành thực phẩm (3.5%), thiết bị điện tử (2.9%), xây dựng (5% tại châu Á). Nhu cầu cho sản phẩm nhựa tăng trung bình 3.8%/năm trong ngành chế biến thực phẩm, 3.1% trong ngành thiết bị điện tử và 6-8% trong ngành xây dựng (Mỹ) là yếu tố quan trọng đẩy tăng nhu cầu nhựa thế giới. [1] Hình 2.1: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa trên thế giới 2.1.2. Ngành nhựa ở Việt Nam: So với thế giới, ngành công nghiệp nhựa ở Việt Nam vẫn còn yếu ớt so với các ngành công nghiệp sừng sỏ khác như dệt may, viễn thông, cơ khí… Tuy nhiên trong những 4
năm trở lại đây ngành nhựa đã có sức vượt bật tăng trưởng nhanh chóng khẳng định vị trí trong thị trường (15% - 17%) , đứng thứ ba so với các ngành khác. Vốn dĩ sự phát triển nhanh chóng như trên là do thị trường ngày một mở rộng, nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng ngày càng cao, có mối quan hệ mật thiết với các ngành công nghiệp khác. Không chỉ dừng lại ở đó, ngành nhựa vẫn đang lao mình vào sự phát triển không ngừng nghỉ của thị trường thế giới bằng tất cả các tiềm năng sẵn có của bản thân vì đây mới chỉ bước khởi đầu. Để sánh vai với các cường quốc năm châu, không chỉ phát triển trong nước ngành nhựa còn mang tên mình sang với các nước khác trên thế giới và được đánh giá cao về chất lượng cũng như mẫu mã. Hiện nay, theo thống kê thì trong nước ta có khoảng 3000 doanh nghiệp đang kinh doanh về ngành nhựa. Song song với việc nhiều doanh nghiệp đến vậy thì việc nhập khẩu nguyên liệu nhựa cũng khá cao và có xu hướng tăng dần theo các năm. Hình 2.2: Sản lượng sản xuất/tiêu thụ nhựa ở Việt Nam Ngày nay vật liệu nhựa hầu như có mặt khắp mọi nơi và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế nước ta. Ngành nhựa đã đóng góp cho các ngành công nghiệp như giao thông vận tải, quốc phòng, chế tạo máy, hàng không, đóng tàu, dân dụng,…rất lớn . 2.2. Thiết bị kéo nén 2.2.1. Miêu tả về máy kéo nén Máy thử mỏi là giải pháp lý tưởng nhằm kiểm tra độ bền, khả năng chịu mỏi, đặc tính lan truyền vết nứt trong cả phép thử tĩnh và động trên vật liệu. Thiết bị thử mỏi hoạt động nhờ một cơ cấu kẹp chuyên dụng dùng để giữ sản phẩm thử và cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động tịnh tiến. Thiết bị thử độ bền mỏi của sản phẩm sau khi được ép. 5
Tính chất cần kiểm tra: độ bền mỏi của sản phẩm. 2.2.2. Các loại máy trên thị trường 2.2.2.1 Máy thử ỏi với tải tối đa là 25kN Máy thử mỏi với tải thử tối đa 25 kN là giải pháp lý tưởng nhằm kiểm tra độ bền, khả năng chịu mỏi, đặc tính lan truyền vết nứt trong cả phép thử tĩnh và động trên vật liệu. Máy thử mỏi bao gồm trọn bộ phụ kiện dành cho thử nghiệm kéo nén, uốn, mỏi tần số thấp, lan truyền vết nứt… phù hợp theo các tiêu chuẩn quốc tế như: ASTM E8, E466, D695, E606, E647, E1820, E399, D2344, D790, ISO 527-4, 13003, 6872… *Thông số kỹ thuật: Khả năng tải tối đa: ± 25 kN Cảm biến lực độ phân giải 5 N, chính xác 0,3% của FS Biên độ đầu phát động: ± 25mm với độ phân giải 0,1 µm Tần số vận hành từ: 0 ÷ 100 Hz Bộ điều khiển xử lý tín hiệu số DSP với Loop update 32kHz và 24 bit thu thập số liệu Nguồn 1 pha, 200-240 V, 15A Trọng lượng: < 200 kg Hình 2.3 Máy thử mỏi với tải tối đa 25kN [2] 6
2.2.2.2. Máy kéo nén vạn năng dạng 2 cột để sàn 5980 Máy kéo nén vạn năng 2 cột để sàn là hệ thống thử nghiệm tĩnh thực hiện các thử nghiệm kéo và uốn, cắt, bóc tách,… với các loại vật liệu. Tính năng của thiết bị Lực tải chính xác phép đo: +/- 0.5% đến 1/1000 tùy chọn công suất tải của cảm biến lực. Tùy chọn thu thập dữ liệu lên đến 2.5 kHz đồng thời trên các kênh tải, kéo và giãn. Tốc độ từ 0.00005 đến 1016 mm/phút (0.000002 in/min đến 40in/min), phụ thuộc vào model Chiều cao thấp nhất để truy cập vào không gian làm việc. Bảng điều khiển tùy chỉnh. Phần mềm tương thích Bluehill Nhận diện đâù dò tự động cho cảm biến lực và đầu đo Tùy chọn chiều cao và chiều rộng bổ sung có sẵn. Hình 2.4 Máy kéo nén vạn năng dạng 2 cột để sàn 5980 [2] 7