Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy cơ chế tạo các chi tiết trong chế biến nông sản, có sử dụng ph

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy cơ chế tạo các chi tiết trong chế biến nông sản, có sử dụng phần mềm Ansys-LS Dyna
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

mục lục
Trang
Lời cam đoan .i
Lời cám ơn ii
Mục lục iii
Danh mục bảng vi
Danh mục hình vii
LỜI NÓI ĐẦU 1
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài: .1
2. Mục tiêu của đề tài: 2
3. Phương pháp nghiên cứu: .2
4. Nội dung nghiên cứu: .2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀCÔNG NGHỆÉP THUỶCƠ 3
1.1. Các khái niệm vềép bằng nguồn chất lỏng cao áp 3
1.1.1. Khái niệm ép thủy tĩnh và thủy cơ 3
1.1.2. Chất lỏng dùng trong gia công thuỷtĩnh 5
1.1.3. Lực tác dụng trong ép thủy cơ 7
1.2. ðặc ñiểm của phương pháp ép thuỷcơ . 8
1.2.1. ðặc ñiểm vềép thuỷcơ 8
1.2.2.Ưu nhược ñiểm của ép thủy cơ 8
1.3. Các phương pháp ép thuỷcơ .10
1.4. Ứng suất và biến dạng khi ép thủy cơ . 12
1.5. Tính toán các thông sốcông nghệép thủy cơ .14
1.5.1. Tính áp suất chất lỏng 14
1.5.2. Lực chặn phôi: 20
1.5.3. Khe hở cho quá trình dập thuỷ cơ: 21
1.5.4. Lực cản của phôi lên chày: .22
1.5.5.Lực dập vuốt: . 22
1.5.6.Lực máy: 22
1.6. Ma sát và bôi trơn trong ép thuỷcơ: .22
1.7. Sựphát triển và ứng dụng công nghệép thuỷcơhiện nay 24
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .27
CHƯƠNG 2 CƠSỞTÍNH TOÁN BIẾN DẠNG TẠO HÌNH ÉP THỦY
CƠBẰNG PHẦN TỬHỮU HẠN .28
2.1. Khái niệm phần tửhữu hạn và phân loại phần tử .28
2.2. Các phương trinh cơbản ứng dụng giải bài toán biến dạng .29
2.2.1. Phương trình cân bằng .29
2.2.2. Quan hệbiến dạng - chuyển vị .29
2.2.3. Quan hệbiến dạng - chuyển vịcủa tấm: .30
2.2.4. Quan hệ ứng suất – biến dạng 31
2.2.5. Phương trình năng lượng của phần tử: .32
2.4. Giải bài toán ép thủy cơ- biến dạng dẻo tấm .37
2.4.1. Các biểu thức cơbản 37
2.4.2. Các quan hệkhi sửdụng phần tửtấm phẳng .39
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .43
CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG SỐQUÁ TRÌNH ÉP THỦY CƠ 44
3.1. Mô hình thuật toán mô phỏng ANSYS .44
3.2. Xây dựng bài toán 45
3.2.1. Mô hình hình học CAD 45
3.2.2. ðịnh nghĩa kiểu phần tử .45
3.2.3. Lựa chọn vật liệu .46
3.2.4. Chia lưới cho phần tửchày, cối, phôi, ép biên 47
3.2.5. ðặt ñiều kiên tiếp xúc 47
3.2.6 ðặt ñiều kiên biên ràng buộc 48
3.2.7. Giải bài toán – Run Solution 49
3.2.8. Khảo sát kết quả- Read Results .49
3.3. KẾT QUẢMÔ PHỎNG .50
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất chất lỏng thay ñổi 50
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng chiều sâu vuốt (khi áp suất chất lỏng không
ñổi, ma sát µ= 0,05, ñường kính phôi = 200mm) 51
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng vật liệu nhôm 54
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng ma sát 58
3.3.6. Ảnh hưởng ñường kính phôi 62
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .63
CHƯƠNG 4 THÍ NGHIỆM ÉP THỦY CƠ .64
4.1.Thiết bịvà khuôn ép thủy cơ 64
4.2. Phương án thí nghiệm .66
4.3. Phân tích kết quảthí nghiệm .75
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 80
KẾT LUẬN .81

LỜI NểI ðẦU
Hiện nay công nghệ ép thủy cơ được ứng dụng rộng r2i trên thế giới và
đ2 bắt đầu được nghiên cứu ở Việt Nam. ép thủy cơ
cho phép chế tạo được các chi tiết dạng rỗng, có hình dạng phức tạp
không thể chế tạo được bằng cách ép dập thông thường. Đây là một công nghệ
hiện đại, được ứng dụng nhiều trong sản xuất cơ khí, nhất là sử dụng nhiều chi
tiết dạng tấm được dùng trong các máy chế biến nôngsản.
Trước tình hình đó, để góp phần tăng trưởng kinh tếcủa Thái Bình, đưa
công nghệ mới vào sản xuất, đồng thời đưa kiến thứcmới vào giảng dạy và
nghiên cứu tại Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh -Cơ sở Thái Bình, cần
thiết phải nghiên cứu các công nghệ mới. Đây là mộtcông nghệ mang tính
khả thi cao, có nhiều bí quyết kỹ thuật, có thể gópphần giảm giá thành sản
phẩm và tăng chủng loại tạo thế cạnh tranh cao cho các doanh nghiệp.
Đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy cơ chế tạo các chi
tiết trong chế biến nông sản, có sử dụng phần mềm Ansys-LS Dyna”
mong muốn làm rõ các vấn đề cơ sở khoa học về công nghệ ép thủy cơ, khảo
sát quy luật ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng sản phẩm
sau dập.
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài:
- Cơ sở khoa học: Đề tài nghiên cứu cơ sở lý thuyếtép thủy cơ, các yêu
cầu công nghệ khi ép thủy cơ. Đồng thời cần khảo sát mô phỏng quá trình ép
để tối ưu hóa biến dạng tấm.
- Tính thực tiễn: Đề tài có thể sử dụng để tạo ra các sản phẩm phức tạp
chế tạo bằng công nghệ dập trong các máy và thiết bị phục vụ sản xuất và chế
biến nông sản, có thể mở rộng áp dụng công nghệ mô phỏng số để phân tích
quá trình biến dạng khi tính toán thiết kế nói chung và trong giảng dạy tại
Thái bình. Đây là một công nghệ thiết kế hiện đại, tiết kiệm giai đoạn chế thử
và mang lại tính cạnh trạnh cao cho sản phẩm. Nắm được công nghệ này có
ích cho việc đưa công nghệ cao vào đào tạo tại ĐHCNTP HồChí Minh - Cơ
sở Thái Bình và đưa KHCN của Thái Bình lên một bước.
2. Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy cơ và công
nghệ mô phỏng để ép các chi tiết trong thiết bị chếbiến nông sản làm cơ sở
ứng dụng công nghệ trong thực tế.
Các kết quả phải được:
a. Nắm chắc các đặc tính biến dạng khi ép thủy cơ;
b. Nắm được phương pháp phần tử hữu hạn;
c. Sử dụng phần mềm công nghiệp mô phỏng biến dạng tấmbằng AnsysLS Dyna.
d. Nắm được công nghệ dập thủy cơ và hệ thống thí nghiệm.
3. Phương pháp nghiên cứu:
- Về lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan tài liệu về ép thủy cơ;
- Về thực nghiệm: mô phỏng biến dạng bằng phần mềmANSYS Dyna
và thực hành thí nghiệm trên máy của Trường ðại học Bách khoa Hà Nội .
4. Nội dung nghiên cứu:
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về công nghệ ép thủy cơ
Chương 2. Cơ sở tính toán biến dạng khi ép thủy cơ bằng phần tử hữu hạn
Chương 3. Mô phỏng số quá trình ép thuỷ cơ bằng ANSYS
Chương 4. Thí nghiệm ép thủy cơ
Kết luận


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀCÔNG NGHỆÉP THUỶCƠ
Ép hay dập thuỷcơlà phương pháp tạo hình vật liệu có sửdụng nguồn
chất lỏng áp suất cao kết hợp với chuy ển ñộng cơkhí của chày do máy tạo ra.
Bản chất của phương pháp là, dưới tác dụng của môi trường chất lỏng thủy
tĩnh áp suất cao kết hợp với dụng cụcứng (chày và cối) gây biến dạng vật liệu
và tạo ñiều kiện thuận lợi cho sựbiến dạng, nhất là những chi tiết có hình
dáng phức tạp và tấm vật liệu làm bằng kim loại khó biến dạng.
1.1. Các khái niệm vềép bằng nguồn chất lỏng cao áp
1.1.1. Khái niệm ép thủy tĩnh và thủy cơ
Trong ép bằng chất lỏng cao áp có thểphân thành các nhóm chính sau:
- Ép thủy tĩnh: là dạng ép (dập) tạo hình sửdụng áp lực chất lỏng làm
chày, biến dạng phôi ñểcó hình dáng kích thước nhưcủa cối. Trong ép thủy
tĩnh còn có thểphân thành: ép thủy tĩnh tấm và ép thủy tĩnh ống.
Ép thủy tĩnh tấm (hình 1.1a): Khi chịu áp lực của chất lỏng, tấm kim
loại bịbiến dạng, sau ñó, khi chạm vào thành ñáy cối, chúng hình thành hình
dáng sản phẩm.
Ép thủy tĩnh ống (hình 1.1b): tương tự, phôi có dạng ống, khi chịu áp lực
cao bên trong, ống biến dạng và hình thành sản phẩm theo hình dáng của khuôn.
- Ép thủy cơ: là dạng ép tạo hình sử dụng chày cứng, vành cối và
buồng thủy lực ñối áp.
Khi ñóng mạch ñiều khiển, chày và vòng chặn phôi dịch chuyển xuống,
phôi ñược kẹp chặt. Không gian ép tạo thành ởphần dưới của khuôn ñược che
và bịt kín hoàn toàn bằng phôi và tấm chặn. Khi chày vuốt tiếp tục ñi xuống
làm tăng áp suất chất lỏng chứa trong buồng chứa, trịsốcủa áp suất này ñược
ñiều chỉnh bởi van ñiều chỉnh áp.

Tài liệu tham khảo
[1] Phạm Văn Nghệ. Công nghệ dập thủy tĩnh. ĐHBK Hà Nội 1998.
[2] Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Đắc Trung, Trần Việt Thắng, Nguyễn Anh
Tuấn, Mô phỏng số quá trình dập thủy cơ chi tiết đối xứngtrục. Hội
nghị toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ bảy, 2004.
[3] Đinh Văn Phong, Lý thuyết và công nghệ dập tấm, NXBHVKTQS
[4] Nguyễn Tất Tiến. Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại. NXB GD – 2004.
[5] Đinh Bá Trụ, Hướng dẫn sử dụng phần mềm ANSYS, NXB KH&KT, Hà
Nội 2004.
[6] Đinh Bá Trụ, Phương pháp và phần tử hữu hạn trong kỹ thuật cơ khí
(2007), NXB HVKTQS
[7] Grama R. Bhashyam. ANSYS Mechanical - A Powerful Nonlinear
Simualtion tool. Corporate Fellow, Development Manager Mechanics
and Simulation Support Group, September 2002.
[8] Hallquist, John O.: LS – DYNA Theoretical Manual, Livermore
Software Technology Corporation, Livermore, 1998.
[9] Иcаченко Е. И., Штамповка резиной и жидкостью.
Машиностроение, Москва1967
[10] Kỷyếu hội nghịKHCN cơkhớ chếtạo toàn quốc