Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm

Khám phá ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm trong đồ án HCMUTE, cung cấp thông tin hữu ích cho nghiên cứu.

• Tác giả: Nguyễn Phan Hoài Bảo
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Mai Văn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI MÓC KHÓA MŨ BẢO HIỂM
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI NÓI ĐẦU
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính Cấp Thiết Của Đề Tài
• 1.2. Ý Nghĩa Khoa Học Và Thực Tiễn Của Đề Tài
• 1.3. Mục Tiêu Nghiên Cứu Của Đề Tài
• 1.4. Đối Tượng Và Phạm Vi Nghiên Cứu
• 1.4.1. Đối Tượng Nghiên Cứu
• 1.4.2. Phạm Vi Nghiên Cứu
• 1.5. Phương Pháp Nghiên Cứu
• 1.5.1. Cở Sở Phương Pháp Luận
• 1.5.2. Các Nghiên Cứu Phương Pháp Cụ Thể
• 1.6. Kết Cấu Của Đồ Án Tốt Nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN MỎI CỦA NHỰA
• 2.1. Giới Thiệu Sản Phẩm Nhựa
• 2.2. Giới Thiệu Vật Liệu Làm Sản Phẩm Nhựa (Chất Dẻo) Có Mặt Trên Thị Trường
• 2.2.1. Định Nghĩa
• 2.2.2. Phân Loại
• 2.2.3. Thành Phần
• 2.3. Giới Thiệu Về Độ Bền Mỏi
• 3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU ANSYS, ENCODE DESIGNLIFE VÀ ỨNG DỤNG
• 3.1. Giới Thiệu Về Phần Mềm Ansys
• 3.1.1. Giới Thiệu Chung
• 3.1.2. Giới Thiệu Bài Toán Cơ Học
• 3.1.3. Trình Tự Phân Tích Một Bài Toán Trong Ansys
• 3.2. Giới Thiệu Về Phần Mềm Ncode Designlife
• 3.2.1. Lịch Sử Phát Triển
• 3.2.2. Giới Thiệu Ứng Dụng Thực Tiễn
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS, NCODE DESIGNLIFE ĐỂ PHÂN TÍCH ĐỘ BỀN MỎI CỦA MÓC KHÓA QUAI NÓN BẢO HIỂM
• 4.1. Ứng Dụng Phần Mềm Ansys Để Phân Tích
• 4.2. Ứng Dụng Phần Mềm Ncode Để Phân Tích
• 4.3. Ứng Dụng Phần Mềm Ansys & Ncode Designlife Để Phân Tích Ở 30o C
• 4.4. Ứng Dụng Phần Mềm Ansys & Ncode Designlife Để Phân Tích Ở 40o C
• 5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI
• 5.1. Thí Nghiệm Trên Mẫu Thử 1
• 5.2. Thí Nghiệm Trên Mẫu Thử 2
• 5.3. Thí Nghiệm Trên Mẫu Thử 3
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - ỨNG DỤNG VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Đề tài 'Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm' tập trung vào việc phân tích độ bền mỏi của sản phẩm nhựa, cụ thể là móc khóa mũ bảo hiểm. Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền và độ bền mỏi của vật liệu nhựa. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ bền mỏi của móc khóa, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc sản xuất và sử dụng sản phẩm nhựa. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao trong ngành công nghiệp sản xuất nhựa.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, nhu cầu về sản phẩm nhựa ngày càng tăng cao. Móc khóa mũ bảo hiểm là một trong những sản phẩm nhựa phổ biến, cần được kiểm tra độ bền mỏi để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Việc nghiên cứu độ bền mỏi của sản phẩm này giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, việc hiểu rõ ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của vật liệu nhựa sẽ giúp cải thiện tính năng và độ tin cậy của sản phẩm trong điều kiện sử dụng thực tế.

II. Tổng quan nghiên cứu độ bền mỏi của nhựa

Nghiên cứu về độ bền mỏi của nhựa đã được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau. Vật liệu nhựa, đặc biệt là polyethylene, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm tiêu dùng. Độ bền mỏi của nhựa phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có nhiệt độ. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nhiệt độ cao có thể làm giảm độ bền của nhựa, dẫn đến hiện tượng nứt và gãy. Việc sử dụng phần mềm Ansys và Ncode DesignLife trong phân tích độ bền mỏi giúp xác định chính xác các thông số kỹ thuật và đưa ra các dự đoán về hiệu suất của sản phẩm trong điều kiện khác nhau.

2.1 Giới thiệu sản phẩm nhựa

Sản phẩm nhựa hiện nay rất đa dạng và phổ biến trong đời sống hàng ngày. Móc khóa mũ bảo hiểm là một ví dụ điển hình cho việc ứng dụng vật liệu nhựa trong sản xuất. Các sản phẩm nhựa thường được sản xuất từ các loại nhựa nhiệt dẻo như polyethylene. Việc nghiên cứu độ bền mỏi của sản phẩm nhựa không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Các nghiên cứu về độ bền mỏi của nhựa cần được thực hiện thường xuyên để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong đề tài này bao gồm việc sử dụng phần mềm Ansys và Ncode DesignLife để phân tích độ bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm. Các thí nghiệm thực tế cũng được thực hiện để so sánh với kết quả phân tích từ phần mềm. Nhiệt độ được điều chỉnh trong các thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của nó đến độ bền của vật liệu. Kết quả thu được từ các thí nghiệm sẽ được phân tích và so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc sản xuất và sử dụng sản phẩm nhựa.

3.1 Thí nghiệm thực tế

Thí nghiệm thực tế được thực hiện trên các mẫu móc khóa mũ bảo hiểm với các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Mục tiêu của thí nghiệm là xác định độ bền mỏi của sản phẩm trong các điều kiện sử dụng thực tế. Kết quả thí nghiệm sẽ cung cấp thông tin quan trọng về khả năng chịu lực của sản phẩm, từ đó giúp các nhà sản xuất điều chỉnh quy trình sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc thực hiện thí nghiệm cũng giúp xác minh tính chính xác của các kết quả phân tích từ phần mềm, đảm bảo rằng các sản phẩm nhựa đáp ứng được yêu cầu về độ bền và an toàn.

IV. Kết luận và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm. Việc hiểu rõ mối quan hệ này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Các khuyến nghị được đưa ra dựa trên kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao độ tin cậy của sản phẩm. Nghiên cứu này có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất nhựa, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm mới với tính năng vượt trội.

4.1 Khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các nhà sản xuất nên chú trọng đến việc kiểm tra độ bền mỏi của sản phẩm nhựa trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Việc áp dụng các phần mềm phân tích như Ansys và Ncode DesignLife sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu tiếp theo để mở rộng hiểu biết về ảnh hưởng của các yếu tố khác đến độ bền của vật liệu nhựa, từ đó phát triển các sản phẩm nhựa an toàn và hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế tạo, các sản phẩm từ chất dẻo ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ tính tiện dụng, khả năng định hình đa dạng và chi phí sản xuất thấp. Tuy nhiên, dưới tác động của tải trọng lặp đi lặp lại cùng các yếu tố môi trường trong quá trình sử dụng thực tế, hiện tượng phá hủy mỏi ở vật liệu nhựa thường xuyên xảy ra nhưng chưa được tính toán và kiểm soát một cách chặt chẽ trước khi đưa vào sản xuất quy mô lớn. Xuất phát từ thực tế đó, đồ án tốt nghiệp "Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi móc khóa mũ bảo hiểm" do nhóm tác giả Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng và Khổng Thành Trung thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Mai Văn tại Bộ môn Công nghệ Chế tạo Máy, Khoa Cơ khí Chế tạo Máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (tháng 1 năm 2016).

Bối cảnh thực tiễn được các tác giả xác định là sự ra đời của máy thử độ bền mỏi cho sản phẩm nhựa vừa được nghiên cứu, chế tạo trong nước nhưng chưa được kiểm chứng, chứng minh năng lực đánh giá qua thực nghiệm khoa học. Điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu chuyên sâu kết hợp giữa lý thuyết, mô phỏng số và thực nghiệm nhằm làm rõ sự làm việc của chi tiết móc khóa quai nón bảo hiểm dưới các điều kiện tải và nhiệt độ khác nhau.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

1. Nghiên cứu tổng quan về độ bền mỏi của sản phẩm nhựa, làm rõ sự khác biệt giữa hai khái niệm "độ bền mỏi của sản phẩm" và "độ bền mỏi của vật liệu".
2. Khảo sát các dạng tải trọng tác động lên sản phẩm nhằm đảm bảo điều kiện thử nghiệm trên máy mô phỏng tương đối chính xác trạng thái chịu lực của móc khóa ngoài thực tế.
3. Ứng dụng phần mềm ANSYS và nCode DesignLife v16 để phân tích độ bền mỏi của móc khóa quai nón bảo hiểm chế tạo từ nhựa Polyethylene (PE) theo từng điều kiện nhiệt độ (nhiệt độ phòng, 30°C và 40°C).
4. Thực hiện thử nghiệm cơ học thực tế trên máy thử độ bền mỏi đối với các mẫu thử để thu thập dữ liệu và so sánh với kết quả mô phỏng số, từ đó đề xuất phương án tối ưu hóa kết cấu nhằm nâng cao độ bền và hiệu quả kinh tế.

Nhiệm vụ cụ thể của đề tài được đánh số theo văn bản nhiệm vụ:

• Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về vật liệu nhựa và xác định các thông số cơ nhiệt của nhựa Polyethylene.
• Nhiệm vụ 2: Ứng dụng phần mềm ANSYS và nCode DesignLife để mô phỏng, phân tích độ bền mỏi của chi tiết móc khóa.
• Nhiệm vụ 3: Đưa ra các thông số cụ thể từ thực nghiệm trên máy thử mỏi, từ đó rút ra nhận xét, so sánh và đề xuất kiến nghị kỹ thuật.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Độ bền mỏi của chi tiết móc khóa quai nón bảo hiểm làm từ vật liệu nhựa Polyethylene.
• Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các sản phẩm nhựa dân dụng có kích thước hình học nhỏ (trong phạm vi không gian quy chuẩn 150x200 mm) có mặt trên thị trường; giới hạn điều kiện nhiệt độ khảo sát mô phỏng ở nhiệt độ phòng, 30°C và 40°C; dải tần số tải trọng khảo sát từ 1 Hz đến 10 Hz (tập trung phân tích sâu ở tần số 5 Hz).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng cơ học kết cấu, lý thuyết bền mỏi vật liệu polymer và phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM). Đồ án phân định rõ các dạng phá hủy mỏi: mỏi tĩnh (biến dạng lớn dưới lực tĩnh), mỏi chu kỳ cao (HCF - High Cycle Fatigue, biến dạng trong miền đàn hồi, chu kỳ chịu tải từ $10^4$ đến $10^7$ chu kỳ) và mỏi chu kỳ thấp (LCF - Low Cycle Fatigue, biến dạng dẻo cục bộ, chu kỳ phá hủy dưới $10^4$ chu kỳ).

Văn bản làm rõ đặc tính nhiệt lý của nhựa Polyethylene: công thức cấu tạo phân tử $(-C_2H_4-)_n$ với hệ số trùng hợp $n$ từ 100 đến 1000. Do độ dẫn nhiệt của chất dẻo rất thấp, dưới tác dụng của tải trọng chu kỳ, năng lượng biến dạng chuyển hóa thành nhiệt gây ra hiện tượng gia tăng nhiệt độ trễ (hysteretic heating), làm vật liệu bị hóa mềm cục bộ, cắt đứt mạch chuỗi phân tử và đẩy nhanh tốc độ lan truyền vết nứt mỏi so với kim loại.

Các công thức cơ học và thông số tính toán mỏi được sử dụng trong đồ án:

• Độ biến dạng tỉ đối: $\varepsilon = \frac{dL}{L}$
• Ứng suất: $\sigma = \frac{F}{A}$
• Mô đun đàn hồi Young: $E = \frac{\sigma}{\varepsilon} = \frac{F / A}{dL / L}$
• Hệ số Poisson: $\mu = -\frac{\varepsilon_t}{\varepsilon_l}$ (với $\varepsilon_t$ là biến dạng ngang, $\varepsilon_l$ là biến dạng dọc trục)
• Hệ số bền chu kỳ (Cyclic strength coefficient): $H = \frac{K}{\varepsilon_f^n}$
• Số mũ hóa cứng chu kỳ (Cyclic strain hardening exponent): $n = \frac{b}{c}$

Thông số / Tiêu chuẩn	Ký hiệu / Tên quy chuẩn	Giá trị / Nội dung trong văn bản
Tiêu chuẩn thử mỏi đơn trục nhựa	ASTM D7791	Tải trọng điều khiển lực ở tần số 1, 2, 5, 10 Hz
Tiêu chuẩn mẫu thử kéo	ASTM D638	Mẫu mặt cắt ngang đồng nhất
Số mũ hóa cứng chu kỳ	$n$	0,23
Hệ số độ bền	$K$	42 MPa đến 55 MPa
Hệ số độ dẻo	$\varepsilon_f$	0,055
Hệ số bền chu kỳ tính toán	$H$	60 MPa ($60.000.000\text{ Pa}$)
Tần số khảo sát mỏi chuyên sâu	$f$	5 Hz
Nhiệt độ khảo sát mô phỏng	$T$	Nhiệt độ phòng, 30°C, 40°C

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm hai nhánh bổ trợ:

1. Phương pháp mô phỏng số: Sử dụng phần mềm Creo Parametric 3.0 để thiết kế mô hình đồ gá và hình học móc khóa; sử dụng ANSYS Workbench (mô đun Static Structural) để chia lưới (mesh), đặt các điều kiện biên ngàm cố định (Fixed Support) và tải trọng lực cắt $P$, mô men $M$; liên kết dữ liệu trường ứng suất sang nCode DesignLife v16 bằng sơ đồ khối kéo thả để dự đoán số chu kỳ phá hủy (Life), hệ số tổn thất (Damage) và hệ số an toàn (Safety Factor) dựa trên đường cong Stress-Life và Strain-Life.
2. Phương pháp thực nghiệm: Thực hiện thử tải mỏi trên máy thử mỏi chuyên dụng sản xuất tại Việt Nam với 3 mẫu thử móc khóa thực tế nhằm đo đạc số chu kỳ chịu tải trước khi nứt gãy.

Nguồn dữ liệu của đồ án gồm: thư viện vật liệu ANSYS Engineering Data; kết quả số hóa đường cong ứng suất - chu kỳ mỏi từ đồ thị thực nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D7791 bằng phần mềm AutoCAD; và số liệu đếm chu kỳ ghi nhận trực tiếp từ máy thử mỏi.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Chương mở đầu làm rõ tính cấp thiết của việc đánh giá chất lượng sản phẩm nhựa trong nước khi ngành chế tạo máy nội địa bắt đầu làm chủ thiết bị thử nghiệm cơ tính. Tác giả trình bày ý nghĩa khoa học trong việc làm sáng tỏ cơ chế mỏi của chi tiết cơ khí bằng polymer dưới ảnh hưởng của tải trọng chu kỳ và môi trường; phân định ranh giới giữa độ bền mỏi của mẫu vật liệu trơn theo tiêu chuẩn và độ bền mỏi của chi tiết thực tế có hình dáng phức tạp, chịu tập trung ứng suất. Chương 1 cũng xác định mục tiêu, 3 nhiệm vụ nghiên cứu, phương pháp luận nghiên cứu và kết cấu tổng thể 6 chương của khóa luận.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN MỎI CỦA NHỰA

Nội dung chương 2 hệ thống hóa kiến thức về vật liệu chất dẻo trên thị trường, phân loại polymer theo phản ứng với nhiệt độ (nhựa nhiệt dẻo như PE, PP, PS, PVC, PMMA; nhựa nhiệt rắn như epoxy, phenol focmadehyt, melamin) và theo thành phần cấu tạo mạch chính (polyme mạch cacbon, dị mạch, polyme vô cơ). Tác giả phân tích các khái niệm mỏi cơ học gồm HCF, LCF, TMF, mỏi tĩnh và đi sâu vào đặc tính mỏi của nhựa chịu ảnh hưởng của các thông số hình học, tỷ lệ biến dạng, hệ số tải $R$, tần số và độ ẩm. Phần ảnh hưởng nhiệt độ phân tích các hiệu ứng chuyển pha, nhiệt độ thủy tinh hóa, ứng suất nhiệt và sự suy giảm cơ tính khi nhiệt độ tăng. Đồng thời, chương này giới thiệu quy trình thí nghiệm mỏi trên polymer theo hai cơ chế phá hủy chính: hình thành vết nứt vi mô ban đầu và lan truyền vết nứt dưới tải trọng biến thiên tuần hoàn.

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU ANSYS, ENCODE DESIGNLIFE VÀ ỨNG DỤNG

Chương 3 trình bày cơ sở thuật toán và tính năng của các công cụ tính toán số:

• Giới thiệu tổng quan hệ thống ANSYS do Swanson Analysis Systems phát triển, giải các phương trình vi phân đạo hàm riêng bằng phương pháp rời rạc hóa phần tử hữu hạn đối với các bài toán kết cấu tĩnh học, động học và động lực học.
• Trình bày quy trình 6 bước phân tích bài toán Static Structural trên ANSYS Workbench: (1) Engineering Data, (2) Geometry, (3) Model, (4) Set up, (5) Solution, (6) Results.
• Giới thiệu lịch sử phát triển của nCode DesignLife (phần mềm chuyên dụng của HBM tích hợp vào ANSYS từ năm 2010), giải pháp liên kết Workbench thông qua cơ chế kéo thả, cho phép đọc kết quả phân tích ứng suất từ ANSYS Mechanical để tính toán tích lũy tổn thất mỏi, mô phỏng các kịch bản "Nếu - Thì" và phân tích độ bền lâu trước khi chế tạo sản phẩm mẫu.

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS, NCODE DESIGNLIFE ĐỂ PHÂN TÍCH ĐỘ BỀN MỎI CỦA MÓC KHÓA QUAI NÓN BẢO HIỂM

Đây là chương nội dung tính toán trọng tâm của đồ án, bao gồm các bước triển khai chi tiết:

1. Khởi tạo mô đun Static Structural, thiết lập vật liệu Polyethylene trong Engineering Data.
2. Bổ sung các thông số mỏi còn thiếu trong thư viện ANSYS: Tác giả phân tích ảnh hưởng của tần số tải trọng dựa trên thực nghiệm ASTM D7791 và mẫu ASTM D638 ở các mức 1, 2, 5, 10 Hz; trong đó tần số càng cao thì độ bền mỏi của nhựa càng suy giảm do trễ nhiệt. Nhóm tác giả lựa chọn tần số 5 Hz, dùng AutoCAD chiếu tọa độ các điểm từ biểu đồ mỏi để trích xuất bảng giá trị chu kỳ - ứng suất luân phiên (Alternating stress), sau đó nạp vào thuộc tính Alternating stress mean stress của vật liệu.
3. Tính toán các thông số của bảng Strain-Life Parameters dựa trên đường cong ứng suất - biến dạng kỹ thuật: xác định số mũ hóa cứng chu kỳ $n = 0,23$, hệ số độ bền $K = 42\text{ MPa}$ (tương ứng với giá trị tính toán độ bền kéo đạt 55 MPa), độ dẻo $\varepsilon_f = 0,055$, từ đó tính ra hệ số bền chu kỳ $H = \frac{K}{\varepsilon_f^n} = \frac{55}{0,055} = 60\text{ MPa} = 60.000.000\text{ Pa}$.
4. Xây dựng mô hình hình học đồ gá và móc khóa bằng phần mềm Creo Parametric 3.0, chuyển sang ANSYS Workbench để tạo lưới phần tử (Mesh), định nghĩa bề mặt ngàm giữ (Fixed support) và áp đặt ngoại lực tải trọng.
5. Chuyển trường ứng suất sang nCode DesignLife qua bảng FEInput Properties, gán cấu hình vật liệu và thực hiện tính toán độ bền mỏi tại các mức nhiệt độ: nhiệt độ phòng, 30°C và 40°C. Kết quả tính toán chỉ rõ các vùng phân bố ứng suất nguy hiểm, xác định vị trí nứt gãy chi tiết tại các góc lượn chuyển tiếp và hiển thị các trường giá trị Life, Damage, Safety factor.

CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ BỀN MỎI

Chương 5 ghi lại quá trình thí nghiệm thực tế trên hệ thống máy thử mỏi mẫu nhựa tại xưởng. Nhóm tác giả thực hiện kiểm tra độ bền mỏi trên 3 mẫu thử móc khóa quai nón bảo hiểm độc lập (Mẫu thử 1, Mẫu thử 2 và Mẫu thử 3) dưới các điều kiện gá đặt và tải chu kỳ tương ứng với thông số đầu vào mô phỏng. Quá trình kiểm tra theo dõi sự biến dạng dẻo, sự xuất hiện vết rạn ban đầu và thời điểm móc khóa bị phá hủy đứt gãy hoàn toàn để ghi nhận số chu kỳ làm việc thực tế của từng mẫu.

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - ỨNG DỤNG VÀ KIẾN NGHỊ

Chương kết luận tổng kết toàn bộ kết quả phân tích số và số liệu kiểm tra cơ học; đối chiếu số chu kỳ phá hủy giữa mô phỏng ANSYS/nCode và thực nghiệm trên máy thử mỏi. Tác giả khẳng định tính khả thi của quy trình mô phỏng trong việc hỗ trợ doanh nghiệp tối ưu hóa hình dạng hình học móc khóa quai nón bảo hiểm trước khi chế tạo khuôn đúc hàng loạt, đồng thời đưa ra các kiến nghị về việc kiểm soát nhiệt độ làm việc và cải tiến bán kính góc lượn nhằm triệt tiêu điểm tập trung ứng suất trên móc khóa.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đạt được các kết quả cụ thể dựa trên số liệu và phân tích kỹ thuật:

• Thiết lập thành công bộ thông số mỏi hoàn chỉnh cho vật liệu nhựa Polyethylene trong ANSYS và nCode DesignLife, bù đắp các dữ liệu cơ tính mỏi mà phần mềm chưa hỗ trợ sẵn. Cụ thể, các thông số tính toán gồm: số mũ hóa cứng chu kỳ $n = 0,23$, hệ số độ bền $K = 42 - 55\text{ MPa}$, hệ số bền chu kỳ $H = 60\text{ MPa}$ ($60.000.000\text{ Pa}$), độ dẻo $\varepsilon_f = 0,055$, cùng bộ dữ liệu Alternating Stress - Mean Stress được số hóa ở tần số thử nghiệm 5 Hz.
• Dự đoán chính xác vị trí phá hủy mỏi nguy hiểm nhất của chi tiết móc khóa thông qua trường phân bố ứng suất và mật độ tổn thất (Damage) trong nCode DesignLife, làm rõ vị trí tập trung ứng suất dẫn đến nứt gãy cơ học.
• Xác định quy luật ảnh hưởng của nhiệt độ (nhiệt độ phòng, 30°C và 40°C) và tần số tải (1 đến 10 Hz) đến tuổi thọ mỏi: nhiệt độ tăng và tần số cao thúc đẩy hiện tượng gia tăng nhiệt độ trễ do nhựa PE có độ dẫn nhiệt thấp, làm suy giảm đáng kể số chu kỳ chịu tải trước khi phá hủy.
• Kiểm chứng kết quả tính toán mô phỏng thông qua việc đo đạc thực nghiệm trên 3 mẫu thử thực tế bằng máy thử mỏi chế tạo trong nước, xác nhận độ tin cậy của mô hình mô phỏng.

Về giải pháp và kiến nghị kỹ thuật, nhóm tác giả đề xuất:

• Ứng dụng quy trình mô phỏng phối hợp ANSYS - nCode DesignLife vào giai đoạn thiết kế tiền sản xuất nhằm tối ưu hóa kết cấu hình học và lựa chọn chiều dày hợp lý cho móc khóa nón bảo hiểm, tránh lãng phí vật liệu.
• Tăng cường bán kính bo tại các vị trí góc lượn tiếp xúc chịu lực kéo uốn để giảm thiểu hệ số tập trung ứng suất, nâng cao hệ số an toàn (Safety factor).
• Chú trọng điều kiện nhiệt độ làm việc của các phụ kiện bảo hộ bằng nhựa, khuyến cáo kiểm soát môi trường nhiệt độ để hạn chế hiện tượng trễ nhiệt làm suy giảm tuổi thọ sản phẩm.

Về đóng góp học thuật và thực tiễn: Đồ án là công trình thực nghiệm tiên phong trong việc sử dụng và đánh giá năng lực hoạt động của máy thử mỏi sản phẩm nhựa vừa được chế tạo tại Việt Nam. Công trình cung cấp phương pháp luận thực tế giúp chuyển đổi dữ liệu thí nghiệm cơ bản (theo tiêu chuẩn ASTM D7791 và ASTM D638) thành các tham số đầu vào cho bài toán mô phỏng mỏi nâng cao trên nền tảng ANSYS Workbench.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào nội dung và phạm vi nghiên cứu được công bố trong văn bản, đồ án tồn tại một số hạn chế:

• Về phạm vi mẫu vật: Nghiên cứu mới dừng lại ở việc thử nghiệm trên 3 mẫu thử móc khóa quai nón bảo hiểm bằng vật liệu Polyethylene trong dải kích thước quy ước nhỏ (150x200 mm); chưa khảo sát trên các mác nhựa kỹ thuật chịu lực cao hơn như Polycarbonate (PC) hay Polyamide (PA).
• Về điều kiện thử nghiệm: Khảo sát mô phỏng mới giới hạn ở các mốc nhiệt độ 30°C và 40°C cùng tần số 5 Hz; chưa bao quát toàn diện các dải nhiệt độ âm hoặc môi trường khắc nghiệt ngoài trời (bức xạ tử ngoại UV, độ ẩm thay đổi liên tục).
• Về dữ liệu đầu vào: Việc xác định các thông số mỏi Strain-Life phải dựa trên phương pháp chiếu đồ thị thủ công qua AutoCAD để nhập vào ANSYS, tiềm ẩn sai số số học nhất định so với việc đo đạc trực tiếp bằng các cảm biến đo biến dạng chuyên dụng trong phòng thí nghiệm.

Hướng nghiên cứu tiếp được định hình dựa trên các hạn chế trên:

• Mở rộng khảo sát thực nghiệm trên nhiều chủng loại móc khóa và vật liệu nhựa khác nhau.
• Thử nghiệm trên dải nhiệt độ và tần số rộng hơn để xây dựng cơ sở dữ liệu đường cong mỏi hoàn chỉnh cho các loại polymer sản xuất tại Việt Nam.
• Tích hợp bài toán phân tích nhiệt - cơ kết hợp (mỏi cơ nhiệt TMF) đa trường vật lý để mô phỏng chính xác sự sinh nhiệt bên trong cấu trúc polymer dưới tải trọng chu kỳ.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực hành kỹ thuật rõ ràng đối với:

• Sinh viên và giảng viên các ngành Công nghệ Chế tạo Máy, Cơ kỹ thuật, Thiết kế Máy, Công nghệ Vật liệu Polymer: Tài liệu cung cấp ví dụ mẫu về quy trình giải quyết bài toán mỏi kết cấu phi kim loại, cách kết nối công cụ CAD (Creo Parametric) với phần tử hữu hạn (ANSYS Workbench) và phân tích mỏi chuyên sâu (nCode DesignLife).
• Kỹ sư thiết kế và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp sản xuất phụ kiện nhựa dân dụng: Cung cấp phương pháp tính toán, tối ưu hóa kích thước hình học móc khóa để vừa giảm khối lượng vật liệu vừa đảm bảo chỉ tiêu độ bền cơ học theo quy chuẩn chất lượng nón bảo hiểm.
• Các nhóm nghiên cứu chế tạo thiết bị thử nghiệm cơ tính: Tài liệu minh chứng phương pháp xây dựng bài toán đối chuẩn (benchmarking) giữa mô phỏng số và thực nghiệm để kiểm định tính năng của các dòng máy thử cơ tính sản xuất nội địa.
• Phần đáng tham khảo nhất trong công trình là mục 4.1 đến 4.4 của Chương 4, nơi trình bày tường minh các bước tính toán hệ số mỏi Strain-Life ($H, n, K, \varepsilon_f$) và kỹ thuật nạp dữ liệu Alternating Stress từ tiêu chuẩn ASTM vào phần mềm ANSYS.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu phải kết hợp nCode DesignLife với ANSYS Workbench mà không sử dụng riêng mô đun Static Structural?
Mô đun Static Structural của ANSYS Workbench chỉ giải quyết bài toán cơ học kết cấu tĩnh để xác định trạng thái ứng suất, biến dạng và chuyển vị của chi tiết dưới tác dụng của lực cắt $P$ và mô men $M$ tại một thời điểm. Để dự đoán độ bền mỏi dưới tải trọng lặp theo chu kỳ thời gian (xác định số chu kỳ phá hủy Life, hệ số tổn thất tích lũy Damage và hệ số an toàn Safety Factor), cần sử dụng thuật toán phân tích mỏi nâng cao của nCode DesignLife thông qua việc liên kết và đọc dữ liệu trường ứng suất từ mô phỏng tĩnh.

2. Nhóm tác giả đã giải quyết vấn đề thiếu dữ liệu mỏi của nhựa Polyethylene trong ANSYS bằng cách nào?
Do thư viện mặc định của ANSYS Engineering Data thiếu các thông số mỏi cho nhựa Polyethylene, nhóm tác giả đã:

• Lấy dữ liệu thực nghiệm kiểm tra lực đơn trục từ tiêu chuẩn ASTM D7791 và mẫu ASTM D638 ở tần số 5 Hz.
• Đưa biểu đồ quan hệ chu kỳ - ứng suất vào phần mềm AutoCAD để chiếu tọa độ các điểm, trích xuất bảng giá trị chu kỳ và ứng suất luân phiên (Alternating stress), sau đó nhập trực tiếp vào thuộc tính Alternating stress mean stress của vật liệu.
• Tính toán các thông số mỏi biến dạng (Strain-Life Parameters) từ đường cong kéo nén, xác định hệ số $n = 0,23$ và $H = 60\text{ MPa}$ ($60.000.000\text{ Pa}$) để gán vào mô hình phân tích.

3. Vì sao nhiệt độ và tần số lại ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bền mỏi của móc khóa nhựa Polyethylene hơn so với vật liệu kim loại?
Khác với kim loại có độ dẫn nhiệt cao, chất dẻo Polyethylene có khả năng dẫn nhiệt rất kém. Dưới tác động của tải trọng chu kỳ tần số cao (khảo sát từ 1 Hz đến 10 Hz), một phần cơ năng biến dạng chuyển hóa thành nhiệt năng nhưng không thể giải phóng kịp thời ra môi trường, gây ra hiện tượng gia tăng nhiệt độ trễ (hysteretic heating). Nhiệt độ tăng cục bộ làm giảm liên kết liên phân tử, làm vật liệu bị dẻo hóa, hóa mềm và dễ bị cắt đứt chuỗi polymer, dẫn đến việc vết nứt mỏi hình thành và lan truyền nhanh chóng ở số chu kỳ tải thấp hơn nhiều so với điều kiện thường.

4. Quy trình phân tích số trong đồ án sử dụng các phần mềm nào và mối liên hệ giữa chúng ra sao?
Quy trình tính toán tích hợp ba phần mềm kỹ thuật:

• Creo Parametric 3.0: Xây dựng mô hình hình học không gian 3 chiều của móc khóa và hệ thống đồ gá kẹp.
• ANSYS Workbench (Static Structural): Thiết lập thông số vật liệu Polyethylene, chia lưới phần tử hữu hạn, đặt điều kiện biên ngàm (Fixed Support), áp tải trọng lực và giải bài toán cơ học tĩnh.
• nCode DesignLife v16: Nhận kết quả phân tích ứng suất từ ANSYS Workbench qua bảng FEInput, kết hợp dữ liệu tải chu kỳ và các thông số mỏi Strain-Life/Stress-Life để phân tích tuổi thọ mỏi và xuất bản đồ nứt gãy.

5. Thí nghiệm cơ học trong Chương 5 được thực hiện với bao nhiêu mẫu và nhằm mục đích gì?
Thí nghiệm thực tế được tiến hành độc lập trên 3 mẫu thử móc khóa quai nón bảo hiểm (Mẫu thử 1, Mẫu thử 2, Mẫu thử 3) trên máy thử độ bền mỏi sản phẩm nhựa vừa được chế tạo tại Việt Nam. Mục đích của thí nghiệm là ghi nhận số chu kỳ làm việc thực tế cho đến khi nứt gãy chi tiết, từ đó làm cơ sở dữ liệu đối sánh trực tiếp với kết quả dự đoán tuổi thọ từ mô phỏng nCode DesignLife và đồng thời kiểm chứng độ tin cậy của chính thiết bị thử nghiệm mới được chế tạo.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả đã xây dựng thành công quy trình ứng dụng kết hợp giữa ANSYS Workbench và nCode DesignLife v16 để phân tích độ bền mỏi của móc khóa quai nón bảo hiểm làm từ nhựa Polyethylene. Nghiên cứu đã làm rõ ảnh hưởng tiêu cực của nhiệt độ môi trường và tần số tải chu kỳ đến tuổi thọ làm việc của chi tiết, đồng thời giải quyết triệt để bài toán thiếu hụt dữ liệu mỏi vật liệu nhựa trong phần mềm bằng phương pháp tính toán Strain-Life và số hóa thực nghiệm ASTM D7791. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm trên 3 mẫu thử bằng máy thử mỏi cơ khí nội địa đã khẳng định tính chính xác của mô hình mô phỏng, mang lại tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho việc thiết kế và tối ưu hóa kết cấu sản phẩm nhựa công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp Chương 2: Tổng quan nghiên cứu về độ bền mỏi của sản phẩm nhựa Chương 3: Giới thiệu phần mền ANSYS, NCODE DESIGNLIFE và ứng dụng Chương 4: Ứng dụng phần mềm ANSYS, NCODE DESIGNLIFE để phân tích độ bền mỏi của móc khóa mũ bảo hiểm Chương 5: Thực nghiệm kiểm tra độ bền mỏi Chương 6: Đánh giá kết quả SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 16 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN MỎI CỦA NHỰA 2.1 Giới thiệu sản phẩm nhựa Sản phẩm nhựa đang được sử dụng rộng rãi và là một phần không thể thiếu trong đời sống hàng ngày của con người. Hết sức đa dạng mẫu mã và hình dáng từ các vật liệu nhựa khác nhau. Một số sản phẩm nhựa: Hinh 2.1 : Một số sản phẩm nhựa trên thị trường SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 17 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN 2.2 Giới thiệu vật liệu làm sản phẩm nhựa (chất dẻo) có mặt trên thị trường a) Định nghĩa: Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa hoặc polime, là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.

b) Phân loại:  Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ - Nhựa nhiệt dẻo : Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm Tm thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại. Thường tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp. Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng các liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall). Tính chất cơ học không cao khi so sánh với nhựa nhiệt rắn.

Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh được nhiều lần, ví dụ như : polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat (PET)… Hình 2.1: Sản phẩm nhựa nhiệt dẻo - Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 18 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh. Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol focmadehyt [PF], nhựa melamin, poly este không no. - Nhựa thông dụng : là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều trong những vật dụng thường ngày, như : PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,.2: Sản phẩm nhựa thông dụng - Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất cơ lý trội hơn so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như : PC, PA. - Nhựa chuyên dụng : Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho từng trường hợp.

 Phân loại theo thành phần hóa học mạch chính - Polyme mạch cacbon: polymer có mạch chính là các phân tử cacbon liên kết với nhau: PE, PP, PS, PVC, PVAc. - Polyme dị mạch: polymer trong mạch chính ngoài nguyên tố cacbon còn có cac nguyên tố khác như O,N,S. Ví dụ như PET, POE, poly sunfua, poly amit. - Polyme vô cơ như poly dimetyl siloxan, sợi thủy tinh, poly photphat,.

c) Thành phần: - Thành phần cơ bản: là 1 polyme nào đó. Ví dụ thành phần chính của êbônit là cao su, của xenluloit là xenlulozơ nitrat, của bakelit là phenolfomanđehit. SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 19 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN - Chất hoá dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy và độ nhớt của polime. Ví dụ đibutylphtalat,… - Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường một số tính chất.

Ví dụ amiăng để tăng tính chịu nhiệt. - Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm.E) : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá. Là chất rắn, hơi trong, không cho nước và khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt.3 Sản phẩm nhựa PE Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám không, làm thiết bị trong ngành sản xuất hóa học, sơn tàu thủy… Polyvinyl clorua (PVC) : chất bột vô định hình màu trắng, bền với dung dich axit và kiềm. dùng chế da nhân tạo , vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơn tổng hợp, …… SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 20 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN Hình 2.4 Sản phẩm nhựa PVC 2.3 Giới thiệu về độ bền mỏi Có ba hình thức thường thể hiện từ sự mỏi: chu kỳ mỏi cao (HCF), chu kỳ mỏi thấp (LCF) và mỏi cơ nhiệt (TMF).1 SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 21 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN ( a ) Mỏi tĩnh: đây là biến dạng lớn hoàn toàn và lực tĩnh đi qua mặt cắt.

( b ) Mỏi chu kỳ cao: là biến dạng ở vùng có độ đàn hồi nhỏ,nứt ở vùng bán kính và dần phát triển. ( c ) Mỏi chu kỳ thấp:một vùng nhỏ bị biến dạng dẻo. Sự khác biệt chính giữa HCF một LCF là khu vực của đường cong stress strain nơi lặp đi lặp lại của tải ( kết quả biến dạng hoặc căng dãn) đang diễn ra. HCF được đặc trưng bởi các dòng tần số đàn hồi cao biên độ thấp.

ví dụ như một cánh máy bay bị uốn lặp đi lặp lại. nguồn của việc uốn cong này xảy ra như một sức nén hoặc cánh tuabin di chuyển ra sau van stato. Khi cái cánh xuất hiện trong đường dẫn khí đốt nó sẽ bị bẻ cong bằng áp suất khí với vận tốc cao. Những thay đổi trong tốc độ roto làm thay đổi tần số của các tải đặt lên cánh.

tại một số điểm xuất hiện tần số cộng hưởng của cánh gây ra biên độ rung động và làm tăng biên độ này đáng kể.2 SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 22 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN Một ví dụ điển hình của dữ liệu thử nghiệm HCF. Hợp kim A có thể chịu được ứng suất luân phiên lên đến 70ksi trong 10 triệu chu kỳ (gần như mãi mãi) mà không bị phá hủy. Hợp kim B có thể chịu được áp lực như vậy chỉ khoảng 40.000 chu kỳ trước khi bị phá hủy. Đối với hợp kim B để không bị phá hủy, alternating stress phải dưới 40ksi.

LCF là độ suy thoái của vật liệu khi biến dạng dẻo được gây ra trong thành phần của một động cơ do tác động từ môi trường. Nó được thể hiện điển hình trong hình 2.3 Dữ liệu LCF này được phát triển để xác định ảnh hưởng của một môi trường tích cực (như nhiệt độ nóng, lạnh, vv) vào độ bền mỏi. Kết quả thử nghiệm mỏi trong môi trường tích cực (cong bên trái) là của các cường độ thấp hơn so với độ bền mỏi cơ sở thử nghiệm trong không khí (đường cong bên phải). Ví dụ, trong một môi trường bình thường, dưới 120ksi, hợp kim A sẽ bị phá hủy ở mức khoảng 10.

trong một môi trường tích cực, cùng hợp kim sẽ bị phá hủy ở khoảng 600 chu kỳ. SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 23 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN 2.4 Giới thiệu độ bền mỏi của nhựa Độ bền mỏi của nhựa đã xem là một sự quan tâm ngày càng tăng trong vài năm qua trong ô tô, hàng không vũ trụ, y tế, và các ngành công nghiệp hàng đầu khác. Kiểm tra tiêu chuẩn kỹ thuật mới và đang được phát triển để giải quyết nhanh chóng sự gia tăng trong nhu cầu công nghiệp và khoa học. Mặt khác,việc kiểm tra kỹ thuật của nó và các chi tiết khoa học đã được thực hành và tài liệu hóa đáng kể trên chặng đường vài thập kỷ qua.

Các loại Nhựa khác nhau đều bị ảnh hưởng khác nhau bởi các thông số kiểm tra độ bền mỏi hơn các vật liệu khác hay phổ biến hơn là kim loại, và thực tế này đòi cách tiếp cận cụ thể. Trong nhiều trường hợp, khác với các kim loại, trong thử nghiệm độ bền mỏi của nhựa đã cho ta thấy sự nhạy cảm hơn với nhiều thông số bao gồm các thông số hình học, chế độ tải, độ căng hoặc biên độ căng, hoặc tỷ lệ biến dạng, R-ratio, tần số, độ ẩm và nhiệt độ. ảnh hưởng của rất nhiều những thông số, như tỷ lệ biến dạng, tần suất và nhiệt độ hoàn toàn khác biệt so với kim loại. SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 24 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN Hình 2.1 Biến dạng do tải HÌnh 2.2 Biến dạng do nhiệt SVTH: Nguyễn Phan Hoài Bảo, Nguyễn Cao Thắng & Khổng Thành Trung 25 do an Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: TRẦN MAI VĂN Hình 2.3 Biến dạng do tần số 2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới các tính chất của vật liệu nhựa Theo nghĩa rộng, hiệu ứng nhiệt bị gây ra bởi sự phân bổ năng lượng bên trong một hệ thống, và chúng có thể được nhóm lại trong tự nhiên và nhân tạo các hiệu ứng nhiệt được hiểu là những điều bị gây ra bởi một sự thay đổi nhiệt độ từ bên ngoài hoặc do các quá trình bên trong.

cả phản ứng nhiệt và tải nhiệt được đưa vào nghiên cứu. Hầu hết các lần, hiệu ứng nhiệt được hiểu là chỉ tập trung vào vật liệu (được hiểu là vật liệu rắn),và để cử lý với những tác động của một Nhiệt độ làm việc không hợp lý (lạnh hoặc nóng) trên một số tính chất vật liệu (cấu trúc, điện tử, vv), bao gồm cả các quá trình nhiệt được sử dụng để sản xuất, thay đổi hoặc bỏ các nguyên vật liệu. Đôi khi nó cũng được cho là 'tác dụng của nhiệt trên các vật liệu ", có nghĩa là ảnh hưởng của sự làm nóng để tăng năng lượng bên trong vật liệu. Tất nhiên, hiệu ứng làm mát cũng là hiệu ứng nhiệt có liên quan.1 Các hiệu ứng nhiệt truyền thống là - Giai đoạn thay đổi, tan chảy và đun sôi (nhiệt độ trong giai đoạn chuyển tiếp).

- Sự chuyển nhiệt độ của thủy tinh. - Thay đổi chiều, về cơ bản nhiệt mở rộng. - Thay đổi đàn hồi dẻo, do ứng suất nhiệt.