Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Cơ Khí: Dự Đoán Độ Bền Kéo Đường Hàn Trong Công Nghệ Ép Phun Nhựa Ứng Dụng Mạng Nơron

• Tác giả: Nguyễn Hồng Trọng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thức
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Dự Đoán Độ Bền Kéo Đường Hàn Trong Ép Phun Nhựa Bằng Mạng Nơron
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp tiếp cận
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Giới thiệu về nhựa Polyamide 6 (PA6)
• 1.5.1. Định nghĩa của nhựa PA6
• 1.5.2. Cơ tính của nhựa PA6
• 1.5.3. Tính chất hoá học của nhựa PA6
• 1.5.4. Ứng dụng của nhựa PA6
• 1.5.5. Nhựa PA6 + 30% GF (Polyamide 6 bao gồm 30% sợi thủy tinh)
• 2. MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
• 2.1. Quy trình tạo mẫu thử kéo
• 2.2. Quy trình thử nghiệm
• 2.3. Thử nghiệm kéo
• 2.4. Quá trình lựa chọn
• 2.5. Kết quả của các bộ thông số
• 2.5.1. Kết quả bộ thông số trước khi lựa chọn
• 2.5.2. Kết quả bộ thông số cuối cùng
• 2.6. Xây dựng mô hình dự đoán độ bền kéo của đường hàn
• 2.6.1. Thu thập và xử lý số liệu
• 2.6.2. Xây dựng mạng
• 2.6.3. Huấn luyện mạng
• 2.6.4. Đánh giá mạng
• 2.6.5. Kết quả dự đoán và nhận xét
• 2.6.6. Kết quả huấn luyện mạng với hàm huấn luyện Levenberg-Marquardt
• 2.6.7. Kết quả huấn luyện mạng với hàm huấn luyện Bayesian Regularization
• 3. KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• 3.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Độ bền kéo và đường hàn là hai yếu tố quan trọng trong công nghệ ép phun nhựa, đặc biệt khi sản phẩm nhựa ngày càng có cấu trúc phức tạp. Khuyết tật đường hàn xuất hiện do sự giao nhau của hai dòng nhựa lỏng, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và độ bền sản phẩm. Hiện nay, phương pháp sơn phủ được sử dụng để che khuyết tật, nhưng điều này làm tăng chi phí và giảm độ bền sản phẩm. Mạng nơron (ANN) được đề xuất như một giải pháp hiệu quả để dự đoán độ bền kéo của đường hàn, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.

1.1. Vấn đề nghiên cứu

Đường hàn trong ép phun nhựa là một khuyết tật phổ biến, gây giảm độ bền sản phẩm. Việc cải thiện độ bền kéo của đường hàn đòi hỏi nhiều thí nghiệm tốn kém. Mạng nơron được sử dụng để dự đoán độ bền kéo, giảm thiểu chi phí và thời gian thử nghiệm.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm xây dựng mô hình mạng nơron để dự đoán độ bền kéo của đường hàn trong ép phun nhựa, sử dụng dữ liệu từ các thông số ép phun như thời gian phun, nhiệt độ nhựa và khuôn.

II. Phương pháp nghiên cứu và vật liệu

Nghiên cứu sử dụng vật liệu Polyamide 6 (PA6) gia cố 30% sợi thủy tinh (GF). Các mẫu nhựa được tạo ra bằng công nghệ ép phun và thử nghiệm độ bền kéo trên máy Instron 5566. Mạng nơron được huấn luyện với các thông số đầu vào như thời gian phun, nhiệt độ nhựa và khuôn, đầu ra là độ bền kéo.

2.1. Vật liệu và quy trình ép phun

PA6 + 30% GF được chọn do độ bền cao và khả năng chịu nhiệt tốt. Các mẫu nhựa được ép phun với các thông số khác nhau để đánh giá ảnh hưởng đến độ bền kéo.

2.2. Thử nghiệm độ bền kéo

Các mẫu nhựa được thử nghiệm kéo để xác định độ bền. Kết quả thử nghiệm được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho mạng nơron.

III. Xây dựng và đánh giá mạng nơron

Nghiên cứu xây dựng 6 mô hình mạng nơron với các hàm huấn luyện khác nhau như Levenberg-Marquardt và Bayesian Regularization. Các mô hình được đánh giá dựa trên MSE và R-squared để chọn ra mô hình tối ưu nhất.

3.1. Huấn luyện mạng nơron

Mạng nơron được huấn luyện với dữ liệu từ các thử nghiệm kéo. Các thông số ép phun được sử dụng làm đầu vào, độ bền kéo là đầu ra.

3.2. Đánh giá mô hình

Các mô hình được đánh giá dựa trên độ chính xác dự đoán. Mô hình sử dụng hàm Bayesian Regularization với 20 nơ-ron cho kết quả tốt nhất.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình mạng nơron dự đoán độ bền kéo của đường hàn trong ép phun nhựa. Kết quả cho thấy mô hình có độ chính xác cao, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí thử nghiệm.

4.1. Kết quả dự đoán

Mô hình Bayesian Regularization với 20 nơ-ron đạt độ chính xác cao nhất, với R-squared đạt 0.95. Kết quả dự đoán gần sát với thực nghiệm.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Mô hình này có thể áp dụng trong sản xuất nhựa để dự đoán độ bền kéo của đường hàn, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm.