Luận văn thạc sĩ: Mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực 400 tấn

Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu mô phỏng tính toán máy ép thủy lực 400 tấn bằng phương pháp phần tử hữu hạn, mang lại hiệu quả cao trong thiết kế.

• Tác giả: Phan Thành Thiết
• Người hướng dẫn: GS. TSKH Đỗ Sanh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Cơ học Vật thể rắn
• Đề tài: Mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực 400 tấn bằng phương pháp phần tử hữu hạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC
• 1.1. Các loại máy ép thuỷ lực
• 1.2. Nguyên lý hoạt động chung
• 1.3. Các bộ phận chính của máy ép thuỷ lực
• 1.4. Máy ép thuỷ lực trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực
• 2. CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THUỶ LỰC
• 2.1. Một số tính chất cơ bản của chất lỏng
• 2.2. Các thông số cơ bản của máy ép thuỷ lực
• 2.3. Hệ thống thuỷ lực của máy ép 400 tấn trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực
• 3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 3.1. Khái niệm cơ bản về điều khiển
• 3.2. Hệ thống điều khiển của máy ép 400 tấn trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực
• 4. CHƯƠNG 4: KHUNG MÁY ÉP
• 4.1. Sơ lược về phương pháp phần tử hữu hạn (PP PTHH)
• 4.2. Quá trình tính, thiết kế khung máy ép
• KẾT LUẬN
• Danh mục tài liệu tham khảo
• Phụ lục 1: Bản vẽ khung máy ép
• Phụ lục 2: Bản vẽ quy trình chế tạo khung máy ép
• Phụ lục 3: Bản vẽ móng máy ép

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực 400 tấn

Mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực 400 tấn là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí. Việc áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất làm việc của máy. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về máy ép thủy lực mà còn chỉ ra những lợi ích của việc sử dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế.

1.1. Khái niệm về máy ép thủy lực và ứng dụng

Máy ép thủy lực là thiết bị sử dụng áp suất chất lỏng để tạo ra lực ép lớn. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo, đặc biệt là trong gia công kim loại và vật liệu phi kim loại.

1.2. Lợi ích của mô phỏng trong thiết kế máy ép

Mô phỏng giúp phát hiện sớm các vấn đề trong thiết kế, từ đó giảm thiểu chi phí sản xuất và thời gian chế tạo. Phương pháp phần tử hữu hạn cho phép phân tích ứng suất và biến dạng của máy một cách chính xác.

II. Thách thức trong thiết kế máy ép thủy lực 400 tấn

Thiết kế máy ép thủy lực 400 tấn đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm việc đảm bảo độ bền, độ ổn định và hiệu suất làm việc. Các yếu tố như tải trọng, áp suất và nhiệt độ đều ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của máy. Việc tính toán chính xác các thông số này là rất quan trọng.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất máy ép

Hiệu suất của máy ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng vật liệu, thiết kế hệ thống thủy lực và điều kiện làm việc. Việc tối ưu hóa các yếu tố này sẽ giúp nâng cao hiệu suất làm việc của máy.

2.2. Vấn đề về an toàn trong quá trình vận hành

An toàn là yếu tố hàng đầu trong thiết kế máy ép. Cần có các biện pháp bảo vệ để tránh tai nạn do áp suất cao hoặc sự cố trong hệ thống thủy lực.

III. Phương pháp phần tử hữu hạn trong mô phỏng máy ép thủy lực

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) là công cụ mạnh mẽ trong việc mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực. Phương pháp này cho phép phân tích ứng suất và biến dạng của cấu trúc máy một cách chi tiết và chính xác.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp phần tử hữu hạn

FEM chia nhỏ cấu trúc thành các phần tử nhỏ hơn, từ đó tính toán ứng suất và biến dạng tại từng phần tử. Điều này giúp xác định các điểm yếu trong thiết kế.

3.2. Quy trình mô phỏng máy ép thủy lực 400 tấn

Quy trình mô phỏng bao gồm việc xác định các thông số đầu vào, xây dựng mô hình 3D, thực hiện phân tích và đánh giá kết quả. Mô phỏng giúp tối ưu hóa thiết kế trước khi chế tạo thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy ép thủy lực 400 tấn

Máy ép thủy lực 400 tấn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ chế tạo thiết bị áp lực đến gia công kim loại. Việc sử dụng máy ép giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong ngành chế tạo thiết bị áp lực

Máy ép thủy lực được sử dụng để chế tạo các bồn chứa áp lực cao, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sản xuất.

4.2. Vai trò của máy ép trong gia công kim loại

Máy ép giúp gia công các chi tiết kim loại với độ chính xác cao, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lãng phí nguyên liệu.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của máy ép thủy lực

Máy ép thủy lực 400 tấn có vai trò quan trọng trong ngành cơ khí. Việc áp dụng công nghệ mô phỏng và tính toán hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của máy. Tương lai của máy ép thủy lực hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến và đổi mới.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ máy ép

Công nghệ máy ép sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các vật liệu mới và công nghệ tự động hóa, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu chi phí sản xuất.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực máy ép thủy lực là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa tại Việt Nam, ngành cơ khí đặc biệt là gia công áp lực đang phát triển mạnh mẽ. Máy ép thủy lực đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực, đặc biệt là các sản phẩm như bồn chứa chịu áp suất cao. Nhu cầu thiết kế và chế tạo máy ép thủy lực trong nước nhằm tiết kiệm ngoại tệ và nâng cao năng lực sản xuất là cấp thiết. Luận văn tập trung nghiên cứu mô phỏng và tính toán máy ép thủy lực 400 tấn, phục vụ công nghệ chế tạo thiết bị áp lực, với phạm vi nghiên cứu bao gồm hệ thống thủy lực, hệ thống điều khiển và khung kết cấu máy ép. Thời gian nghiên cứu tập trung vào năm 2007 tại Trường Đại học Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mục tiêu chính là thiết kế máy ép thủy lực có lực ép tối đa 400 tấn, không gian làm việc 6,8m x 2m, vận tốc piston khi chạy không 2 m/phút và vận tốc ép 0,5 m/phút. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả thiết kế, giảm chi phí sản xuất và tăng độ bền, độ ổn định của máy ép thủy lực trong thực tế sản xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết cơ bản về cơ học vật thể rắn và thủy lực, trong đó:

• Định luật Pascal: Là cơ sở nguyên lý hoạt động của máy ép thủy lực, cho phép truyền áp suất đồng đều trong chất lỏng không nén.
• Phương pháp phần tử hữu hạn (PP PTHH): Được sử dụng để mô phỏng và tính toán ứng suất, biến dạng và chuyển vị của khung máy ép. PP PTHH chia vật thể thành các phần tử nhỏ, giải hệ phương trình cân bằng để xác định các biến dạng và ứng suất.
• Các khái niệm chính: Áp suất thủy lực, lưu lượng, công suất thủy lực, hiệu suất máy thủy lực, hiện tượng xâm thực, hệ số an toàn kết cấu, mô đun đàn hồi, hệ số Poisson, và các thông số vật liệu thép.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ thực nghiệm, tài liệu kỹ thuật và mô phỏng trên phần mềm CosMosDesignStar 4.0. Cỡ mẫu mô hình khung máy ép gồm 110.749 phần tử và 215.065 nút, sử dụng phần tử tứ diện bốn nút để phân tích kết cấu. Phương pháp chọn mẫu là mô hình hóa chi tiết khung máy ép với các điều kiện biên khác nhau: khung không cố định và khung cố định với nền cứng. Phân tích số liệu dựa trên so sánh ứng suất, biến dạng, chuyển vị và hệ số an toàn giữa các trường hợp mô phỏng và thực tế. Timeline nghiên cứu tập trung trong năm 2007, bao gồm giai đoạn thiết kế, mô phỏng, tính toán và kiểm tra thực tế tại Công ty Thiết bị Áp lực Than nội địa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Lực ép và áp suất làm việc: Để đạt lực ép 400 tấn, áp suất làm việc của xilanh cần đạt khoảng 3930 N/cm² với đường kính piston 360 mm. Vận tốc piston khi chạy không là 2 m/phút, vận tốc ép là 0,5 m/phút.

2. Thông số bơm và động cơ: Công suất bơm và động cơ được chọn là 45 kW, với lưu lượng bơm phần lưu lượng 203,5 l/p và phần bơm cao áp 51 l/p, đảm bảo đáp ứng yêu cầu công suất cực đại trong quá trình vận hành.

3. Phân tích kết cấu khung máy ép: Khi mô hình khung không cố định với nền, ứng suất lớn nhất đạt 4,331e8 N/m², biến dạng lớn nhất 1,338e-3, chuyển vị lớn nhất 7,2 mm và hệ số an toàn nhỏ nhất 0,51. Trong khi đó, khi cố định khung với nền cứng, ứng suất giảm còn 1,782e8 N/m², biến dạng 5,18e-4, chuyển vị 2,34 mm và hệ số an toàn tăng lên 1,13.

4. Sai lệch giữa tính toán và thực tế: Khi lắp đặt máy ép tại nơi sản xuất, chuyển vị lớn nhất đo được là 4 mm tại vị trí đặt xilanh, nằm giữa hai kết quả mô phỏng trên, phản ánh nền móng không hoàn toàn cứng như giả định.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc cố định khung máy ép với nền cứng giúp giảm đáng kể ứng suất, biến dạng và chuyển vị, đồng thời tăng hệ số an toàn, từ đó tiết kiệm vật liệu chế tạo khung. Tuy nhiên, trong thực tế, nền móng không thể đạt độ cứng tuyệt đối, dẫn đến sai lệch chuyển vị so với mô phỏng. Việc sử dụng PP PTHH với phần tử tứ diện bốn nút trên phần mềm CosMosDesignStar 4.0 đã cung cấp mô hình chính xác, phù hợp với đặc điểm kết cấu phức tạp của máy ép thủy lực. So sánh với các nghiên cứu trong ngành cơ khí chế tạo thiết bị áp lực, kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp mô phỏng trong thiết kế máy ép thủy lực công suất lớn. Biểu đồ ứng suất và chuyển vị theo từng vị trí trên khung máy có thể minh họa rõ sự phân bố tải trọng và điểm yếu của kết cấu, hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường cố định khung máy với nền móng: Đề xuất thiết kế và thi công nền móng cứng vững hơn nhằm tận dụng khả năng chịu lực của nền, giảm biến dạng và tăng tuổi thọ máy ép. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, chủ thể là đơn vị xây dựng và nhà sản xuất máy.

2. Tối ưu hóa vật liệu chế tạo khung: Sử dụng thép có mô đun đàn hồi cao và hệ số Poisson phù hợp để giảm trọng lượng và chi phí vật liệu mà vẫn đảm bảo độ bền. Thời gian nghiên cứu và thử nghiệm 3-4 tháng, chủ thể là phòng thiết kế và kỹ thuật.

3. Áp dụng phần mềm mô phỏng PP PTHH trong thiết kế: Khuyến khích sử dụng phần mềm CosMosDesignStar hoặc tương đương để mô phỏng kết cấu, giúp phát hiện điểm yếu và tối ưu hóa thiết kế trước khi sản xuất. Triển khai liên tục trong quá trình thiết kế, chủ thể là kỹ sư thiết kế.

4. Nâng cấp hệ thống điều khiển tự động: Cải tiến hệ thống điều khiển bằng PLC và cảm biến hiện đại để tăng độ chính xác và an toàn vận hành máy ép. Thời gian thực hiện 6-8 tháng, chủ thể là bộ phận tự động hóa và bảo trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế máy công nghiệp: Nắm bắt phương pháp mô phỏng kết cấu bằng PP PTHH và áp dụng trong thiết kế máy ép thủy lực công suất lớn, giúp tối ưu hóa kết cấu và tiết kiệm vật liệu.

2. Chuyên gia công nghệ chế tạo thiết bị áp lực: Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và quy trình thiết kế máy ép thủy lực phục vụ gia công các sản phẩm chịu áp suất cao như bồn chứa CO2 lỏng.

3. Nhà quản lý sản xuất cơ khí: Đánh giá hiệu quả đầu tư và vận hành máy ép thủy lực, từ đó đưa ra quyết định nâng cấp hoặc đầu tư mới phù hợp với năng lực sản xuất.

4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành cơ khí vật thể rắn: Học tập phương pháp nghiên cứu, mô phỏng và phân tích kết cấu máy móc công nghiệp, đồng thời tham khảo quy trình thiết kế thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy ép thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý nào?
   Máy ép thủy lực hoạt động dựa trên định luật Pascal, trong đó áp suất tác dụng lên piston nhỏ được truyền đồng đều trong chất lỏng không nén, tạo ra lực lớn hơn trên piston lớn hơn. Ví dụ, lực ép 400 tấn được tạo ra từ áp suất khoảng 3930 N/cm² trên piston đường kính 360 mm.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong thiết kế máy ép?
   PP PTHH cho phép mô phỏng chi tiết ứng suất, biến dạng và chuyển vị của kết cấu phức tạp, giúp phát hiện điểm yếu và tối ưu hóa thiết kế trước khi sản xuất, giảm sai số và tiết kiệm vật liệu.

3. Tại sao cần cố định khung máy ép với nền móng?
   Cố định khung với nền cứng giúp giảm biến dạng và chuyển vị của khung khi chịu lực ép lớn, tăng hệ số an toàn và tuổi thọ máy, đồng thời tiết kiệm vật liệu chế tạo khung.

4. Làm thế nào để chọn công suất bơm và động cơ phù hợp cho máy ép?
   Công suất bơm và động cơ được tính toán dựa trên áp suất làm việc và lưu lượng dầu cần thiết cho piston, đồng thời phải lớn hơn giá trị tính toán để bù tổn hao. Ví dụ, công suất 45 kW được chọn cho máy ép 400 tấn.

5. Hệ thống điều khiển máy ép thủy lực gồm những thành phần nào?
   Hệ thống điều khiển bao gồm thiết bị điều khiển (controller), đối tượng điều khiển (máy ép), thiết bị đo lường (cảm biến áp suất, nhiệt độ, phao báo mức dầu), và các thiết bị bảo vệ như rơle, khởi động từ, đảm bảo vận hành an toàn và chính xác.

Kết luận

• Đã thiết kế và mô phỏng thành công máy ép thủy lực 400 tấn với không gian làm việc 6,8m x 2m, vận tốc piston phù hợp yêu cầu công nghệ.
• Phương pháp phần tử hữu hạn được áp dụng hiệu quả trong phân tích kết cấu khung máy ép, giúp xác định ứng suất, biến dạng và chuyển vị chính xác.
• Việc cố định khung máy với nền cứng làm giảm đáng kể biến dạng và tăng hệ số an toàn, tiết kiệm vật liệu chế tạo.
• Hệ thống thủy lực và điều khiển được thiết kế đồng bộ, đảm bảo vận hành ổn định và an toàn.
• Khuyến nghị tiếp tục hoàn thiện nền móng và nâng cấp hệ thống điều khiển để tối ưu hiệu suất máy ép trong thực tế sản xuất.

Áp dụng kết quả nghiên cứu vào thiết kế và sản xuất máy ép thủy lực tại các nhà máy cơ khí, đồng thời phát triển các nghiên cứu mở rộng về tối ưu hóa kết cấu và tự động hóa hệ thống điều khiển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC Các loại máy ép thủy lực Đặc điểm nổi bật của máy ép thủy lực là khi gia công trên những tấm phôi mỏng, do lực ép tĩnh nên nó đảm bảo cho phôi ép không bị đứt ngay cả khi lực tác dụng lớn. Thông số chính của máy ép thủy lực là lực ép định mức PH từ các xilanh công tác của máy ép. Theo chức năng công nghệ thì máy ép thủy lực được chia ra máy ép vật liệu kim loại và máy ép vật liệu phi kim. Máy ép vật liệu kim loại + Để rèn dập Máy ép để rèn-rèn tự do có dập trong khuôn, PH=520MN; Máy ép để dập-dập nống các chi tiết Magiê và hợp kim nhôm, PH=10700MN; Máy ép đột-để đột nóng các phôi trong cối kín,PH=1,530MN; Máy ép để chuốt kéo - chuốt kéo các phôi rèn qua các vòng,PH=0,7515MN.

+ Để ép chảy Máy ép thanh-ống,dùng để ép kim loại màu và thép, PH=0,4120MN. + Để dập tấm LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 Máy ép dập tấm kiểu tác dụng đơn giản, PH=0,510MN; Máy ép vuốt để vuốt sâu các chi tiết hình trụ, PH=0,34MN;Máy ép để gấp mép, tạo mặt bích, để uốn và dập các loại tấm dày,PH=345MN; Máy ép để lốc, để uốn vật liệu dày và nóng, PH=3200MN + Để thực hiện công việc lắp ráp + Để xử lý các phế liệu kim loại Máy ép đóng gói và đóng bánh,được dùng để ép các phế liệu như phoi kim loại, PH=16MN Máy ép vật liệu phi kim loại Gồm có máy ép cho các loại bột, chất dẻo và để ép các tấm phôi gỗ,gỗ dán. Nguyên lý hoạt động chung Máy ép thủy lực hoạt động hầu như theo tác dụng tĩnh (hình 1. Nguyên lý hoạt động của máy ép thủy lực dựa trên cơ sở của định luật Pascal.

Ở dạng chung nhất thì máy ép gồm có 2 khoang: xilanh có piston và các đường ống nối. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Nguyên lý họat động của máy ép thủy lực Nếu như đặt lực P1 vào piston 1 thì nó sẽ tạo ra áp suất p=P1/f1.Theo định luật Pascal thì áp suất p được truyền tới tất cả các điểm của thể tích chất lỏng và do có hướng tác dụng vuông góc với mặt đáy của piston 2,nó sé tạo ra lực P2=p.f2 tác dụng lên phôi 3. f2 Trên cơ sở định luật Pascal ta có: P2  P1. f1 Diện tích f2 lớn hơn diện tích f1 bao nhiêu lần thì lực P2 sẽ lớn hơn lực P1 bấy nhiêu lần.

Các bộ phận chính của máy ép thủy lực Khung máy và đồ gá Khung và đồ gá máy ép thủy lực là kết cấu được tính toán, thiết kế và chế tạo từ kim loại(thường là thép) đảm bảo đủ độ bền, độ biến dạng và tuổi thọ cần thiết để chịu được tải trọng làm việc yêu cầu. Tuỳ thuộc vào tính chất, nhiệm vụ công việc mà khung và đồ gá có kết cấu, hình dáng, kích thước khác nhau. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 Hệ thống thủy lực Hệ thống thủy lực bao gồm có dầu thủy lực, các bơm, các xilanh và các van kết hợp với nhau để điều khiển hoạt động của máy theo yêu cầu công nghệ cụ thể. Hệ thống điều khiển Thực hiện việc đóng mở các bơm, thay đổi trạng thái của các van.

Tuỳ theo yêu cầu công nghệ mà sử dụng các hệ điều khiển dạng mạch logic cứng hay điều khiển theo chương trình PLC, thông thường hệ thống điều khiển bao gồm: công tắc hành trình, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến báo mức dầu, rơle trung gian, khởi động từ. Máy ép thủy lực trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực Công nghệ chế tạo các bồn chứa thể tích lớn, chịu áp suất cao Để gia công chế tạo các bồn chứa thể tích lớn, chịu áp suất cao (hình 1.2) cần có các công đoạn sau: + Phần thân trụ: được chế tạo trên máy lốc tôn. + Phần chỏm cầu (hình 1.3): được ép tạo hình sơ bộ trên máy ép thủy lực sau đó gia công tinh trên máy vê chỏm cầu (hình 1. + Ghép nối phần thân trụ và chỏm cầu, chế tạo các chi tiết phụ như nắp, van xả, chân.

sơn và có thể phải bọc bảo ôn hay cách nhiệt. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Bồn chứa CO2 lỏng Hình 1.3: Phần chỏm cầu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.4: Máy vê chỏm cầu. Yêu cầu công nghệ đối với máy ép thủy lực Với yêu cầu chế tạo các bồn chứa có đường kính tối đa 6m thì các yêu cầu đối với máy ép thủy lực này là: Không gian làm việc cần thiết của máy ép là: dài x cao = 6,8m x 2m để công nhân có thể đứng thoải mái khi thao tác trong lòng máy ép, Lực ép tối đa 400 tấn (kết quả từ bài tính lực ép khi gia công chỏm cầu). Vận tốc của piston khi chạy không (đi xuống, áp suất thấp): 2m/phút.

Vận tốc của piston khi ép (áp suất cao): 0. Phần sau của luận văn trình bày toàn bộ quá trình tính toán, thiết kế máy ép này. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 10 Chương II HỆ THỐNG THỦY LỰC 2.1 Một số tính chất cơ bản của chất lỏng 2.1 Tính liên tục Đối với các máy thủy lực thông thường thì chất lỏng được coi như một môi trường liên tục, đồng nhất, đẳng hướng. Các yếu tố thủy lực như vận tốc, áp suất.

là hàm số liên tục và đạo hàm cũng liên tục. Lực liên kết giữa các phần tử chất lỏng rất nhỏ nên chất lỏng có tính di động cao, tích chống lực kéo và lực cắt rất yếu. Nhưng chất lỏng có tính chống nén rất lớn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Chất lỏng có khối lượng và trọng lượng Chất lỏng có khối lượng, gọi thể tích chất lỏng là V(m3), khối lượng là M(Kg) thì tỷ số: M (2.1)  ( Kg / m 3 ) V được gọi là khối lượng riêng hoặc khối lượng đơn vị của chất lỏng hay mật độ của chất lỏng.

Trọng lượng riêng của chất lỏng ký hiêu là : (2.2)   g ( N / m 3 ) ở đây g là gia tốc trọng trường g=9.81 m/s2  10 m/s2 Tỷ trọng của chất lỏng, ký hiệu , là tỷ số giữa trọng lượng riêng của chất lỏng và trọng lượng riêng của nước ở 4oC:  cl (2.3 Tính nén của chất lỏng Khi áp suất tác động lên chất lỏng thay đổi thì làm cho thể tích chất lỏng thay đổi theo. Đó là tính nén được của chất lỏng, nó được đặc trưng bởi hệ số nén : 1 dV 2   (m / N ) (2.4) V dp Trong đó: V(m3): Thể tích của chất lỏng p(N/m2): Áp suất của chất lỏng dV Lấy dấu trừ (-) để cho >0 vì 0 dp Số nghịch đảo của : LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.5) E (N / m2 )  gọi là mô đun đàn hồi thể tích. Vì sự thay đổi thể tích theo áp suất của chất lỏng là rất bé nên trong thủy lực học người ta coi chất lỏng là không nén được, trừ một số trường hợp đặc biệt.4 Tính nhớt của chất lỏng 2.1 Giả thiết Niutơn Khi có chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng với nhau thì sinh ra lực nhớt, ứng suất tiếp của nó tỷ lệ với đạo hàm của vận tốc theo phương thẳng góc với hướng dòng chảy, tức là: du (2.6)    dn Trong đó hệ số tỷ lệ  đặc trưng cho tính nhớt được gọi là hệ số nhớt động lực hoặc độ nhớt động lực, đơn vị đo là: Ns/m2 du : Gradien vận tốc theo phương n thẳng góc với hướng dòng chảy. dn Lực nhớt sẽ bằng: T=S Với S là diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lỏng.

Ngoài hệ số nhớt động lực  người ta còn dùng hệ số nhớt động học v:  2 (2.7) v (m / s)  Hệ số nhớt  và v đồng biến với áp suất, nghịch biến với nhiệt độ.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 13 Hệ số nhớt của chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ ảnh hưởng lớn trong khu vực nhiệt độ thấp. mối liên hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt có thể biểu diễn bằng \quan hệ sau:    0 e   ( t t ) 0 (2.8) Trong đó: , 0 : độ nhớt động lực ở t và t0 độ : hệ số tỷ lệ, đối với dầu =(0.03) Đối với dầu hệ số nhớt  còn được biểu diễn bằng công thức gần đúng sau: K  20      (2.9) t 20  t  Trong đó: t: hệ số nhớt ở t0C 20: hệ số nhớt ở 200C K: số mũ tuỳ thuộc loại dầu 2.3 Ảnh hưởng của áp suất tới độ nhớt Khi áp suất tăng từ 0 đến (300.400) át thì hệ số nhớt tăng với áp suất theo quy luật gần như đường thẳng, áp suất tăng hơn nữa thì hệ số nhớt tăng theo đường cong. Sự phụ thuộc của v và p có thể biểu diễn bằng công thức: vp=v(1+Kp) (2.10) Trong đó: v: Hệ số nhớt khi áp suất bằng áp suất khí trời.

K: Hệ số phụ thuộc vào loại dầu. p: áp suất tính bằng at Trong thực tế với các dầu khoáng sản dùng trong truyền động khi p=90.500 at có thể dùng công thức thực nghiệm: (2.003p)v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 14 Trong các hệ thống truyền động thường có các khe rò rỉ. Lưu lượng rò rỉ sẽ tăng khi áp suất tăng. Nhưng khi áp suất tăng thì hệ số nhớt cũng tăng nên lại hạn chế lưu lượng này.

Vì vậy phải xét kỹ sự biến đổi độ nhớt khi áp suất tăng.4 Chất lỏng Niutơn và không Niutơn Phần lớn chất lỏng gặp trong thực tế có lực nhớt tuân theo giả thiết Niutơn, được gọi là chất lỏng Niutơn. Ngoài ra còn có các chất lỏng mà lực nhớt của nó không tính được theo giả thiết Niutơn, gọi là chất lỏng không Niutơn.5 Tính dãn nở vì nhiệt Khi nhiệt độ chất lỏng thay đổi thì thể tích của nó thay đổi. Hệ số dãn nở theo nhiệt độ t biểu thị sự biến đổi tương đối của thể tích chất lỏng V ứng với nhiệt độ 10C: 1 V (2.12) t  V t Tương tự trên ta có sự thay đổi của khối lượng riêng: 0 (2.13)  1   t t Trong đó  và 0 là khối lượng riêng ứng với nhiệt độ to và to0 2.6 Các lực tác động trong chất lỏng- áp suất Tất cả các lực tác động trong chất lỏng đều có thể chia làm hai loại: Lực khối và lực mặt. Lực khối là lực tác động lên tất cả các phân tố chất lỏng trong khối chất lỏng khảo sát.