Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Ảnh hưởng của thông số công nghệ và kích thước cối trong dập thủy tĩnh phôi tấm

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đắc Trung
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kĩ thuật
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Thông Số Công Nghệ Và Kích Thước Cối Đến Dập Thủy Tĩnh Phôi Tấm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH BẰNG CHẤT LỎNG CAO ÁP
• 1.1. Khái quát công nghệ dập bằng chất lỏng cao áp
• 1.2. Công nghệ dập thủy cơ
• 1.3. Công nghệ dập thủy tĩnh
• 1.4. Tổng quan về kết quả nghiên cứu về công nghệ dập thủy tĩnh phôi tấm
• 1.4.1. Trên thế giới
• 1.4.2. Tại Việt Nam
• 1.5. Phân tích đánh giá các nghiên cứu hiện nay
• 1.6. Cơ sở lý thuyết về dập thủy tĩnh phôi tấm
• 1.6.1. Quá trình DTT phôi tấm
• 1.6.2. Giai đoạn biến dạng tự do
• 1.6.3. Giai đoạn điền đầy lòng cối
• 1.7. Thông số hình học khuôn, phôi
• 1.8. Xác định mục tiêu và đối tượng nghiên cứu của luận án
• 1.9. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU BẰNG MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP THỦY TĨNH PHÔI TẤM
• 2.1. Mô phỏng số trong gia công áp lực
• 2.2. Ưu điểm của mô phỏng số
• 2.3. Xác định, lựa chọn phần mềm mô phỏng số
• 2.4. Nghiên cứu quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm với phần mềm Dynaform
• 2.4.1. Lựa chọn chi tiết
• 2.4.2. Vật liệu phôi
• 2.4.3. Thiết lập bài toán
• 2.4.4. Các thông số đầu vào và đầu ra của bài toán mô phỏng
• 2.4.5. Xác định miền áp suất chặn thích hợp
• 2.4.6. Khảo sát quan hệ giữa áp suất chặn Qch và áp suất tạo hình Pth
• 2.4.7. Khảo sát quan hệ áp suất chặn Qch với bán kính sản phẩm Rd
• 2.4.8. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất chặn Qch đến mức độ biến mỏng lớn nhất γmax của sản phẩm
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM
• 3.1. Xây dựng hệ thống thực nghiệm
• 3.1.1. Khuôn thực nghiệm
• 3.1.2. Bộ cấp chất lỏng cao áp
• 3.1.3. Máy ép thủy lực
• 3.1.4. Hệ thống đo thông số công nghệ
• 3.1.5. Lắp ráp kết nối hệ thống thực nghiệm
• 3.2. Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống thực nghiệm
• 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm
• 3.4. Thử nghiệm và so sánh với kết quả mô phỏng số
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ DẬP THỦY TĨNH PHÔI TẤM
• 4.1. Giới thiệu về phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 4.2. Xác định các yếu tố đầu vào và đầu ra của bài toán thực nghiệm
• 4.3. Xây dựng mối quan hệ toán học giữa các thông số (Qch, H*, S*) và (Rd, γmax, Pth)
• 4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số (Qch, H*, S*) đến bán kính đáy Rd của sản phẩm
• 4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số (Qch, H*, S*) đến mức độ biến mỏng lớn nhất của sản phẩm γmax
• 4.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số (Qch, H*, S*) đến áp suất chất lỏng tạo hình Pth
• 4.7. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về công nghệ dập tạo hình bằng chất lỏng cao áp

Công nghệ dập tạo hình bằng chất lỏng cao áp (HPF) là một phương pháp hiện đại trong ngành cơ khí, cho phép tạo hình các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao. Nghiên cứu này tập trung vào dập thủy tĩnh (DTT), một nhánh của công nghệ này, sử dụng áp suất chất lỏng để biến dạng phôi. Thông số công nghệ như áp suất chặn và chiều sâu cối có ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo hình. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả. Theo các nghiên cứu trước đây, DTT đã được áp dụng thành công trong sản xuất các chi tiết ô tô, cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ này trong ngành công nghiệp hiện đại.

1.1 Khái quát công nghệ dập bằng chất lỏng cao áp

Dập tạo hình bằng chất lỏng cao áp là một quá trình sử dụng chất lỏng có áp suất cao để tạo hình vật liệu. Công nghệ dập thủy tĩnh cho phép tạo hình các chi tiết rỗng và phức tạp, đặc biệt là với các vật liệu khó biến dạng. Quy trình dập này không chỉ giúp tiết kiệm nguyên liệu mà còn giảm thiểu số lượng công đoạn sản xuất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh thông số công nghệ như áp suất chặn và chiều sâu cối có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dập thủy tĩnh.

1.2 Công nghệ dập thủy tĩnh

Dập thủy tĩnh là một phương pháp sử dụng áp suất chất lỏng để tạo hình phôi. Hiệu suất dập phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm áp suất chất lỏng, hình dạng cối và vật liệu phôi. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể dẫn đến việc sản xuất các sản phẩm có chất lượng cao hơn. Phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến quá trình dập là cần thiết để phát triển các ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp. Các nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ DTT có thể giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả.

II. Nghiên cứu bằng mô phỏng số quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm

Mô phỏng số là một công cụ mạnh mẽ trong việc nghiên cứu và phân tích quá trình dập thủy tĩnh. Phương pháp này cho phép đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ mà không cần thực hiện thử nghiệm thực tế ngay lập tức. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng như Dynaform giúp xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình dập. Nghiên cứu cho thấy rằng mô phỏng số có thể dự đoán chính xác các biến số như áp suất tạo hình và mức độ biến mỏng của sản phẩm. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí cho các thử nghiệm thực nghiệm.

2.1 Giới thiệu về mô phỏng số

Mô phỏng số trong gia công áp lực là một phương pháp hiện đại giúp phân tích và dự đoán kết quả của quá trình dập. Ưu điểm của mô phỏng số là khả năng mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau mà không cần phải thực hiện thử nghiệm thực tế. Điều này giúp các nhà nghiên cứu có thể nhanh chóng điều chỉnh các thông số công nghệ để đạt được kết quả tối ưu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mô phỏng số có thể giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường hiệu quả trong quá trình sản xuất.

2.2 Nghiên cứu quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm với phần mềm Dynaform

Phần mềm Dynaform được sử dụng để mô phỏng quá trình dập thủy tĩnh phôi tấm. Xác định miền áp suất chặn và áp suất tạo hình là rất quan trọng trong quá trình này. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Các kết quả từ mô phỏng số đã được so sánh với kết quả thực nghiệm, cho thấy tính chính xác và độ tin cậy của phương pháp mô phỏng trong việc dự đoán các biến số quan trọng trong quá trình dập.

III. Hệ thống và phương pháp đánh giá thực nghiệm

Hệ thống thực nghiệm được xây dựng để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến quá trình dập thủy tĩnh. Hệ thống này bao gồm khuôn thực nghiệm, bộ cấp chất lỏng cao áp và máy ép thủy lực. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm được xác định rõ ràng, giúp đảm bảo tính chính xác trong quá trình thử nghiệm. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng hệ thống thực nghiệm có thể cung cấp những dữ liệu quý giá để phân tích và tối ưu hóa quy trình dập. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.1 Xây dựng hệ thống thực nghiệm

Hệ thống thực nghiệm được thiết kế để thực hiện các thử nghiệm dập thủy tĩnh. Khuôn thực nghiệm và bộ cấp chất lỏng cao áp được lắp đặt để đảm bảo quá trình dập diễn ra chính xác. Việc lắp ráp và kết nối các thiết bị trong hệ thống là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác trong quá trình thử nghiệm. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm được xác định rõ ràng, giúp đảm bảo rằng các kết quả thu được là đáng tin cậy.

3.2 Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống thực nghiệm

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm trong hệ thống thực nghiệm bao gồm áp suất tạo hình, bán kính đáy sản phẩm và mức độ biến mỏng. Thử nghiệm và so sánh với kết quả mô phỏng số là cần thiết để xác định tính chính xác của các phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu cho thấy rằng việc đánh giá các chỉ tiêu này có thể giúp cải thiện quy trình dập và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

IV. Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ dập thủy tĩnh phôi tấm

Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến khả năng tạo hình trong dập thủy tĩnh. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được áp dụng để xác định các yếu tố đầu vào và đầu ra của bài toán thực nghiệm. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số như áp suất chặn, chiều sâu cối và chiều dày phôi đến chất lượng sản phẩm là rất quan trọng. Kết quả từ nghiên cứu thực nghiệm sẽ cung cấp những thông tin quý giá để tối ưu hóa quy trình dập và nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1 Giới thiệu về phương pháp quy hoạch thực nghiệm

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm là một công cụ hữu ích trong việc nghiên cứu và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dập. Xác định các yếu tố đầu vào và đầu ra của bài toán thực nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác trong quá trình nghiên cứu. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng phương pháp này có thể giúp tối ưu hóa các thông số công nghệ và nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến bán kính đáy sản phẩm

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số như áp suất chặn và chiều sâu cối đến bán kính đáy sản phẩm là rất quan trọng. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Việc phân tích mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và chất lượng sản phẩm sẽ giúp tối ưu hóa quy trình dập và nâng cao hiệu quả sản xuất.