Nghiên cứu cường độ ứng suất trên dầm composite nhiều lớp tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

1.3. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

1.4. Nội dung nghiên cứu

1.5. Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu

1.6. Phương pháp nghiên cứu

1.7. Điểm mới của luận văn và giá trị thực tiễn

2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU COMPOSITE

2.1. Giới thiệu chung về vật liệu composite

2.2. Khái niệm vật liệu composite

2.3. Lịch sử phát triển

2.4. Xu hướng phát triển của vật liệu composite trong tương lai

2.5. Các thành phần cấu tạo và phân loại vật liệu composite

2.5.1. Thành phần cấu tạo

2.5.2. Liên kết nền – cốt

2.5.3. Composite cấu trúc dạng lớp

2.6. Ứng dụng của vật liệu composite

2.6.1. Trong lĩnh vực thể thao

2.6.2. Trong lĩnh vực hàng không

2.6.3. Trong các lĩnh vực khác

2.7. Phản ứng kết nối ngang

2.8. Vùng chuyển tiếp trong composite

2.9. Công nghệ chế tạo composite

2.9.1. Ưu - nhược điểm của phương pháp lát tay

2.9.2. Composite sợi ngắn

3. CHƯƠNG III: CƠ SỞ PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CƠ TÍNH CỦA COMPOSITE

3.1. Tỷ lệ nền – cốt

3.2. Lý thuyết dầm chịu uốn của vật liệu đồng nhất

3.3. Đặc tính uốn của composite

3.4. Tính toán mô đun đàn hồi của composite sợi ngắn

3.5. Các lý thuyết về sự truyền ứng suất

3.5.1. Ứng suất bình quân sợi

3.5.2. Ảnh hưởng của vật liệu nền

3.5.3. Các lý thuyết tính toán độ bền và mô đun đàn hồi uốn của composite sợi ngắn phân bố ngẫu nhiên

3.6. Phương trình Halpin – Tsai

3.7. Lý thuyết tính toán thuộc tính của composite cốt sợi ngẫu nhiên dựa trên các kết quả tính toán thuộc tính composite đơn hướng

3.8. Hệ số ảnh hưởng của sợi

3.9. Mô hình của Christensen and Waal's

3.10. Mô hình Pan's

3.11. Hàm tỷ trọng của sợi

4. CHƯƠNG IV: MÔ TẢ THÍ NGHIỆM

4.1. Vật liệu chế tạo composite

4.2. Quy trình chế tạo composite bằng phương pháp lát tay

4.3. Thí nghiệm 3 điểm uốn

4.4. Các mẫu composite đã được chế tạo và thí nghiệm

5. CHƯƠNG V: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

5.1. Mối liên hệ giữa lực và chuyển vị

5.2. Thuộc tính cơ khí của các mẫu thí nghiệm chịu uốn

5.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ sợi đến độ bền uốn

5.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ sợi đến mô đun đàn hồi uốn

5.5. So sánh, đánh giá kết quả thí nghiệm của độ bền uốn và mô đun đàn hồi uốn với các mô hình lý thuyết

5.5.1. So sánh kết quả độ bền uốn giữa thí nghiệm và lý thuyết hòa trộn

5.5.2. So sánh, đánh giá kết quả mô đun đàn hồi uốn giữa thí nghiệm và lý thuyết hòa trộn

5.5.3. So sánh, đánh giá kết quả mô đun đàn hồi uốn giữa thí nghiệm và lý thuyết Christensen and Waal's

5.6. Đánh giá sự phá hủy của các mẫu composite qua các ảnh SEM

6. CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

6.1. Tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn

6.2. Hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về cường độ ứng suất trên dầm composite

Nghiên cứu cường độ ứng suất trên dầm composite nhiều lớp là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ chế tạo máy. Cường độ ứng suất là một trong những yếu tố quyết định đến khả năng chịu tải và độ bền của dầm composite. Việc phân tích cường độ ứng suất giúp xác định các thông số kỹ thuật cần thiết cho thiết kế và ứng dụng trong thực tiễn. Đặc biệt, trong bối cảnh hiện nay, khi mà vật liệu composite ngày càng được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội như nhẹ, bền và khả năng chống ăn mòn, việc nghiên cứu này càng trở nên cần thiết. Theo các nghiên cứu trước đây, cường độ ứng suất của dầm composite phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ lệ sợi, cấu trúc lớp và loại nhựa nền. Do đó, việc tìm hiểu sâu về các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất của dầm composite.

II. Phân tích vật liệu composite và ứng dụng

Vật liệu composite được cấu tạo từ hai hoặc nhiều thành phần khác nhau, trong đó sợi và nhựa nền là hai thành phần chính. Vật liệu composite có khả năng kết hợp các ưu điểm của từng thành phần, tạo ra những sản phẩm có tính năng vượt trội. Trong nghiên cứu này, dầm composite nhiều lớp được chế tạo từ sợi thủy tinh và nhựa epoxy. Kỹ thuật xây dựng và công nghệ vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc chế tạo và cải thiện các thuộc tính cơ học của dầm composite. Các ứng dụng của dầm composite rất đa dạng, từ xây dựng công trình đến sản xuất thiết bị công nghiệp. Việc nghiên cứu và phát triển vật liệu composite không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

III. Phương pháp nghiên cứu và thí nghiệm

Phương pháp nghiên cứu trong luận văn này bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm uốn theo tiêu chuẩn ASTM 790. Các mẫu dầm composite được chế tạo với tỷ lệ sợi khác nhau để phân tích ảnh hưởng của tỷ lệ này đến cường độ ứng suất và mô đun đàn hồi. Thí nghiệm ứng suất được thực hiện trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Kết quả thu được từ thí nghiệm sẽ được so sánh với các mô hình lý thuyết để đánh giá độ chính xác và tính khả thi của các phương pháp tính toán. Việc áp dụng mô hình hóa và phân tích ứng suất sẽ giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dầm composite, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc thiết kế và sản xuất.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng cường độ ứng suất và mô đun đàn hồi của dầm composite tăng lên khi tỷ lệ sợi gia cường tăng. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của sợi trong việc cải thiện các thuộc tính cơ học của vật liệu composite. So sánh giữa kết quả thí nghiệm và lý thuyết cho thấy có sự khác biệt, tuy nhiên, các kết quả vẫn nằm trong khoảng chấp nhận được. Sự khác biệt này có thể do các yếu tố như chiều dài sợi không đồng đều và sự phân bố không đồng nhất của sợi trong dầm composite. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc cải thiện thiết kế dầm composite mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho các ứng dụng trong tương lai.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về cường độ ứng suất trên dầm composite nhiều lớp đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa tỷ lệ sợi và cấu trúc lớp có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của vật liệu composite. Các kết quả thu được từ nghiên cứu này có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chi phí sản xuất. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là cần mở rộng phạm vi nghiên cứu với các loại sợi và nhựa nền khác nhau để tìm ra những giải pháp tối ưu hơn cho công nghệ chế tạo máy. Việc phát triển các mô hình lý thuyết chính xác hơn cũng là một hướng đi quan trọng để nâng cao độ tin cậy trong thiết kế và ứng dụng của dầm composite.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu cường độ ứng suất trên dầm composite nhiều lớp