Tài liệu Nghiên cứu công nghệ dập tạo hình đồng thời cặp chi tiết dạng tấm mỏng bằng nguồn chất lỏng áp suất cao

  • Số trang: 27 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 431 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

BỘ CÔNG THƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ NCS. ĐINH VĂN DUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH ĐỒNG THỜI CẶP CHI TIẾT DẠNG TẤM MỎNG BẰNG NGUỒN CHẤT LỎNG ÁP SUẤT CAO CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 62.52.01.03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2016 Công trình được hoàn thành tại Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. PHẠM VĂN NGHỆ 2. TS. TRẦN ANH QUÂN Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án cấp Viện Họp tại: Viện nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công thương Tòa nhà trụ sở chính, Số 4 đường Phạm Văn Đồng– Q. Cầu giấy – Hà nội Vào hồi…. giờ, ngày….tháng…. năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Viện Nghiên cứu Cơ khí; 2. Thư viện Viện Máy và Dụng cụ Công nghiệp (IMI); 3. Thư viện Quốc gia Việt Nam. 1 A. MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài Gia công áp lực (GCAL) là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí. Ở các quốc gia phát triển, GCAL chiếm tỷ trọng rất lớn trong chế tạo thiết bị, cho phép tạo ra các chi tiết từ phôi dạng tấm, ống, hay nguyên khối có hình dạng đơn giản hoặc phức tạp với năng suất cao, chất lượng tốt, tiết kiệm vật liệu. Các yêu cầu hiện đại đối với sản phẩm như tiết giảm khối lượng, nâng cao độ bền, sáng tạo mẫu mã, tinh chỉnh đặc tính với các biên dạng bề mặt phức tạp,… khiến cho các phương pháp GCAL truyền thống gặp nhiều khó khăn. Chúng bị hạn chế hoặc thậm chí không khả thi trong việc chế tạo các chi tiết từ vật liệu khó biến dạng hơn, có độ phức tạp, chính xác, cơ tính ngày càng cao hơn,… Công nghệ dập tạo hình thủy lực - DTHTL (Dập thủy cơ – Dập thủy tĩnh) đã và đang được nghiên cứu phát triển mạnh ở các quốc gia hàng đầu về công nghiệp, là một trong số những phương pháp và phương tiện mới cho phép vượt qua những giới hạn của công nghệ GCAL truyền thống. Công nghệ này đã và đang được ứng dụng rộng rãi tại các nước phát triển trên thế giới, trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp ôtô, hàng không và quốc phòng. Công nghệ dập thủy tĩnh (DTT) cặp phôi là một hướng nghiên cứu mới trong công nghệ dập tạo hình thủy lực, công nghệ này cho phép dập các chi tiết rỗng có hình dạng phức tạp chỉ sau một chu trình tạo hình, nâng cao năng suất so với dập tấm đơn (được 02 chi tiết sau một lần dập với cặp phôi không hàn), tạo hình được các chi tiết rỗng đa hướng trong không gian, từ các vật liệu khó biến dạng… Hiện nay, tại Việt nam chưa có một công trình nào tập trung nghiên cứu về hướng công nghệ này, cụ thể là những nghiên cứu về cơ sở lý thuyết, hệ thống thiết bị, các thông số công nghệ và thông số dụng cụ ảnh hưởng đến quá trình tạo hình. Do đó, “Nghiên cứu công nghệ dập tạo hình đồng thời cặp chi tiết dạng tấm mỏng bằng nguồn chất lỏng áp suất cao” chính là nội dung trọng tâm và tên của luận án này. 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án  Mục đích của luận án - Nắm bắt và từng bước làm chủ công nghệ dập tạo hình đồng thời cặp chi tiết dạng tấm mỏng bằng nguồn chất lỏng áp suất cao, tạo điều kiện sớm áp dụng vào thực tiễn công nghiệp trong nước, thông qua: - Xác định ảnh hưởng cũng như tìm ra quy luật tác động của các thông số công nghệ trong quá trình dập tạo hình thủy tĩnh; - Xây dựng miền làm việc và phương trình quan hệ của các thông số chính: áp suất lòng cối, lực chặn đến chiều sâu tương đối, biến mỏng sản phẩm và bán kính lòng trong của sản phẩm; - Xác định ảnh hưởng của hình dạng cối (cụ thể là bán kính góc lượn của cối) đến quá trình tạo hình. 2  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án: Luận án tập trung nghiên cứu công nghệ dập tạo hình thủy tĩnh cặp chi tiết áp dụng trên đối tượng cụ thể: Chi tiết hình cầu đường kính 50mm chiều dày 1 mm và mô hình chi tiết thanh chữ B của xe ô tô (B-pillar) chiều dày 0,8 mm, với vật liệu phôi là thép tấm DC04. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong miền: - Áp suất tạo hình (áp suất lòng cối) pth= 0÷500 Bar - Lực chặn (lực đóng khuôn) Qch= 0÷1150kN - Bán kính góc lượn miệng cối (DTT thanh B) rcB=1; 2; 3 mm - Chiều dày phôi DTT chi tiết cầu S0C=1 mm, DTT thanh B S0B=0.8 mm 3. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm, cụ thể: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết công nghệ DTT dựa trên tổng hợp và phân tích từ các tài liệu, các công trình đã công bố trong và ngoài nước. - Sử dụng công cụ mô phỏng số để đánh giá sơ bộ ảnh hưởng các thông số công nghệ, sàng lọc để xác định miền làm việc hiệu quả là cơ sở ban đầu cho quá trình thực nghiệm. - Phát triển hệ thống thực nghiệm phù hợp với mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Xây dựng phương án khai thác các thiết bị đo, phần mềm sẵn có ở Việt nam để đo và xử lý số liệu đảm bảo chính xác và tin cậy, sẵn sàng áp dụng được trong điều kiện thực tế tại Việt Nam. - Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ và hình học trong quá trình tạo hình bằng phương pháp sử dụng nguồn chất lỏng cao áp. - Phân tích, tổng hợp, đánh giá kết quả thực nghiệm, đối chứng với cơ sở lý thuyết và biện luận. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn  Ý nghĩa khoa học - Hệ thống hoá (trên cơ sở tổng hợp và phân tích) các cơ sở lý thuyết, nguyên lý hệ thống thiết bị, nghiên cứu phương pháp và qui trình mô phỏng số, phương pháp thiết kế, xây dựng hệ thống thực nghiệm làm cơ sở cho việc phát triển công nghệ. - Xác định được các quy luật tác động của các thông số công nghệ (lực chặn, áp suất lòng cối) và thông số hình học của dụng cụ (bán kính lượn miệng cối) đến quá trình tạo hình thủy tĩnh cặp phôi tấm hàn và không hàn góp phần xây dựng các cơ sở khoa học, từ đó cho phép nắm bắt và từng bước làm chủ công nghệ này, cũng như làm tiền để để tiến tới tối ưu hoá các thông số công nghệ ở các nghiên cứu tiếp sau. 3 - Các kết quả nghiên cứu đóng góp cơ sở khoa học cho các hướng nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo và có thể dùng làm tài liệu tham khảo trong đào tạo chuyên ngành tạo hình biến dạng  Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng thành công hệ thống thực nghiệm phù hợp với điều kiện trang thiết bị, cơ sở vật chất trong nước. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển hệ thống thiết bị phục vụ nghiên cứu và sản xuất ở Việt Nam. - Kết quả nghiên cứu có thể triển khai trong công nghiệp ôtô, sản xuất hàng tiêu dùng, dụng cụ y tế, quốc phòng, … phục vụ chủ động sản xuất trong nước một cách hiệu quả với năng suất và chất lượng nâng cao. - Các kết quả nghiên cứu về công nghệ tạo hình chi tiết từ cặp phôi tấm hàn, phôi tấm không hàn bằng công nghệ sử dụng chất lỏng cao áp, giúp các nhà kỹ thuật có cơ sở trong việc phát triển hệ thống thiết bị, lựa chọn nhanh bộ thông số công nghệ hợp lý áp dụng vào việc thiết kế sản phẩm và khuôn mẫu đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo tính công nghệ. 5. Các đóng góp mới của luận án - Mô hình hoá được mối quan hệ giữa chiều sâu tương đối HB, HC và mức độ biến mỏng Ɛ của sản phẩm tạo hình với các thông số công nghệ trong hai trường hợp DTT cặp phôi tấm hàn và phôi tấm không hàn. Từ đó có thể lựa chọn được thông số công nghệ đầu vào phù hợp trong quá trình DTT chi tiết, cũng như làm tiền đề để tối ưu hoá các thông số công nghệ về sau. - Phân tích, xác định và nắm được bản chất ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính (áp suất, lực chặn) đến chiều sâu tương đối, mức độ biến mỏng sản phẩm, bán kính lòng trong chi tiết Ri. - Phân tích, xác định và nắm được bản chất ảnh hưởng thông số hình học của dụng cụ - khuôn (cụ thể là của bán kính góc lượn miệng cối r cBi) đến quá trình tạo hình sản phẩm (ảnh hưởng rcBi đến áp suất tạo hình pth, áp suất hiệu chỉnh phc, mức độ biến mỏng Ɛ) - Phát triển được hệ thống thực nghiệm phù hợp với điều kiên nghiên cứu trong nước, làm cơ sở áp dụng cho sản xuất công nghiệp ở Việt Nam. 6. Bố cục của luận án Luận án gồm phần mở đầu, kết luận và năm chương nội dung: Chương 1. Tổng quan về công nghệ dập tạo hình thủy lực Chương 2. Cơ sở lý thuyết và hệ thống thiết bị trong dập tạo hình thủy tĩnh Chương 3. Mô phỏng số quá trình dập tạo hình thủy tĩnh Chương 4. Xây dựng hệ thống thực nghiệm Chương 5. Thực nghiệm và đánh giá kết quả 4 B. NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH THỦY LỰC 1.1. Những nét chung về công nghệ dập tạo hình thủy lực Dập tạo hình thủy lực là một quá trình tạo hình vật liệu mà sử dụng chất lỏng áp suất cao (dầu, nước) tác dụng trực tiếp vào bề mặt phôi, làm biến dạng dẻo phôi để tạo hình chi tiết. 1.2. Các công nghệ trong dập tạo hình thủy lực Trong công nghệ dập tạo hình thủy lực, tùy theo tính chất, tác dụng của dụng cụ gây biến dạng (chày-cối) mà người ta phân loại ra thành: Dập thủy cơ và dập thủy tĩnh. 1.3. Công nghệ dập tạo hình thủy tĩnh cặp phôi tấm 1.3.1. Đặc điểm công nghệ Dập thủy tĩnh cặp phôi là phương pháp sử dụng nguồn chất lỏng áp suất cao bơm vào giữa hai phôi (cặp phôi tấm ban đầu), áp suất chất lỏng sẽ tác dụng đồng thời lên hai phôi làm biến dạng dẻo phôi theo biên dạng của lòng cối. Công nghệ này còn khá mới mẻ, hiện nay dập thủy tĩnh cặp phôi chủ yếu được ứng dụng trong công nghiệp ô tô, công nghiệp quốc phòng, hóa chất... Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý DTT và một số ứng dụng của công nghệ 1.3.2. Những kết quả nghiên cứu về dập thủy tĩnh cặp phôi tấm 1.3.2.1. Trên thế giới Công nghệ DTT để chế tạo các chi tiết rỗng có hình dạng phức tạp từ cặp phôi tấm đã được nghiên cứu phát triển bởi Kleiner tại Đại học Dortmund trong khoảng đầu những năm 1990. Các nhà khoa học trên thế giới chủ yếu tập trung nghiên cứu những nội dung sau: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đầu vào; nghiên cứu về ứng suất dư và hiện tượng đàn hồi; nghiên cứu các giải pháp công nghệ; nghiên cứu tích hợp quá trình công nghệ. 1.3.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt nam Với những ưu điểm nổi trội so với công nghệ GCAL truyền thống, DTHTL đã được các nhà khoa học tại Việt nam quan tâm từ khoảng hơn 10 năm trở lại đây, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào khảo sát quá trình DTT phôi ống, phôi tấm đơn và quá trình DTC. Những nghiên cứu này được thực hiện thông qua các đề tài cấp Nhà nước, cấp Bộ, các luận án Tiến sỹ, luận văn Thạc sỹ. Tuy nhiên, nghiên cứu riêng về công nghệ DTT để chế tạo các chi tiết rỗng từ cặp phôi tấm tại Việt nam vẫn còn rất mới mẻ, những nghiên mới chỉ ở giai đoạn tìm hiểu công nghệ ban đầu. 5 1.4. Xác định vấn đề cần nghiên cứu Qua phân tích các công trình của các nhà khoa học trong nước và trên thế giới, luận án đã xác định được các nội dung cần nghiên cứu: - Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ (lực chặn, áp suất lòng cối) đến quá trình DTT chi tiết từ cặp phôi tấm hàn, không hàn và so sánh hai quá trình với nhau để các nhà kỹ thuật có căn cứ lựa chọn phương pháp phù hợp. - Nghiên cứu ảnh hưởng của lực chặn và áp suất lòng cối đến mức độ biến mỏng của chi tiết trong miền tạo hình thành công. - Nghiên cứu ảnh hưởng của bán kính lượn mép cối (thông số dụng cụ) đến quá trình tạo hình. - Xác định và xây dựng mối quan hệ áp suất tạo hình và lực chặn đến chiều sâu tương đối và ảnh hưởng của thông số này đến bán kính lòng trong của chi tiết trong quá trình tạo hình. - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị dập tạo hình thủy tĩnh phù hợp với điều kiện Việt nam. Để thực hiện những nội dung nghiên cứu này luận án đã lựa chọn đối tượng nghiên cứu là DTT chi tiết hình cầu, S0C=1 mm và DTT mô hình chi tiết thanh B của xe ô tô từ phôi tấm S0B=0.8 mm, vật liệu là DC 04. Bản vẽ chi tiết của đối tượng nghiên cứu, hình 1.3: 5 R3 1 R2 Chi tiết cầu Chi tiết thanh B Hình 1.2. Chi tiết nghiên cứu Việc lựa chọn 02 chi tiết có đặc điểm khác nhau sẽ làm cho kết quả nghiên cứu có tính tổng quát và đây là những chi tiết có hình dạng đặc trưng, thường gặp trong thực tế. Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở khoa học cho các nhà thiết kế nắm được các quy luật tác động và xác định các thông số công nghệ cần thiết ứng dụng trong thực tế sản xuất. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Công nghệ DTT cặp phôi có khả năng ứng dụng rất lớn trong thực tế để sản xuất các chi tiết rỗng có hình dạng phức tạp, công nghệ này thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Trên cơ sở tổng hợp, phân tích kết quả nghiên cứu về công nghệ này luận án đã xác định được các vấn đề cần nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà kỹ thuật nắm bắt và 6 từng bước làm chủ công nghệ dập tạo hình đồng thời cặp chi tiết dạng tấm mỏng bằng nguồn chất lỏng áp suất cao, tạo điều kiện sớm áp dụng vào thực tiễn công nghiệp trong nước. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG DẬP TẠO HÌNH THỦY TĨNH 2.1. Cơ sở lý thuyết về dập tạo hình thủy tĩnh 2.1.1 Trạng thái ứng suất biến dạng Khi nghiên cứu về công nghệ này ta phải nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng trong quá trình dập thủy tĩnh, nghiên cứu quá trình DTT ở trạng thái tạo hình tự do (free hydroforming) chi tiết từ cặp vật liệu tấm có thể xác định trường ứng suất biến dạng của phôi. Dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh, phôi sẽ được kéo từ vành vào trong lòng cối để tạo hình chi tiết. Do tính chất đối xứng nên ta chỉ xem xét một nửa phôi. Có thể phân biệt 4 vùng trên vật biến dạng với các cơ chế biến dạng tích cực khác nhau. Hình 2.1. Các vùng biến dạng trên phôi Trạng thái ứng suất và biến dạng trong quá trình dập thủy tĩnh có các vùng khác nhau trên sản phẩm: Vành phôi (vùng A), phần bán kính góc lượn của cối (vùng B), phần thân sau khi đi qua góc lượn miệng cối (vùng C), phần tự do trong lòng cối thủy tĩnh (vùng P). Qua phân tích các vùng biến dạng cho thấy vùng tự do (Vùng P) là phần nguy hiểm nhất do phần này chịu ứng suất kéo theo hai chiều nên bị biến mỏng mãnh liệt dẫn đến khả năng rách tại phần đỉnh của chi tiết. 2.1.2. Áp suất thủy tĩnh tạo hình Áp suất tạo hình có thể được tính sơ bộ theo công thức: 2. 𝑠0 . 𝑅𝑚 (2.1) 𝑝𝑡ℎ = 𝑠0 . 10 [𝑏𝑎𝑟] (𝑟𝑚𝑖𝑛 − ) 2 Trong đó: s0 – Chiều dày phôi; Rm – giới hạn bền; rmin– Bán kính nhỏ nhất đáy sản phẩm 2.1.3. Lực chặn phôi Tính toán lực chặn phôi: Qch = k.p.A (2.2) Trong đó: k – hệ số (k=1.1÷1.3); p – Áp suất tạo hình; A – Diện tích hình chiếu bề mặt lòng cối. 7 2.1.4. Bán kính lượn mép cối Trị số bán kính lượn của cối khi dập vuốt hình trụ có thể xác định theo công thức: (2.3) Rc  0.8 ( D  d ) s Trong đó: D - Đường kính phôi; d - Đường kính sản phẩm; s - Chiều dày vật liệu Trường hợp chi tiết hình hộp trị số bán kính lượn của cối có thể xác định theo công thức: Rc = 0,035. [50 + 2. (H − r)]. √s mm (2.4) Trong đó: r - Bán kính lượn giữa thành và đáy; h - Chiều cao phần thân vật dập; H= h + r - Chiều cao toàn thể của sản phẩm; s - Chiều dày vật liệu 2.2. Các thiết bị trong hệ thống dập tạo hình thủy lực áp suất cao Để có thể thực hiện được công nghệ này, ngoài khuôn dập thì hệ thống các thiết bị trong quá trình tạo hình thủy lực có các thành phần sau: - Máy ép thủy lực (METL). - Thiết bị thủy lực: Hệ thống tăng áp, hệ thống điền đầy, hệ thống xilanh dọc trục, hệ thống xử lý chất lỏng. - Hệ thống điều khiển, đo lường các thống số công nghệ. Hình 2.2. Các thành phần chung của một hệ thống DTHTL KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Quá trình nghiên cứu về ứng suất và biến dạng tại các vùng khác nhau trong công nghệ DTT cho thấy: Có thể tính toán được ứng suất và biến dạng cũng như áp suất thủy tĩnh ở giai đoạn tạo hình tự do, tuy nhiên việc tính toán áp suất tạo hình cần thiết ở giai đoạn phôi chạm đáy cối gặp nhiều khó khăn. Các cơ sở lý thuyết cũng chưa đề cập đến quan hệ áp suất lòng cối (pth, phc), lực chặn với mức độ biến mỏng, bán kính lòng trong của sản phẩm cũng như đến chiều sâu tương đối trong quá trình DTT; ảnh hưởng của thông số dụng cụ (bán kính góc lượn miệng cối) đến quá trình tạo hình (áp suất lòng cối, biến mỏng sản phẩm) cũng chưa được nghiên cứu. Do đó, cần thiết phải sử dụng phương pháp mô phỏng số để xác định ảnh hưởng cũng như giới hạn vùng làm việc của các thông số công nghệ, phục vụ nghiên cứu thực nghiệm. Ngoài ra, từ những nghiên cứu về thiết bị trong quá trình dập thủy tĩnh trong nội dung chương này sẽ cho phép xác định và lựa chọn các thành phần cần thiết của hệ thống thực nghiệm của luận án. 8 CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH DẬP TẠO HÌNH THỦY TĨNH 3.1. Mô phỏng số trong gia công áp lực Mô phỏng số sẽ giúp xác định ảnh hưởng các thông số công nghệ cũng như dự báo các sai hỏng có thể xảy ra trong quá trình DTT. Luận án lựa chọn phần mềm Dynaform để phục vụ nghiên cứu. 3.2. Nghiên cứu quá trình DTT bằng phần mềm mô phỏng số Dynaform 3.2.1. Vật liệu chi tiết mô phỏng Vật liệu là thép DC04, các tính chất của vật liệu thực nghiệm như sau: Bảng 3.1. Đặc tính kỹ thuật của thép DC04 Mác thép DC04 Rm(N/mm2) 314-412 Cơ tính Re(N/mm2) 210-220 δ (%) 38 Mác tương đương Russia-GOST 08kp Japan-JIS SPCE Chiều dày vật liệu phôi thực nghiệm sử dụng: Chi tiết cầu S0C = 1.0 mm; mô hình thanh B, S0B = 0.8 mm. 3.2.2. Thiết lập quá trình và mô phỏng DTT Trình tự mô phỏng được tiến hành theo các bước:Xây dựng mô hình hình học; chia lưới mô hình PTHH; lựa chọn mô hình vật liệu; thiết lập các điều kiện biên; mô phỏng và đánh giá kết quả. Chi tiết cầu và thanh B được DTT từ cặp phôi gồm hai nửa đối xứng nhau, do đó để rút ngắn thời gian mô phỏng, tiến hành mô phỏng ½ chi tiết. 3.3. Kết quả nghiên cứu bằng mô phỏng số 3.3.1. Chi tiết cầu 3.3.1.1. Ảnh hưởng của lực chặn Qch đến quá trình DTT - Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng với Qch ≤ 72 kN thì chi tiết DTT bị nhăn phần vành khi áp suất trong lòng cối (áp suất tạo hình) tăng (hình 3.1a). -Với lực chặn Qch ≥156 kN (hình 3.1b), vùng màu đỏ tăng lên và tập trung tại phần đỉnh của chi tiết, điều này cho thấy chi tiết dập bị biến mỏng mãnh liệt và có xu hướng rách ở phần đỉnh cầu khi áp suất tạo hình tăng. -Với lực chặn nằm trong khoảng Qch = (79.5÷148)kN, chi tiết dập tạo hình thành công với các giá trị áp suất hiệu chỉnh xác định - áp suất cần thiết để phôi hoàn toàn biến dạng dẻo theo biên dạng lòng cối (kết quả mô phỏng tại Qch=79.5 kN với phc= 350 bar, hình 3.1c). a) Qch= 72kN b)Qch= 156kN c) Qch=79.5 kN- phc= 350 bar Hình 3.1.Sản phẩm DTT tại lực chặn Qch= 72kN 9 Tiến hành mô phỏng trong khoảng lực chặn trên để xác định các giá trị áp suất hiệu chỉnh cần thiết DTT thành công chi tiết. Đồ thị hình 3.2 biểu diễn mối quan hệ giữa lực chặn và áp suất hiệu chỉnh được xác định từ mô phỏng: Hình 3.2. Đồ thị quan hệ lực chặn và áp suất hiệu chỉnh Từ đồ thị cho thấy, khi lực chặn tăng thì áp suất hiệu chỉnh tăng và áp suất hiệu chỉnh giảm dần khi lực chặn tiến gần đến giá trị gây phá hủy phôi. Kết luận: Bằng mô phỏng số đã xác định miền làm việc của lực chặn Qch=(79.5÷148)kN (đồ thị hình 3.2). Mô phỏng số cũng đã dự báo xu hướng nhăn, rách của sản phẩm dập (hình 3.1). 3.3.1.2. Ảnh hưởng áp suất tạo hình pth và lực chặn Qch đến HC Tiếp tục mô phỏng với các giá trị lực chặn thay đổi trong khoảng tạo hình thành công, đã xác định được các giá trị áp suất tạo hình tương ứng với mỗi chiều sâu tương đối HC Hình 3.3. Kết quả mô phỏng pth với HC thay đổi tại Qch=79.5 kN Từ kết quả mô phỏng, xây dựng đồ thị mối quan hệ giữa áp suất tạo hình pth và chiều sâu tương đối HC: Hình 3.4. Đồ thị mối quan hệ giữa pth – Hc Từ đồ thị kết quả mô phỏng số biểu diễn trên hình 3.4 cho biết quy luật tác động của lực chặn và áp suất tạo hình đến HC đó là chiều sâu tương đối tăng thì áp suất tạo hình tăng; lực chặn tăng thì áp suất tạo hình phải tăng tương ứng với mỗi giá trị chiều sâu tương đối cố định. 3.3.1.3. Ảnh hưởng của lực chặn Qch đến mức độ biến mỏng sản phẩm dập Với các giá trị trong khoảng lực chặn mô phỏng DTT thành công chi tiết, phần mềm mô phỏng sẽ cho ta kết quả về mức độ biến mỏng của sản phẩm dập. Sử dụng các công cụ của phần mềm mô phỏng, tiến hành đo để xác định 10 mức độ biến mỏng tại vùng biến mỏng nhiều nhất là phần đỉnh (điểm 1) và vùng biến dày tại phần vành (điểm 5) của sản phẩm dập, tương ứng tại các vị trí đo biểu diễn trên hình 3.5b. b) Vị trí điểm đo a) Qch=79.5 kN với phc=350 bar Hình 3.5 Mức độ biến mỏng trên sản phẩm Xây dựng được đồ thị quan hệ giữa lực chặn và mức độ biến mỏng tương ứng với các điểm đo 1 và điểm đo 5 như sau: Hình 3.6. Đồ thị mối quan hệ giữa lực chặn và mức độ biến mỏng Từ đồ thị cho thấy: - Khi tăng lực chặn thì biến mỏng phần thân tăng dần và biến dày phần vành giảm dần. - Trong khoảng lực chặn tạo hình thành công, chi tiết bị biến mỏng lớn nhất là -44.9% tại giá trị lực chặn Qch=148 kN tương ứng với điểm đo 1. Chi tiết bị biến dày nhiều nhất tại Qch=79.5 kN tương ứng giá trị biến dày đo được tại điểm 5 là 8.8% . 3.3.2. Chi tiết thanh B 3.3.2.1. Xác định miền giá trị lực chặn và áp suất lòng cối phù hợp cho quá trình tạo hình thanh B Với giá trị lực chặn nhỏ (hình 3.7a), quá trình tạo hình không thành công do lực chặn không đủ lớn để đóng khuôn khi áp suất tạo hình tăng: Cụ thể với lực chặn Qch≥190 kN (hình 3.7b) chi tiết tạo hình thành công, với mỗi giá trị lực chặn tăng thì áp suất hiệu chỉnh sẽ tăng tương ứng và phôi được biến dạng vào lòng cối nhiều hơn. Từ kết quả mô phỏng, xây dựng đồ thị quan hệ giữa lực chặn và áp suất hiệu chỉnh: a)Qch= 152 kN với pth= 104 bar b)Qch=190 kN với phc=133 bar Hình 3.7. Kết quả mô phỏng thanh B 11 Từ khết quả mô phỏng, xây dựng đồ thị hình 3.8, đồ thị cho phép xác định miền giá trị tạo hình thành công và miền rò rỉ khi DTT chi tiết thanh B. Hình 3.8. Đồ thị mối quan hệ giữa lực chặn và áp suất hiệu chỉnh 3.3.2.2. Biểu đồ phân bố chiều dày phôi sau khi dập Mô phỏng quá trình DTT thanh B (phôi tấm dày 0.8mm) cho kết quả trên hình 3.9, theo đó chiều dày chi tiết không đồng đều, hầu như toàn bộ phần đáy và phần góc lượn ở đáy của chi tiết đều bị biến mỏng, chỗ mỏng nhất đến 0.677 mm; phần vành và một vùng phía đáy lớn chi tiết có xu hướng dày thêm, phần vành biến dày là 0.824 mm. a) Qch=570 kN với phc=354 bar b) Qch=950kN với phc=476 bar Hình 3.9. Biể u đồ mức độ biến mỏng sản phẩm với Qch=570 kN với phc=354 bar Khi lực chặn và áp suất hiệu chỉnh tăng (hình 3.9b) kết quả mô phỏng chỉ ra phần bán kính góc lượn đáy sản phẩm và phần bán kính lượn của cối biến mỏng nhiều hơn (xu hướng vàng đậm hơn và chuyển sang đỏ), đặc biệt là vị trí đỉnh vùng lồi có xu hướng bị phá hủy. Kết luận, bằng mô phỏng đã dự báo: - Khi lực chặn và áp suất hiệu chỉnh tăng thì biến mỏng tại mép cối và góc lượn đáy chi tiết sẽ tăng. - Các vị trí nguy hiểm là các đỉnh lồi của vùng lõm, cạnh bên của đáy lồi và mép cối. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Trên cơ sở đối tượng thực nghiệm được chọn, đã mô phỏng quá trình DTT chi tiết cầu và chi tiết thanh B trên phần mềm DYNAFORM. Kết quả nghiên cứu nêu trên sẽ giúp xác định và giới hạn miền áp suất tạo hình và lực chặn, làm cơ sở cho việc xây dựng hệ thống thực nghiệm. Ảnh hưởng của các thông số được xác định bằng mô phỏng số sẽ làm căn cứ để đối chiếu và kiểm chứng các kết quả thực nghiệm 12 CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM 4.1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống thực nghiệm Mục đích xây dựng hệ thống là để khảo sát, xác định ảnh hưởng của thông số công nghệ trong quá trình tạo hình: lực chặn, áp suất lòng cối, chiều sâu tương đối của chi tiết cũng như thông số dụng cụ (bán kính góc lượn miệng cối) đến quá trình tạo hình. Các môđun của hệ thống được xây dựng (lựa chọn, thiết kế, chế tạo) phải phù hợp với điều kiện về các thiết bị sẵn có, vận hành ổn định, tin cậy và có khả năng chế tạo trong nước. 4.2. Các thành phần của hệ thống thực nghiệm. Các thành phần của hệ thống bao gồm: Máy ép thủy lực, khuôn thực nghiệm, hệ thống đo thông số áp suất – hành trình, bộ cấp chất lỏng cao áp. 4.3. Tính toán, thiết kế hệ thống thực nghiệm. Tiến hành thiết kế, chế tạo khuôn và các lòng khuôn thực nghiệm, lựa chọn bộ cấp chất lỏng cao áp và METL phù hợp, đặc biệt đã xây dựng thành công hệ thống đo thông số công nghệ đảm bảo khảo sát được các thông số công nghệ: áp suất lòng cối, pxlch (từ áp suất của xilanh xác định lực chặn), cảm biến hành trình hht (chiều sâu tạo hình). Hình 4.1. Hệ thống đo sau khi được xây dựng Toàn bộ hệ thống được kiểm chuẩn tại Viện Đo lường Việt Nam đạt độ không bảo đảm đo: U = 0.3 x 10-2 với xác suất tin cậy P = 95%, hệ số phủ k = 2. 4.4. Lắp ráp kết nối hệ thống thực nghiệm Hình 4. 2. Hệ thống thực nghiệm được lắp ráp hoàn chỉnh KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 Căn cứ vào yêu cầu nghiên cứu, hệ thống thực nghiệm đã được xây dựng hoàn chỉnh , thông qua công tác tính toán, thiết kế, gia công và chọn lắp các chi tiết, thiết bị tiêu chuẩn. Đã kiểm nghiệm độ bền của hệ thống khuôn dập tạo hình thủy tĩnh chi tiết cầu và thanh B. Xây dựng được hệ thống đo các thông số công nghệ (áp suất tạo hình, lực chặn, chiều sâu tạo hình) đáp ứng được độ chính xác cần thiết phục vụ cho việc đánh giá các kết quả thực nghiệm. 13 CHƯƠNG 5. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 5.1. Điều kiện thực nghiệm Quá trình thực nghiệm được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm, các điều kiện như: nhiệt độ môi trường, chất bôi trơn, độ nhám bề mặt cối… được coi không thay đổi trong quá trình thực nghiệm. 5.2. Các tham số thực nghiệm + Khoảng giá trị áp suất lòng cối khảo sát: 0÷500 bar. + Khoảng giá trị lực chặn khảo sát: 0÷1150 kN. + Chiều sâu tương đối khảo sát: - Chi tiết hình cầu: HC = hC/d = 0.05; 0.1; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4; 0.45; 0.5. - Mô hình chi tiết thanh B, độ sâu tương đối khảo sát tại tâm chi tiết: HB=hB/b = 0.07; 0.14; 0.21; 0.26. + Thông số dụng cụ khảo sát (bán kính miệng cối), lòng khuôn DTT thanh B: rcB = 1; 2; 3 mm. 5.3. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm DTT phôi tấm Chất lượng sản phẩm được đánh giá thông qua: Mức độ biến mỏng, sai số về hình dạng, kích thước sau khi dập. 5.4. Chuẩn bị phôi và tiến trình thực nghiệm Chế tạo phôi DTT chi tiết cầu và thanh B. Thực nghiệm qua 05 bước: Cấp phôi vào lòng cối, khởi động máy ép thủy lực di chuyển đầu trượt trên áp vào mặt cối, khởi động và reset hệ thống đo, chặn phôi, khởi động bơm tăng áp để DTT, lưu file dữ liệu đo và lấy sản phẩm thí nghiệm. 5.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số (công nghệ và hình học) trong quá trình DTT 5.5.1. Quá trình dập thủy tĩnh chi tiết cầu từ cặp phôi tấm hàn 5.5.1.1. Ảnh hưởng của lực chặn đến quá trình DTT Bằng thực nghiệm đã xác định: Lực chặn nhỏ (Qch≤ 72.23 kN) sản phẩm dập không đạt chất lượng. Giá trị lực chặn lớn Qch > 155.85 kN, phôi bị phá hủy phần đỉnh. Với Qch= 79.83÷148.25 kN (pxlch = 21 ÷39 bar) chi tiết được tạo hình thành công, sản phẩm dập không bị nhăn, rách. Hình 5.1. Đồ thị quá trình tạo hình với lực chặn Qch=110.24 kN và mẫu TN Từ các kết quả thực nghiệm, bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực tiểu bình phương sai số, xây dựng được các phương trình: - Phương trình quan hệ giữa Qch và phc trong miền làm việc thành công: 14 phc = -0.0181Qch2 + 4.3713Qch + 120.9 (5.1) - Phương trình quan hệ giữa Qch và pth đạt chiều sâu hC=25 mm trong miền làm việc thành công: pth = -0.0075Qch2 + 1.7192 Qch + 202.85 (5.2) Xây dựng đồ thị mối quan hệ giữa lực chặn và áp suất lòng cối (pth, phc): a) Thực nghiệm b) So sánh với mô phỏng số Hình 5.2. Miền làm việc của lực chặn - áp suất tạo hình So sánh với kết quả nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng số (hình 5.2b): Đồ thị hình 5.2b cho thấy kết quả mô phỏng và thực nghiệm là tương đồng nhau. Sai số trung bình giữa mô phỏng và thực nghiệm giữa lực chặn và áp suất tạo hình đạt chiều sâu tương đối HC=0.5 nhỏ hơn 1.6%, giữa lực chặn và áp suất hiệu chỉnh nhỏ hơn 2%. Kết luận: Bằng thực nghiệm đã xây dựng được phương trình 5.1 và 5.2 cho biết mức độ ảnh hưởng của các thông số, từ phương trình có thể xác định được áp suất hiệu chỉnh phc, pth khi đặt trước giá trị lực chặn trong miền tạo hình thành công. - Kết quả mô phỏng xác định và đánh giá chính xác ảnh hưởng của lực chặn và áp suất tạo hình, áp suất hiệu chỉnh với sai số trung bình nhỏ hơn 2%. 5.5.1.2. Ảnh hưởng của Qch và pth đến chiều sâu tương đối HC Từ kết quả thực nghiệm, kết hợp với các công cụ khảo sát của phần mềm Dasylab, xác định được miền giá trị của áp suất tạo hình và lực chặn tương ứng với mỗi chiều sâu tương đối HC. Xây dựng đồ thị quan hệ giữa áp suất tạo hình và chiều sâu tương đối HC trong khoảng lực chặn Qch= 79.83÷148.25 kN: a) Thực nghiệm; b) So sánh với mô phỏng số Hình 5.3. Đồ thị áp suất lòng cối theo lực chặn và chiều sâu tương đối 15 Đồ thị hình 5.3a cho thấy với cùng một giá trị chiều sâu tương đối HC, nếu lực chặn tăng Qch=79.83÷133.05kN thì áp suất tạo hình cần thiết sẽ phải tăng tương ứng. Nguyên nhân là do lực chặn tăng đồng nghĩa trở lực kéo phôi vào lòng cối tăng, do đó áp suất tạo hình cần thiết sẽ tăng lên để đảm bảo khả năng biến dạng của phôi đạt chiều sâu tương đối HC. - Trong khoảng lực chặn lớn Qch=140.65÷148.25kN, áp suất tạo hình tăng tương ứng với mỗi giá trị độ sâu tương đối cố định trong khoảng HC=0.1 ÷0.4, từ giá trị HC= 0.45÷0.5 thì áp suất tạo hình bắt đầu giảm, có điều này là vì ở giai đoạn đầu, lực chặn lớn nên phôi khó kéo vào lòng cối dẫn đến mức độ biến mỏng tăng, ở giai đoạn độ sâu tương đối HC lớn thì phôi đã bị biến mỏng mãnh liệt, do đó áp suất cần thiết để tạo hình trong giai đoạn này sẽ có xu hướng giảm. - Đồ thị hình 5.3b cho thấy kết quả mô phỏng số và thực nghiệm là tương đồng với nhau, sai số trung bình giữa kết quả thực nghiệm và kết quả tính toán nhỏ hơn 5.8 %. Sử dụng phương pháp quy hoạch cực tiểu bình phương sai số, lập trình trên phần mềm Maple cho kết quả là phương trình quan hệ giữa áp suất tạo hình, độ sâu tương đối HC tương ứng với các giá trị lực chặn: Phương trình quan hệ: +Với Qch=79.83kN: pth21 = -322.44HC2 + 794.99HC - 25.44 (5.3) +Với Qch=87.43kN: pth23 = -320.45HC 2 + 779.56HC - 18.146 (5.4) +Với Qch=95.03kN: pth25 = -334.08HC 2 + 789.82HC - 17.13 (5.5) +Với Qch=102.64kN: pth27 = -420.92HC 2 + 838.13HC - 18.747 (5.6) +Với Qch=110.24kN: pth29 = -457.35HC 2 + 860.22 HC - 19.718 (5.7) +Với Qch=117.84kN: pth31 = -438.79HC 2 + 858.53HC - 17.563 (5.8) +Với Qch=125.44kN: pth33 = -667.89HC 2 + 978.41HC - 20.046 (5.9) +Với Qch=133.05kN: pth35 = -708.47HC 2 + 1015.7HC - 19.357 (5.10) +Với Qch=140.65kN: pth37 = -953.86HC 2 + 1150.6HC - 25.991 (5.11) +Với Qch=148.25kN: pth39 = -1194.3HC 2 + 1267.9HC - 33.367 (5.12) Kết luận: - Phương trình (5.3÷5.12) cho phép xác định được áp suất tạo hình tương ứng với chiều sâu tương đối cho trước trong miền lực chặn thành công. - Kết quả mô phỏng đã kiểm chứng và dự báo chính xác kết quả thực nghiệm. 5.5.1.3. Ảnh hưởng của lực chặn đến mức độ biến mỏng của sản phẩm Vị trí đo khảo sát biểu diễn trên hình 5.4. Mẫu được đo trên máy đo Future Tech FM700L. Vì chi tiết là dạng hình cầu, đối xứng qua tâm nên chỉ tiến hành khảo sát trên ¼ chi tiết thực nghiệm. Kết quả đo phân bố biến mỏng mẫu thực nghiệm được biểu diễn trên hình 5.5, mức độ biến bỏng hình 5.6a: 16 Hình 5.4. Vị trí đo mẫu; Hình 5.5. Phân bố biến mỏng sản phẩm Tại đỉnh chi tiết (điểm 1) biến mỏng lớn nhất Ɛ1bmmax=-45.6% khi Qch=148.25 kN, biến mỏng nhỏ nhất Ɛ1bmmin= -21.5% khi Qch=79.83 kN, biến mỏng là do thành phần ứng suất kéo hướng trục σz khi áp suất lòng cối tăng gây ra. Chi tiết bị biến dày tại điểm 5, biến dày lớn nhất tại điểm này là Ɛ5bdmax=8.2% ứng với Qch=79.83kN và biến dày nhỏ nhất la Ɛ5bdmin=3.7% tại Qch= 148.25 kN. Có điều này là do khi áp suất tạo hình tăng, phôi bị kéo vào lòng cối, trên phần vành chịu ứng suất nén theo phương tiếp tuyến σθ gây ra hiện tượng biến dày và biến dày giảm dần khi lực chặn tăng. Đồ thị hình 5.6a cho thấy: Lực chặn tăng sẽ làm tăng mức độ biến mỏng trên thân chi tiết và làm giảm biến dày phần vành, do đó có thể sử dụng lực chặn trong DTT chi tiết từ cặp phôi tấm hàn để điều khiển mức độ biến mỏng (dòng chảy kim loại vào cối) trên thân chi tiết dập. a) Kết quả đo tại 5 điểm b) So sánh với MPS điểm 1 và 5 Hình 5.6. Đồ thị mức độ biến mỏng tại các điểm đo khi lực chặn thay đổi So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng tại vị trí tâm của chi tiết (điểm đo 1) và tại vị trí vành của chi tiết (điểm đo 1), hình 5.6b. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm là tương đồng, sai số giữa mô phỏng và thực nghiệm tại các vị trí đo 1 và 5 lớn nhất là 3.2%. Xây dựng phương trình quan hệ giữa lực chặn với mức độ biến mỏng tại các vị trí đo: Ɛ1 = -0.0002Qch 2 - 0.3324Qch + 8.0165 (5.13) Ɛ2 = -0.002Qch 2 + 0.2816Qch - 10.832 (5.14) Ɛ3 = -0.0027Qch 2 + 0.4614Qch - 26.066 (5.15) Ɛ4 = -0.0008Qch 2 - 0.0116Qch - 13.05 (5.16) Ɛ5 = -0.0006 Qch 2 + 0.0628 Qch + 6.7487 (5.17) Kết luận: - Chi tiết cầu DTT từ cặp phôi hàn bị biến mỏng nhiều nhất ở phần đỉnh và biến dày phần vành, khác với dập vuốt truyền thống là biến mỏng lớn nhất ở phần thân. 17 - Các phương trình (5.13÷5.17) cho phép xác định giá trị mức độ biến mỏng tại các vị trí tương ứng trong miền lực chặn DTT thành công. 5.5.2. Quá trình dập tạo hình thủy tĩnh thanh B từ phôi tấm 5.5.2.1. Ảnh hưởng của lực chặn đến quá trình DTT Thực nghiệm quá trình DTT với bán kính miệng cối rcB =2 mm. Chiều sâu hB tạo hình được đo tại vị trí tâm chi tiết. Kết quả thực nghiệm: Với các giá trị lực chặn Qch ≤ 152.1 kN (pxlch ≤ 40 bar), cối có hiện tượng rò rì khi tăng áp suất tạo hình đến một giá trị nhất định, chi tiết không được DTT thành công. Thực nghiệm với lực chặn Qch ≥ 190.1 kN (pxlch ≥ 50 bar) chi tiết được dập tạo hình đủ chiều sâu hB=7.2mm. Tuy nhiên với mỗi giá trị lực chặn thì áp suất trong lòng cối sẽ chỉ tăng lên được một trí trị tới hạn được gọi là áp suất hiệu chỉnh lớn nhất phcmax Hình 5.7. Đồ thị quá trình tạo hình Qch=950.3 kN (Mẫu B37.r2) Từ kết quả thực nghiệm, xây dựng được phương trình quan hệ giữa lực chặn và áp suất tạo hình: - Phương trình quan hệ giữa lực chặn và áp suất tạo hình đạt chiều sâu tương đối HB=0.26 (hB=7.2 mm tại tâm chi tiết): pth.rcB2 = 8E-05Qch 2 - 0.028Qch + 122.11 (5.18) - Phương trình quan hệ giữa lực chặn Qch và áp suất hiệu chỉnh lớn nhất phcmax: phcmax.rcB2 = -0.0003QchB2 + 0.7596QchB + 3.4621 (5.19) a) Thực nghiệm; b) So sánh với mô phỏng số Hình 5.8. Miền giá trị lực chặn và áp suất tạo hình Từ đồ thị hình 5.8a cho thấy: - Lực chặn (lực đóng khuôn) tỷ lệ thuận với áp suất trong lòng cối. Áp suất lòng cối tăng thì áp suất chặn phải tăng để đảm bảo khả năng làm kín trong quá trình tạo hình. - Từ đồ thị có thể xác định miền làm việc trong quá trình tạo hình: miền tạo hình; miền hiệu chỉnh là vùng sau khi đạt chiều sâu của chi tiết, áp 18 suất tạo hình trong lòng cối tiếp tục tăng để hiệu chỉnh lại biên dạng sản phẩm theo yêu cầu thiết kế; vùng rò rỉ. - Đồ thị hình 5.8b cho thấy kết quả mối quan hệ lực chặn và áp suất hiệu chỉnh được xác định bằng mô phỏng và thực nghiệm là tương đồng, sai số lớn nhất giữa mô phỏng và thực nghiệm là 3.96%. Kết luận: - Lực chặn Qch ≥ 190.1 kN sản phẩm DTT đạt chiều sâu tại các vị trí đáy, lực chặn tăng thì áp suất hiệu chỉnh đạt được sẽ tăng. - Phương trình (5.18) được xây dựng biểu diễn mối quan hệ giữa lực chặn và áp suất hiệu chỉnh cho phép xác định được áp suất tạo hình cần thiết để đạt chiều sâu tương đối HC = 0.26 và phương trình (5.19) cho phép xác định áp suất hiệu chỉnh lớn nhất có thể đạt được với các giá trị lực chặn đầu vào tương ứng. - Kết quả mô phỏng đã hỗ trợ, kiểm chứng và giới hạn miền giá trị của lực chặn, giúp rút ngắn thời gian thử nghiệm. 5.5.2.2. Ảnh hưởng của Qch và pth đến chiều sâu tương đối HB Khảo sát tại hB = 2, 4, 6, 7.2 tương ứng với chiều sâu tương đối HB= 0.07, 0.14, 0.21, 0.26. Từ kết quả thực nghiệm, xây dựng được các phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa pth và HB tương ứng với các giá trị lực chặn: + Với Qch= 190.1 kN: pthB1.rcB2 = 3385.5HB 2 - 654.83HB + 55.589 (5.20) + Với Qch= 380.1 kN: pthB2.rcB2 = 2723.9HB 2 - 386.36HB+ 40.80 (5.21) + Với Qch=570.2 kN: pthB3.rcB2 = 2337.3HB 2 - 230.18HB + 35.56 (5.22) + Với Qch=760.3 kN: pthB4.rcB2 = 1259.2HB 2 + 147.8HB + 15.237 (5.23) + Với Qch=950.3 kN: pthB5.r2 = 1307.9HB 2 + 277.38 HB + 9.81 (5.24) + Với Qch= 1140.4 kN: pthB6.r2 = 956.34HB 2 + 488.93HB - 0.5837 (5.25) Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ chiều sâu tương đối với áp suất tạo hình tương ứng với từng lực chặn, hình 5.9. Kết quả cho thấy: - Áp suất tạo hình tỷ lệ thuận với chiều sâu tương đối HB - Lực chặn tăng thì áp suất tạo hình phải tăng để đạt chiều sâu HB mong muốn. - Phương trình 5.20÷5.25 cho phép xác định được giá trị áp suất tạo hình cần thiết để đạt chiều sâu HB tại giá trị lực chặn tương ứng. Hình 5.9. Đồ thị mối quan hệ giữa pth và chiều sâu tương đối HB
- Xem thêm -