Nhóm CAD/CAM/CAE

NHÓM CAD/CAM/CAE

Thông tin chung

Tên nhóm: CAD/CAM/CAE

Trực thuộc: Viện Cơ khí

Địa chỉ: 225 - C1 - ĐHBK Hà Nội

Điện thoại: 0438692007

Email: ductoancae@gmail.com

Trưởng nhóm nghiên cứu

Họ và tên: PGS.TS. Nguyễn Đức Toàn

Chuyên môn: Kỹ thuật cơ khí

Hướng nghiên cứu: Phương pháp tạo hình kim loại tấm; Ứng xử của vật liệu kim loại tấm; Dự đoán hiện tượng phá hủy dẻo trong tạo hình tấm kim loại; Dự đoán hiện tượng đàn hồi ngược trong tạo hình tấm kim loại; Các mô hình vật liệu tại nhiệt độ cao; Mô hình tiêu chuẩn phá hủy dẻo tại nhiệt độ cao; Mô phỏng cắt gọt kim loại, vật liệu cứng có gia nhiệt.

Email: toan.nguyenduc@hust.edu.vn

Định hướng nghiên cứu của nhóm

Định hướng chung:

Nghiên điều khiển số: Nghiên cứu tối ứu hóa quá trình gia công trên máy điều khiển số: Việc sử dụng các máy điều khiển theo chương trình số CNC, máy xung tia lửa điện đã được phổ biến rộng rãi. Tuy nhiên các nghiên cứu mang tính công nghệ vẫn cần được tiến hành để kiểm tra ảnh hưởng của các tham số gia công đến chất lượng tạo thành của sản phẩm. Chính vì vậy, tác giả cũng đã tham gia và hướng dẫn các học viên cao học tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm để kiểm tra tìm quy luật ảnh hưởng của các chế độ gia công đến chất lượng và năng suất của của sản phẩm; Nghiên cứu tạo mẫu nhanh bằng phương pháp biến dạng dẻo cục bộ trên máy điều khiển số: Quá trình gia công là quá trình tạo hình liên tục, trong đó biến dạng dẻo xảy ra cục bộ tại một diện tích nhỏ bên dưới dụng cụ tạo hình. Hình dáng sản phẩm được hình thành là tổng hợp của các chuyển động tạo hình tại vùng biến dạng dẻo cục bộ. Quá trình biến dạng là chậm và tốn thời gian nên chỉ phù hợp với quá trình tạo mẫu nhanh sản phẩm hoặc trong sản xuất hàng loạt nhỏ. Tuy nhiên phương pháp này cho phép biến dạng lớn hơn các phương pháp biến dạng tấm thông thường, dụng cụ là đơn giản, rẻ tiền và phát triển được sản phẩm trong thời gian ngắn. Phương pháp này chứa đựng những đóng góp mới và sáng tạo trong tạo hình tấm kim loại như: Sinh đường dụng cụ kiểu mới trong biến dạng cục bộ liên tục để tạo ra các bề mặt phức tạp cũng như cải thiện được khả năng tạo hình của kim loại tấm so với các phương pháp biện dạng truyền thống.

Nghiên cứu về kỹ thuật vật liệu: Nghiên cứu về cơ học phá hủy trong vật liệu:Trong thực tế, có rất nhiều chi tiết máy mặc dù đã được tính đủ bền theo phương pháp truyền thống nhưng vẫn bị hư hỏng. Cơ học rạn nứt hay cơ học phá hủy nghiên cứu sự phá hủy của vật liệu liên quan đến vết nứt tế vi gần như tồn tại trong mọi vật liệu. Khác với phương pháp tính sức bền truyền thống, cơ học phá hủy xét đến sức bền của vật liệu thông qua kiểu và độ lớn của vết nứt, cũng như kiểu lực tác dụng lên chi tiết; Nghiên cứu mô hình vật liệu tại các nhiệt độ cao: Tạo hình biến dạng nóng, một quá trình kết hợp cơ nhiệt và phương pháp tạo hình kim loại tấm tiên tiến, đã và đang được phát triển để cải thiện khả năng tạo hình bằng việc biến dạng tại nhiệt độ rất cao rồi gia tăng độ cứng cục bộ nhờ làm lạnh đột ngột qua tiếp xuc với khuôn mẫu. Để lĩnh vực tạo hình biến dạng nóng được liên tục phát triển, việc dự đoán chính xác khả năng tạo hình cho các vật liệu nhẹ có độ cứng cao là rất cần thiết cho công nghiệp ô tô; Nghiên cứu hiện tượng đàn hồi ngược khi biến dạng tạo hình vật liệu: Trong các quá trình tạo hình tấm kim loại, khi các chi tiết tạo hình được tách ra khỏi các dụng cụ tạo hình thì các phần tử vật liệu sẽ trải qua quá trình đàn hồi ngược, hiện tượng này sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác hình học một cách rõ ràng. Nhiều mô hình nghiên cứu đã được ứng dụng để dự đoán hiện tượng đàn hồi này. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây hầu hết áp dụng các mô hình trên để dự đoán hiện tượng đàn hồi ngược tại nhiệt độ phòng và đưa ra các phương thức xác định tham số của vật liệu phức tạp cho quá trình tạo hình kim loại tấm.

Nghiên cứu về mô phỏng số “CAE, FEM”: Với sự hỗ trợ của máy tính số, phương pháp mô phỏng số đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như lí thuyết đàn hồi và dẻo, cơ học chất lỏng, cơ học vật rắn, cơ học thiên thể, khí tượng thuỷ văn, v.v..Phương pháp này ngày nay được dùng để giải quyết các bài toán phức tạp trong quá trình gia công, tạo hình tiến tới việc tối ưu các thông số công nghệ trước khi đưa vào sản xuất thử nghiệm và sản xuất công nghiệp. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí và thời gian thiết kế, thử nghiệm, đồng thời là cơ sở để tính toán, phân tích và phát triển công nghệ; Nghiên cứu áp dụng mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn trong thiết kế công nghiệp: Ngày nay các mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn đã và đang được sử dụng để tăng cường sự hiểu biết, dự đoán và cải thiện việc thực thi rất nhiều các quá trình tạo hình vật liệu tấm như là dập kéo thủy lực, dập sâu, dập vuốt, uốn tấm, tạo hình cục bộ … Nó được sử dụng chủ yếu để làm rõ các đặc trưng biến dạng và ngăn chặn các khuyết tật trong quá trình tạo hình. Tuy nhiên các phần mềm thương mại là chưa đủ tiện ích để mô phỏng chính xác các quá trình gia công khác nhau. Chính vì thế các nghiên cứu của tác giả cũng tập trung vào đưa gia các giải pháp mô tả chính xác bằng phương pháp phần tử hữu hạn có kiểm chứng bằng thực nghiệm.

Định hướng cụ thể trong thời gian tới:

Hướng nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy và điều khiển số: Một số định hướng nghiên cứu điển hình; Hướng nghiên cứu về kỹ thuật vật liệu: Tập trung nghiên cứu mô hình phá hủy dẻo, hiện tượng đàn hồi ngược tại các nhiệt độ cao. Hướng nghiên cứu hiện nay; Hướng nghiên cứu về mô phỏng số “CAE, FEM”: Tập trung nghiên cứu áp dụng các mô hình phá hủy dẻo trong mô phỏng cắt gọt, gia công tạo hình vật liệu.