Nghiên cứu ứng dụng Ansys trong tinh toán sản phẩm nón bảo hiểm

ĐAI HOC QUÔC GIA THANH PHÔ HÔ CHI MINḤ ̣ ́ ̀ ́ ̀ ́
TR NG ĐAI HOC BACH KHOAƯỜ ̣ ̣ ́
KHOA C KHIƠ ́
BÔ MÔN THI T K MÁỴ Ế Ế
ĐÊ TAI:̀ ̀
GVHD: NGUYÊN NH Ý̃ Ư
SVTH : VŨ VĂN TÂN
MSSV: 20502511
NGHIÊN C U VÀ NG D NG ANSYS Ứ Ứ Ụ
TRONG TÍNH TOÁN S N PH M NÓN Ả Ẩ
B O HI MẢ Ể
NGHIÊN C U T NG QUAN V ANSYSỨ Ổ Ề
2
NG D NG TÍNH TOÁN M T S K T C U C KHÍỨ Ụ Ộ Ố Ế Ấ Ơ
TÍNH TOÁN CHO S N PH M NÓN B O HI MẢ Ẩ Ả Ể
Là ph n m m ầ ề
r t m nh trong ấ ạ
mô ph ng, ỏ
thi t kế ế
Có kh năng ả
liên k t v i ế ớ
nhi u ph n ề ầ
m m đ hoề ồ ạ
ng d ng trong Ứ ụ
nhi u lĩnh v c : ề ự
thi t k máy, ế ế
hàng không,
đi n t , xây ệ ử
d ng,…ự
1. T NG QUAN V ANSYSỔ Ề
2.1 T m ph ng ấ ẳ có l  b  kéoỗ ị

2. NG D NG TÍNH TOÁN M T S K T C U C Ứ Ụ Ộ Ố Ế Ấ Ơ
KHÍ
Mô hình tính toán
Bi n d ng khi ch u kéoế ạ ị
ng su t sinh raỨ ấ
2.2 Tính s c b n u n cho l i khoanứ ề ố ưỡ  
Mô hình tính toán
K t qu :ế ả
Bi n d ng khi ch u l cế ạ ị ự
ng su t sinh ra khi ch u u nỨ ấ ị ố
2.3 Phân tích ti p xúc ghép ch t gi a ế ặ ữ
tr c và lụ ỗ
Mô hình tính toán
ng su t sinh ra khi rút tr c kh i lỨ ấ ụ ỏ ỗ
3.1
Gi i thi u ớ ệ
chung v nón ề
b o hi mả ể
3.3
Quy trình tính
toán và k t ế
qu phân tíchả
12
3.2
Gi i thi u v ớ ệ ề
b tiêu chu n ộ ẩ
TCVN 5756-
2001
3. TÍNH TOÁN CHO S N PH M NÓN B O HI MẢ Ẩ Ả Ể
Hai lo i nón thông d ng t i th tr ng Vi t Nam c a hãng Protec :ạ ụ ạ ị ườ ệ ủ

Nón n a đ uử ầ


Nón che c đ u và taiả ầ

Hi n t i ch t l ng nón b o hi m r t khó ki m soát.ệ ạ ấ ượ ả ể ấ ể
3.1 Gi i thi u chung v nón b o hi mớ ệ ề ả ể
3.2 Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 5756-2001 cho mũ b o hi mẩ ệ ả ể
khi th đ b n va đ p và h p th xung đ ngử ộ ề ậ ấ ụ ộ
Kh i l ng mũ :ố ượ
- Đ i v i mũ che c hàm: ≤ 1.5 kgố ớ ả
- Đ i v i mũ che c đ u và tai, mũ che n a đ u : < 1kgố ớ ả ầ ử ầ
Mũ ph i ch u đ c va đ p và h p thu xung đ ng khi th nghi m cho va ả ị ượ ậ ấ ộ ử ệ
đ p. Sau khi th mũ không đ c n t, v và gia t c d i l i khi b va đ p ậ ử ượ ứ ỡ ố ộ ạ ị ậ
không đ c v t quá :ượ ượ
+ Gia t c t c th i : 300g ( 2942 m/s2 )ố ứ ờ
+ Gia t c d sau 3 ms : 200g ( 1961 m/s2 )ố ư
V i g = 9.80665 m/s2ớ
Quy trình áp d ng t i công tyụ ạ
Đạ
t
S n ả
ph mẩ
3.3 Quy trình tính toán và k t qu phân tíchế ả
Quy trình tính toán và k t qu phân tíchế ả
Quy trình ng d ng ph n m m ứ ụ ầ ề
Ansys
Thi t l p mô ế ậ
hình b ng CADằ
S n ph mả ẩ

Dùng ANSYS
t o l i PTHHạ ướ
Dùng LS-DYNA
thi t l p đi u ki n ế ậ ề ệ
biên, v t li uậ ệ
So sánh v i ớ
TCVN 5756-
2001
Gi iả
Không đ tạ
Đ tạ
Nhu c uầ
T  mô hình th c t  ta  o  c và th c ừ ự ế đ đạ ự
hi n mô hình hoá trong ph n m m ệ ầ ề
ProEngineer
Nón n a đ uử ầ


Nón che c đ u và taiả ầ

L p mô hình tính toánậ

M t  c mô hình c ng tuy t  i và c  ặ đượ ứ ệ đố ố
nh trong không gian.  i u ki n ti p đị Đ ề ệ ế
xúc là : AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE 
c s  d ng cho m t va  p và l p v  đượ ử ụ ặ đậ ớ ỏ
c ng.ứ
Chia l i và thi t l p các thông s c a bài toánướ ế ậ ố ủ
Mô hình v t li u ậ ệ


 L p v  c ng bên ngoài nón b o hi m ớ ỏ ứ ả ể
c mô hình theo v t li u đượ ậ ệ
acrylonitrile butadiene styrene ( nh a ự
ABS ). Trong lu n v n, mô hình v t li u ậ ă ậ ệ
khai báo trong ch ng trình LS­DYNA cho ươ
v t li u ABS là ậ ệ
MAT_PIECEWISE_PLASTICITY _LINEAR và cho 
v t li u m t va ch m là  ậ ệ ặ ạ
MAT_RIGID_RIGIDBODY. Thông s  v t li u ố ậ ệ
c trình bày trong b ng :đượ ả
n v  Đơ ị ABS  M t va ch m ặ ạ
Kh i l ng ố ượ
riêng 
8E­7  7,3E­4 
Module  àn đ
h i ồ
Gpa  2  30 
H  s  ệ ố
Poisson 
­ 0,4  0,292 
ng su t Ứ ấ
ch y ả
Gpa  0,004  ­
3
mm
Kg/
Mô hình va đ p c a nón che c đ u và taiậ ủ ả ầ
Mô hình va đ p c a nón n a đ uậ ủ ử ầ
ng su t Von Mises khi x y ra va ch m. Ứ ấ ả ạ ng su t l n nh t là 1,81 Ứ ấ ớ ấ
Mpa

K t qu tính toánế ả cho nón n a đ uử ầ
ng su t Von Mises sau va ch m 3 ms. Ứ ấ ạ ng su t l n nh t là 3,78 MpaỨ ấ ớ ấ
ng su t Von Mises sau va ch m 5 ms. Ứ ấ ạ ng su t l n nh t là 5,3 MpaỨ ấ ớ ấ