Sử dụng ansys trong tính toán làm nón bảo hiểm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ANSYS
TRONG TÍNH TỐN SẢN PHẨM NĨN
BẢO HIỂM
GVHD: NGUYỄN NHƯ Ý
SVTH : VŨ VĂN TÂN
MSSV: 20502511


NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ANSYS

ỨNG DỤNG TÍNH TỐN MỘT SỐ KẾT CẤU CƠ KHÍ

TÍNH TỐN CHO SẢN PHẨM NĨN BẢO HIỂM

2


1. TỔNG QUAN VỀ ANSYS

Là phần mềm
rất mạnh trong
mô phỏng, thiết
kế

Có khả năng
liên kết với
nhiều phần
mềm đồ hoạ

Ứngdụng
dụngtrong
trong
Ứng
nhiều lĩnh
lĩnhvực
vực::
nhiều
thiếtkế
kếmáy,
máy,
thiết
hàngkhơng,
khơng,
hàng
điện tử,
tử, xây
xây
điện
dựng,…
dựng,…


2.ỨNG DỤNG TÍNH TỐN MỘT SỐ KẾT CẤU CƠ KHÍ

2.1 Tấm phẳng có lỗ bị kéo

Mơ hình tính tốn


Biến dạng khi chịu kéo


Ứng suất sinh ra


2.2 Tính sức bền uốn cho lưỡi khoan

Mơ hình tính toán


Kết quả:

Biến dạng khi chịu lực


Ứng suất sinh ra khi chịu uốn


2.3 Phân tích tiếp xúc ghép chặt giữa trục và lỗ

Mơ hình tính tốn


Ứng suất sinh ra khi rút trục khỏi lỗ

3. TÍNH TỐN CHO SẢN PHẨM NĨN BẢO HIỂM

3.1

3.2

3.3

Giới thiệu
chung về nón
bảo hiểm

Giới thiệu về
bộ tiêu chuẩn
TCVN 57562001

Quy trình tính
tốn và kết
quả phân tích


3.1 Giới thiệu chung về nón bảo hiểm
Hai loại nón thông dụng tại thị trường Việt Nam của hãng Protec :

Nón nửa đầu

Nón che cả đầu và tai

Hiện tại chất lượng nón bảo hiểm rất khó kiểm sốt.


3.2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5756-2001 cho mũ bảo hiểm
khi thử độ bền va đập và hấp thụ xung động
Khối lượng mũ :
- Đối với mũ che cả hàm: ≤ 1.5 kg
- Đối với mũ che cả đầu và tai, mũ che nửa đầu : < 1kg
Mũ phải chịu được va đập và hấp thu xung động khi thử nghiệm cho va
đập. Sau khi thử mũ không được nứt, vỡ và gia tốc dội lại khi bị va đập
không được vượt quá :
+ Gia tốc tức thời : 300g ( 2942 m/s2 )
+ Gia tốc dư sau 3 ms : 200g ( 1961 m/s2 )
Với g = 9.80665 m/s2


3.3 Quy trình tính tốn và kết quả phân tích

Quy trình áp dụng tại cơng ty

Đạt

Sản
phẩm


Quy trình tính tốn và kết quả phân tích

Quy trình ứng dụng phần mềm Ansys
Nhu cầu

Thiết lập mơ
hình bằng CAD
Dùng ANSYS
tạo lưới PTHH
Dùng LS-DYNA
thiết lập điều kiện
biên, vật liệu
Giải
So sánh với
TCVN 57562001

Không đạt

Sản phẩm
Đạt


Lập mơ hình tính tốn

Từ mơ hình thực tế ta đo đạc và thực hiện mơ hình hố
trong phần mềm ProEngineer

Nón nửa đầu

Nón che cả đầu và tai


Chia lưới và thiết lập các thông số của bài tốn

Mặt được mơ hình cứng tuyệt đối và cố định trong

không gian. Điều kiện tiếp xúc là :
AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE được sử
dụng cho mặt va đập và lớp vỏ cứng.


Mơ hình vật liệu
 Lớp vỏ cứng bên ngồi nón bảo hiểm được mơ hình

theo vật liệu acrylonitrile butadiene styrene ( nhựa
ABS ). Trong luận văn, mơ hình vật liệu khai báo trong
chương trình LS-DYNA cho vật liệu ABS là
MAT_PIECEWISE_PLASTICITY _LINEAR và cho
vật liệu mặt va chạm là MAT_RIGID_RIGIDBODY.
Thông số vật liệu được trình bày trong bảng :


Đơn vị
Khối lượng
riêng

Kg/ mm3

ABS

Mặt va chạm

8E-7

7,3E-4

Module đàn
hồi

Gpa

2

30

Hệ số
Poisson

-

0,4

0,292

Ứng suất
chảy

Gpa

0,004

-

Mơ hình va đập của nón che cả đầu và tai


Mơ hình va đập của nón nửa đầu


Kết quả tính tốn cho nón nửa đầu

Ứng suất Von Mises khi xảy ra va chạm. Ứng suất lớn nhất là 1,81 Mpa


Ứng suất Von Mises sau va chạm 3 ms. Ứng suất lớn nhất là 3,78 Mpa


Ứng suất Von Mises sau va chạm 5 ms. Ứng suất lớn nhất là 5,3 Mpa