Nghiên cứu và ứng dụng ansys trong tính toán sản phẩm nón bảo hiểm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỀ TÀI: GVHD: NGUYỄN NHƯ Ý SVTH : VŨ VĂN TÂN MSSV: 20502511 NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ANSYS TRONG TÍNH TOÁN SẢN PHẨM NÓN BẢO HIỂM * 1. TỔNG QUAN VỀ ANSYS 2.1 Tấm phẳng có lỗ bị kéo 2.ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN MỘT SỐ KẾT CẤU CƠ KHÍ Mô hình tính toán Biến dạng khi chịu kéo Ứng suất sinh ra 2.2 Tính sức bền uốn cho lưỡi khoan Mô 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 Mô hình tính toán Ứng suất sinh ra khi rút trục khỏi lỗ * 3. TÍNH TOÁN CHO SẢN PHẨM 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 soát. 3.1 Giới thiệu chung về nón bảo hiểm Khối lượng mũ : - Đối với mũ che cả hàm: ≤ 1.5 kg - Đối với mũ che cả đầu và tai, mũ che nửa đầu : Lực F = 50 N.  Kết quả tính cho bài toán tĩnh Ứng suất lớn nhất sinh ra là 65,9 Mpa Biến dạng khi chịu lực Ứng suất lớn nhất sinh ra là 171,2 Mpa Biến dạng khi chịu lực + Cả hai loại nón hiện có trên thị trường của Protec đạt chất lượng theo TCVN 5756-2001 + Khi ở cùng một vận tốc rơi thì loại nón che cả đầu và tai có khả năng bảo vệ tốt hơn so với loại nón nửa đầu. + Ứng dụng kết quả bài toán là có thể kiểm tra chất lượng nón bảo hiểm mà không cần phải tiến hành cho va đập, gây hư hỏng cho nón + Các công ty sản xuất nón bảo hiểm cũng có thể dùng kết quả nghiên cứu trên trong việc nghiên cứu các mẫu mã sản phẩm mới, có kích thước nhỏ, tiết kiệm vật liệu mà vẫn đảm bảo an toàn cho người sử dụng. TÍNH TOÁN SẢN PHẨM BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW -Moldflow là một phần mềm CAE ( Computer Aided Engineering) chuyên dùng, dùng để mô phỏng quá trình ép phun nhựa. - Xác định vị được vị trí miệng phun hợp lý,dự đoán các khuyết tật có thế xảy ra cho sản phẩm: co ngót và cong vênh, đường hàn, lổ khí, cách bố trí các sản phẩm hợp lý… Bước 2: Chia lưới mô hình Bước 3: Chọn kiểu phân tích Bước 4: Chọn loại vật liệu Bước 5: Chọn thông số ép phun Bước 6: Chọn vị trí miệng phun và sửa lỗi mô hình lưới chia Bước 7: Chạy phân tích và xem kết quả phân tích Kết thúc quá trình phân tích Đạt Không đạt     Bước 1: Nhập mô hình CAD 2.QUI TRÌNH PHÂN TÍCH ÉP PHUN CHO SẢN PHẨM -Chọn vị trí đặt miệng phun. Theo kinh nghiệm, ta chọn vị trí là đỉnh nón -Chia lưới -Ta tiến hành sửa lỗi mô hình cho đến khi nào mô hình tốt hơn thì công việc sửa lỗi hoàn thành. -Thông báo về tình trạng lưới như hình bên là khá tốt. 4.11 Thời gian điền đầy Chạy phân tích Analysis và xem kết quả phân tích Với nón che cả đầu và tai Hình 4.12 Rỗ khí Hình.4.13 Áp suất phun tại vị trí miệng phun Hình 4.14 Lực kẹp khuôn Hình 4.15 Phân bố nhiệt độ cuối quá trình phun ép Hình 4.16 Phân bố áp suất cuối quá trình phun ép Hình 4.17 Phần trăm độ co rút tại vị trí miêng phun Hình 4.19 Thời gian điền đầy Đối với nón nửa đầu Hình 4.20 Áp suất phun tại vị trí miệng phun Hình 4.22 Phần trăm độ co rút tại vị trí miêng phun Hình 4.23 Rỗ khí Hình 4.24 Phân bố nhiệt độ cuối quá trình phun ép Hình 4.25 Phân bố áp suất cuối quá trình phun ép Hình 4.26 Lực kẹp khuôn Kết luận: Dựa vào bảng kết quả phân tích ở trên ta thấy: + Ở cùng một nhiệt độ nhựa và khuôn, khả năng điền đầy ở loại nón nửa đầu xảy ra nhanh hơn.Điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế, vì loại nón che cả đầu và tai có kích thước và khối lượng lớn hơn so với loại nón nửa đầu. + Nếu kết hợp giữa chức năng Tối ưu hoá hình dạng sản phẩm trong ANSYS ( LS-OPT) và chức năng phân tích quá trình phun ép của Mold Flow, chúng ta sẽ tìm ra được những kết cấu nón vừa nhỏ gọn, tiết kiệm vật liệu, thuận lợi cho quá trình ép phun sản phẩm, mẫu mã phong phú nhưng vẫn đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng. Đây thật sự là một hướng kết hợp có nhiều ý nghĩa trong sản xuất. Tiếp tục tiến hành các nghiên cứu khác để có thể mô phỏng chính xác hơn nữa quá trình tác động của va chạm lên nón bảo hiểm như : + Thử nghiệm với các vị trí va đập khác + Thực hiện thêm với nhiều dạng nón khác nhau + Kiểm tra với các tiêu chuẩn khác nhau... Tiếp tục nghiên cứu thêm chức năng LS-OPT trong tính toán để có thể đưa ra những kết cấu tối ưu nhất Thiết kế ra một phần mềm tính toán, thiết kế nón bảo hiểm dựa trên một số ngôn ngữ lập trình như Visual Basic, ứng dụng khả năng tính toán của chương trình ANSYS và LS-DYNA Chương trình sau khi hoàn thành sẽ được ứng dụng cho các công ty sản xuất nón bảo hiểm hay các cơ quan thẩm tra nón bảo hiểm của nhà nước. Không đạt Thông số ban đầu ANSYS Đạt LS-OPT Đạt Cấp chứng nhận Sản xuất LS-DYNA So sánh các tiêu chuẩn So sánh các tiêu chuẩn