Tính toán độ bền ủa mô hình mũ an toàn ông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN SỸ TÀI TÍNH TỐN ĐỘ BỀN CỦA MƠ HÌNH MŨ AN TỒN CƠNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2019 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131747461000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN SỸ TÀI TÍNH TỐN ĐỘ BỀN CỦA MƠ HÌNH MŨ AN TỒN CƠNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN ĐÌNH LONG Hà Nội – 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: NGUYỄN SỸ TÀI Đề tài luận văn: Tính tốn độ bền mơ hình mũ an tồn cơng nghiệp Ngành: Kỹ thuật khí Mã số HV: CB170266 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung Luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 15 tháng 10 năm 2019 với nội dung sau: - Cắt bỏ bớt mục 2.4 “Một số toán sử dụng toán phần tử hữu hạn”ở trang 19 đến trang 22; - Bổ sung phạm vi nghiên cứu đề tài trang 07; - Chuẩn hóa thuật ngữ “BHLĐ” thuật ngữ “ATVSLĐ” phần Mở đầu - Chỉnh sửa lỗi đánh máy lỗi trình bày luận văn Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2019 Tác giả luận văn TS Trần Đình Long Nguyễn Sỹ Tài CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TS Trần Ích Thịnh SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần ngày 11/11/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LỜI CAM ĐOAN Tên học viên: Nguyễn Sỹ Tài Mã số học viên: CB170266 Lớp: 17BCTM.KT Khóa: 2017B Ngành: Kỹ thuật khí Viện Đào tạo Sau đại học – Đại học Bách khoa Hà Nội Tên đề tài: “Tính tốn độ bền mơ hình mũ an tồn cơng nghiệp” Lời cam đoan học viên: Tôi xin cam đoan kết trình bày nội dung luận văn thực nghiên cứu Bộ môn Cơ học vật liệu kết cấu, Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn khoa học TS Trần Đình Long Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2019 Học viên Nguyễn Sỹ Tài LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo TS Trần Đình Long tận tâm hướng dẫn, động viên giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ biết ơn tới lãnh đạo đồng nghiệp đơn vị công tác quan tâm, ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình học tập làm luận văn Tác giả trân trọng cảm ơn quan tâm Viện Đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội trình học tập làm luận văn Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình ln động viên, ủng hộ tác giả suốt thời gian làm luận văn MỤC LỤC Nội dung Trang Danh mục bảng hình ảnh………… …………………………………… Danh mục ký hiệu chữ viết tắt.………………………………………… MỞ ĐẦU…………………………… ………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Các báo cáo thống kê ảnh hưởng mũ ATCN đến NLĐ .9 1.1.1 Tình hình nước 1.1.2 Tình hình nước ngồi 10 1.3 Các nghiên cứu liên quan đến mũ ATCN .13 1.3.1 Nghiên cứu nước .13 1.3.2 Nghiên cứu nước 16 1.4 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử Mũ ATCN 17 1.4.1 Yêu cầu kỹ thuật 17 1.4.2 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu Mũ ATCN 19 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP 24 PHẦN TỬ HỮU HẠN 24 2.1 Khái niệm chung phương pháp .24 2.2 Nội dung phương pháp 24 2.3 Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn .25 2.3.1 Trình tự phân tích giải tốn theo phương pháp PTHH 25 2.3.2 Các phần tử 27 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH MŨ ATCN VÀ SỬ DỤNG 30 PHẦN MỀM TÍNH TỐN ĐỘ BỀN .30 3.1 Xây dựng mơ hình 3D mũ ATCN phần mềm CATIA 30 3.2 Phân tích độ bền mơ hình Mũ ATCN phần mềm ANSYS.32 3.3 Mơ hình hóa 3D quy trình giải tốn cho Mũ ATCN 35 3.3.1 Mơ hình 3D Mũ ATCN .35 3.3.2 Các bước giải toán 37 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN ĐỘ BỀN MŨ BẰNG PHẦN MẦM ANSYS 38 VÀ SO SÁNH THỰC NGHIỆM 38 4.1 Các bước đặt điều kiện ban đầu .38 4.1.1 Đưa mơ hình 3D mũ ATCN vào môi trường Ansys .38 4.1.2 Gán liệu ban đầu: vật liệu, đơn vị… 38 4.1.3 Đặt tải trọng ràng buộc cho mơ hình phân tích .39 4.1.4 Tiến hành chia lưới cho mơ hình .40 4.2 Giải toán .41 4.2.1 Bài toán va đập giảm chấn .41 4.2.2 Bài toán đâm xuyên 44 4.2.3 Bài toán ép ngang 46 4.3 So sánh với kết thực nghiệm 51 4.3.1 Giới thiệu Hệ thống thử nghiệm Mũ ATCN .51 4.3.2 So sánh kết thực nghiệm 52 4.3.2.1 So sánh kết độ bền va đập 52 4.3.2.2 So sánh kết độ bền đâm xuyên 55 4.3.2.3 So sánh kết độ bền ép ngang 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH Danh mục bảng biểu Trang Bảng YCKT mũ ATCN TCVN số nước giới 20 Bảng YCKT ngoại quan đo mũ Bullard – USA 37 Bảng Thông số liên quan đến vật liệu ABS 39 Bảng Tổng hợp kết độ bền va đập 52 Bảng So sánh KQTN độ bền va đập sử dụng Ansys PTN 53 Bảng Tổng hợp kết độ bền đâm xuyên 55 Bảng So sánh KQTN độ bền đâm xuyên sử dụng Ansys PTN 55 Bảng Tổng hợp kết độ bền ép ngang 57 Bảng So sánh KQTN độ bền ép ngang sử dụng Ansys PTN 59 Danh mục hình ảnh Hình Số liệu thống kê tai nạn lao động từ năm 2016 đến 2018 Hình Thống kê tai nạn lao động Hàn Quốc năm 2016 10 Hình Hướng dẫn thao tác sử dụng Mũ ATCN cách 11 Hình Hệ thống thử nghiệm độ bền va đập Mũ ATCN KOSHA 11 Hình Ảnh hưởng chấn thương so với chiều cao tương tác mũ ATCN 12 Hình Thiết bị thử nghiệm Mũ ATCN 14 Hình Mũ ATCN sau thử nghiệm 15 Hình Mũ ATCN có lớp xốp (Hàn Quốc) 15 Hình Mũ ATCN khơng có lớp xốp (Việt Nam) 15 Hình 10 Kết cấu mũ ATCN 19 Hình 11 Các dạng hình học đơn giản phần tử 26 Hình 12 Một số phần tử 28 Hình 13 Phần tử khối tuyến tính, khối bậc hai khối tứ diện 29 Hình 14 Các module thường dùng Catia 31 Hình 15 Giao diện phần mềm ANSYS 32 Hình 16 Xây dựng vấu gắn cầu mũ 35 Hình 17 Mơ hình 3D mũ ATCN 35 Hình 18 Bản vẽ chi tiết mơ hình mũ ATCN 36 Hình 19 Mũ ATCN hãng Bullard – USA 36 Hình 20 Sơ đồ quy trình sản phẩm sở sản xuất 37 Hình 21 Sơ đồ quy trình hướng đến cho sản phẩm 37 Hình 22 Đưa mơ hình 3D mũ ATCN vào mơi trường Ansys 38 Hình 23 Thơng số vật liệu khối lượng đo Ansys 39 Hình 24 Đặt ràng buộc liên kết cho mơ hình mũ ATCN 40 Hình 25 Đặt lực tải trọng lên mơ hình mũ ATCN 40 Hình 26 Kết chia lưới cho mơ hình mũ ATCN 41 Hình 27 Kết độ chuyển vị sau va chạm 42 Hình 28 Kết phân tích ứng suất sau va chạm 43 Hình 29 Kết độ chuyển vị sau thử đâm xuyên 45 Hình 30 Kết ứng suất sau va chạm đâm xuyên 45 Hình 31 Kết độ chuyển vị ép ngang điều kiện F=30N, t=30s 47 Hình 32 Ứng suất đo ép ngang điều kiện F=30N, t=30s 47 Hình 33 Kết độ chuyển vị tăng lực ép với tốc độ 100 N / phút tới đạt 430 N giữ lực 30s 48 Hình 34 Ứng suất lực ép với tốc độ 100 N / phút tới đạt 430 N giữ 30s48 Hình 35 Kết độ chuyển vị lực giảm xuống 25 N phải tăng lên 30 N giữ lực 30 giây 49 Hình 36 Ứng suất khi lực giảm xuống 25 N phải tăng lên 30 N giữ lực 30 giây 49 Hình 37 Đồ thị chuyển vị trình ép ngang 51 Hình 38 Hình Thiết bị thử nghiệm độ bền va đập độ bền đâm xuyên 51 Hình 39 Hình Thiết bị thử nghiệm độ bền ép ngang 52 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ATLĐ : An toàn lao động AT-VSLĐ : An toàn - Vệ sinh lao động ATVSV : An toàn vệ sinh viên BHLĐ : Bảo hộ lao động BNN : Bệnh nghề nghiệp BVMT : Bảo vệ môi trường DN : Doanh nghiệp ĐKLĐ : Điều kiện lao động ILO : Tổ chức lao động quốc tế KHKT : Khoa học kĩ thuật KT- XH : Kinh tế xã hội KTAT : Kĩ thuật an toàn MTLĐ : Môi trường lao động NSDLĐ : Người sử dụng lao động NLĐ : Người lao động PTBVCN : Phương tiện bảo vệ cá nhân SXKD : sản xuất kinh doanh TNLĐ : Tai nạn lao động TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam PTN : Phịng thí nghiệm QCVN : Quy chuẩn Việt Nam KQTN : Kết thực nghiệm