在使用貨車運輸包裝好的貨物時，貨物的損傷程度很大程度取決于路面的不平度。由于路面的形狀非常復雜，通常用典型路面高度的功率譜密度來表示，損傷表現為累積疲勞。然而損傷和路面形狀的關系暫時不清楚。這里使用RecurDyn對滿載貨物的貨車在道路上行駛的過程進行了仿真。路面形狀基于非高斯分布理論，該理論由日本工業標準（JIS）設定的路面高度的功率譜密度產生。以峰度作為表征路面不平度的指標，分析了峰度與貨車包裝貨物振動加速度累積疲勞的關系。

▎仿真過程

① 創建典型貨運汽車的RecurDyn模型。

② 根據JIS標準中的道路高度PSD，使用ProcessNet生成非高斯隨機道路的縱斷面

③ 根據隨機道路的輪廓，創建GRoad道路文件

④ 在上述建立的環境中，進行貨車行駛仿真分析

⑤ 計算車內包裝好貨物的累積疲勞

⑥ 對數據進行統計分析

▎關鍵仿真技術

• 建立貨車行駛仿真所需的貨車3D模型

• 建立仿真所需的輪胎3D模型

• 建立貨車行駛仿真所需的路面3D模型

• 基于隨機振動理論，在GRoad中建立3D路面的縱斷面

• 道路profile的峰度與貨物加速度累積疲勞的統計學分析

▎工具包

• RecurDyn/Professional  

• RecurDyn/GTire

• RecurDyn/ProcessNet

▎工程問題

• 由于包裝貨物在運輸過程中的損傷評估很難通過真實的駕駛試驗來進行實現，因此依賴于虛擬臺架試驗來進行仿真分析

• JIS提供的是頻域的路面不平度而不是實際的路面形狀

• 貨物的疲勞與路面之間的關系不明確

▎解決方案

• 基于非高斯隨機振動理論（1），在RecurDyn/ProcessNet中編程生成道路縱斷面

• 采用通用汽車輪胎公司（GTire）的RecurDyn/Tire和UATire建立了駕駛仿真模型累積損傷疲勞由卡車上包裝加速度的零交叉峰值計數（2）計算得出，并研究了與道路縱斷面峰度的關系

  (1) A.Hosoyama, K.Saito, T.Nakajima. Non-Gaussian random vibrations using kurtosis,

  Proceedings of 18th IAPRI World Packaging Conference, San Louis Obispo (CA),USA, pp 35-40 (2012)

  (2) zero-cross-peak count (ISO 16750-3_2007)

▎結論

• RecurDyn中用于駕駛模擬的道路模型可以通過頻域中的任意道路特性生成

• 根據PSD道路規范可以定義不同峰度的各種道路縱斷面

• 可以根據道路縱斷面峰度估計定量損傷β

▎其他應用場景

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文章來源RecurDyn軟件