翻轉保護機構（ROPS，Roll Over Protection Structure）安裝在拖拉機車身上，是一種當重型設備傾翻時，可以將駕駛員受傷程度降至最低的機構。因此，ROPS在車輛顛倒時應能充分吸收與地面的沖擊力，并為駕駛員提供安全空間。為了評價這種ROPS的安全性，國外一些國家的《農業機械化促進法》引用了經合組織CODE規定的試驗程序。在本例中，使用RecurDyn的基于Implicit Solver的MFBD相關組件實現了ROPS試驗方法，并評估了與靜態非線性分析結果的誤差以及收斂性。

▎仿真過程

① 創建駕駛員安全區域、ROPS結構、液壓推動器的動力學模型

② 為ROPS結構創建柔性體模型（細長幾何，使用Shell建模）

-使用Geo Surface Contact，在液壓推動器（Rigid）和結構物（FFlex）接觸時，將振動降至最低

-在接觸位置定義Contact，以避免結構變形導致穿透

-考慮到Mid-surface類型的Shell Element特性，將焊縫建模為FDR（RBE2）元素

③ 啟動連續位移負載試驗程序，比較評估滿足要求能量的最大位移

▎關鍵仿真技術

?用于ROPS虛擬試驗的MFBD（剛柔耦合）建模仿真技術

?在Mid-surface類型的FE模型中，用于焊縫處理的FDR（RBE2）單元處理技術

?Scenario分析功能和Contact On/Off控制技術可實現連續位移負載

▎工具包

?  RecurDyn/Professional

?  RecurDyn//FFlex

▎工程問題

?物理樣機制造成本耗費大量的時間和金錢

?需要對多個設計變量進行主動安全評估

?需要實施連續負荷控制方法以考慮殘余應力

?比靜力學分析模型更簡單的定義接觸以及快速收斂

?對仿真時間的要求

▎解決方案

?使用RecurDyn的MFBD剛柔耦合模型代替物理試驗所需的物理樣機

?通過從CAD幾何的Mid-surface geometry創建Shell單元的柔性體模型，縮短仿真分析時間

?考慮結構的大變形和材料非線性特性（塑性），使用非線性各向同性強化彈塑性

?在每個負載階段確認安全區域受到威脅時，為了在保持塑性變形的條件下進行連續分析，通過使用Scenario analysis的Contact On/OFF控制實現連續負載

▎結論

?使用MFBD技術實現了基于Implicit solver的ROPS非線性分析

?確定了與試驗結果相似的最大位移誤差

?使用比靜力學分析更簡單的接觸定義方法，獲得了高精度的結果

?采用Scenario analysis 功能的位移控制方法，實現了與試驗環境相同的分析方法

▎其他場景

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