非公路自卸車駕駛室的ROPS仿真分析

        最近參與了某駕駛室的防滾翻(ROPS)仿真分析,該仿真分為三個階段:1.側向加載,直至結構滿足最小側向加載力和最小側向吸能要求;2.垂向加載。滿足側向加載要求以后,在變形后的駕駛室上加載垂向載荷,并滿足垂向加載力要求;3.縱向加載。滿足垂向加載要求以后,再施加縱向的加載力,直至滿足最小縱向加載力。以上加載過程中,結構變形均不得侵入代表駕駛員活動范圍的DLV。

cab.png

       在分析之前我們是不知道結構什么時候達到某項性能要求的,從而轉入下一個加載方向,只能先在側向施加一個較大的位移,來檢驗在該向加載條件下,哪一時刻滿足性能要求,則將該時刻定義為加載轉換時刻,并轉入垂向加載。

       下面拿一個簡單的例子來介紹這種遞次施加載荷的仿真分析。一個矩形梁,先受Y向運動的剛性墻擠壓,3ms以后,Y向剛性墻不再作用,矩形梁轉而受Z向運動的剛性墻擠壓。

1.       有限元模型建立

劃分單元、創建材料、屬性、連接等等,這些沒什么特殊的。

2.       創建節點集slave node,包含實際加載區域中的節點

3.       在XYPlots中點擊Curve Editor>new,輸入曲線名:disp_control>填入曲線數據>點擊update,正式創建曲線,

4.        創建剛性墻1

DYNA有兩種形式的剛性墻,一種是關鍵字為*RIGIDWALL_PLANAR,它可以定義一個剛性平面,并可以賦予初速度和質量,但不能自定義的運動;另外一種是*RIGIDWALL_Geometric,它的子選項包括平面(FLAT),剛性矩形(PRISM),剛性圓柱(CYLINDER)和剛性球(SPHERE),這種剛性墻可以使用曲線來控制其速度或位移,使其按照使用者的意愿運動,本研究主要使用的是第二種,下面就具體創建方法簡單介紹下:

1)  在Model Browser中右鍵點擊Create>RigidWall,將card image改為RWGeometric,選定剛性墻所在的基點和法向,以確定剛性墻的位置和移動方向。

2)  在NSID中選擇事先創建好的節點集slave node,這樣這些點就將按運動曲線運動,雖然剛性墻定義的是無限大,但實際它的作用區域僅限于與它相關的這個節點集中的節點;

3)  Motion type 選擇displacement,選擇位移矢量的方向余弦,以定義位移矢量的方向,0,1,0和0,5,0是一個效果。

4)  在LCID中選擇之前創建的disp_control曲線

5)  可以用birth和death來控制剛性墻生效和失效的時間,這也是本研究的重點之一,即將失效點的時間定義為結構滿足側向加載和側向吸能要求的時間。本剛性墻直接定義為0ms生效,3ms失效。

5.       創建剛性墻2

創建剛性墻2的方法和上述一致

6.       設置輸出控制卡片等。

7.       調試模型。

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