重型機(jī)械駕駛室FOPS分析

2017-12-14 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

在拖拉機(jī)以及裝載機(jī)等重型機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)中,都需要考慮駕駛?cè)藛T的安全,其中有一個(gè)考核指標(biāo)即FOPS(Falling Object Protictive Structures)分析,分析的目的是為了校核物體(如樹木、巖石、小混凝土、手工工具等)在沖擊駕駛室頂棚時(shí)候,校核頂棚在物體墜落時(shí),能否為駕駛員提供安全保護(hù)。

本文主要利用abaqus中對(duì)駕駛室頂棚進(jìn)行FOPS分析過(guò)程做簡(jiǎn)單介紹。

1、建模

駕駛室只取立柱、側(cè)梁、頂部支撐梁以及頂棚受力構(gòu)件,可利用殼單元模擬;按標(biāo)準(zhǔn)給定落物,可采用剛體模擬。一般還需要對(duì)頂棚定義塑性以及破壞準(zhǔn)則。

2、載荷

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,需要施加給定沖擊能量,并限定落物形狀,建模過(guò)程中將其轉(zhuǎn)化為給落物施加初始速度的形式?jīng)_擊駕駛室頂棚。如拖拉機(jī)的加載中規(guī)定能量為1365J,落物質(zhì)量45±2kg,直徑在200~250mm之間。

初始步中對(duì)落物施加沿垂向初始速度。

3、約束

在駕駛室立柱根部約束所有平動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。落物約束除垂向以外所有自由度。

4、裝配及連接

在對(duì)模型的裝配中將立柱以及各橫梁之間的焊接用共節(jié)點(diǎn)的形式來(lái)模擬,頂棚中各零部件之間接觸可以設(shè)置為通用接觸。由于頂棚一般為鈑金件以及非金屬件組成,非金屬件剛度較小,可以用coupling來(lái)模擬螺栓或其他卡扣。

5、載荷步

利用abaqus中顯示動(dòng)力學(xué)分析,給定沖擊接觸時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。

6、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):

頂棚是否被擊穿;模型在沖擊過(guò)程中是否進(jìn)入DLV(撓曲極限量),即人體生存空間。