RecurDyn成功案例：货车运输中的路面不平度与货物的累积疲劳的关系

在使用货车运输包装好的货物时，货物的损伤程度很大程度取决于路面的不平度。由于路面的形状非常复杂，通常用典型路面高度的功率谱密度来表示，损伤表现为累积疲劳。然而损伤和路面形状的关系暂时不清楚。这里使用RecurDyn对满载货物的货车在道路上行驶的过程进行了仿真。路面形状基于非高斯分布理论，该理论由日本工业标准（JIS）设定的路面高度的功率谱密度产生。以峰度作为表征路面不平度的指标，分析了峰度与货车包装货物振动加速度累积疲劳的关系。

▎仿真过程

① 创建典型货运汽车的RecurDyn模型。

② 根据JIS标准中的道路高度PSD，使用ProcessNet生成非高斯随机道路的纵断面

③ 根据随机道路的轮廓，创建GRoad道路文件

④ 在上述建立的环境中，进行货车行驶仿真分析

⑤ 计算车内包装好货物的累积疲劳

⑥ 对数据进行统计分析

▎关键仿真技术

• 建立货车行驶仿真所需的货车3D模型

• 建立仿真所需的轮胎3D模型

• 建立货车行驶仿真所需的路面3D模型

• 基于随机振动理论，在GRoad中建立3D路面的纵断面

• 道路profile的峰度与货物加速度累积疲劳的统计学分析

▎工具包

• RecurDyn/Professional  

• RecurDyn/GTire

• RecurDyn/ProcessNet

▎工程问题

• 由于包装货物在运输过程中的损伤评估很难通过真实的驾驶试验来进行实现，因此依赖于虚拟台架试验来进行仿真分析

• JIS提供的是频域的路面不平度而不是实际的路面形状

• 货物的疲劳与路面之间的关系不明确

▎解决方案

• 基于非高斯随机振动理论（1），在RecurDyn/ProcessNet中编程生成道路纵断面

• 采用通用汽车轮胎公司（GTire）的RecurDyn/Tire和UATire建立了驾驶仿真模型累积损伤疲劳由卡车上包装加速度的零交叉峰值计数（2）计算得出，并研究了与道路纵断面峰度的关系

  (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)

▎结论

• RecurDyn中用于驾驶模拟的道路模型可以通过频域中的任意道路特性生成

• 根据PSD道路规范可以定义不同峰度的各种道路纵断面

• 可以根据道路纵断面峰度估计定量损伤β

▎其他应用场景

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文章来源RecurDyn软件