非公路自卸车驾驶室的ROPS仿真分析
最近参与了某驾驶室的防滚翻(ROPS)仿真分析,该仿真分为三个阶段:1.侧向加载,直至结构满足最小侧向加载力和最小侧向吸能要求;2.垂向加载。满足侧向加载要求以后,在变形后的驾驶室上加载垂向载荷,并满足垂向加载力要求;3.纵向加载。满足垂向加载要求以后,再施加纵向的加载力,直至满足最小纵向加载力。以上加载过程中,结构变形均不得侵入代表驾驶员活动范围的DLV。
在分析之前我们是不知道结构什么时候达到某项性能要求的,从而转入下一个加载方向,只能先在侧向施加一个较大的位移,来检验在该向加载条件下,哪一时刻满足性能要求,则将该时刻定义为加载转换时刻,并转入垂向加载。
下面拿一个简单的例子来介绍这种递次施加载荷的仿真分析。一个矩形梁,先受Y向运动的刚性墙挤压,3ms以后,Y向刚性墙不再作用,矩形梁转而受Z向运动的刚性墙挤压。
1. 有限元模型建立
划分单元、创建材料、属性、连接等等,这些没什么特殊的。
2. 创建节点集slave node,包含实际加载区域中的节点
3. 在XYPlots中点击Curve Editor>new,输入曲线名:disp_control>填入曲线数据>点击update,正式创建曲线,
4. 创建刚性墙1
DYNA有两种形式的刚性墙,一种是关键字为*RIGIDWALL_PLANAR,它可以定义一个刚性平面,并可以赋予初速度和质量,但不能自定义的运动;另外一种是*RIGIDWALL_Geometric,它的子选项包括平面(FLAT),刚性矩形(PRISM),刚性圆柱(CYLINDER)和刚性球(SPHERE),这种刚性墙可以使用曲线来控制其速度或位移,使其按照使用者的意愿运动,本研究主要使用的是第二种,下面就具体创建方法简单介绍下:
1) 在Model Browser中右键点击Create>RigidWall,将card image改为RWGeometric,选定刚性墙所在的基点和法向,以确定刚性墙的位置和移动方向。
2) 在NSID中选择事先创建好的节点集slave node,这样这些点就将按运动曲线运动,虽然刚性墙定义的是无限大,但实际它的作用区域仅限于与它相关的这个节点集中的节点;
3) Motion type 选择displacement,选择位移矢量的方向余弦,以定义位移矢量的方向,0,1,0和0,5,0是一个效果。
4) 在LCID中选择之前创建的disp_control曲线
5) 可以用birth和death来控制刚性墙生效和失效的时间,这也是本研究的重点之一,即将失效点的时间定义为结构满足侧向加载和侧向吸能要求的时间。本刚性墙直接定义为0ms生效,3ms失效。
5. 创建刚性墙2
创建刚性墙2的方法和上述一致
6. 设置输出控制卡片等。
7. 调试模型。
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