重型機械駕駛室FOPS分析

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

在拖拉機以及裝載機等重型機械駕駛室設計中,都需要考慮駕駛?cè)藛T的安全,其中有一個考核指標即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候,校核頂棚在物體墜落時,能否為駕駛員提供安全保護。

本文主要利用abaqus中對駕駛室頂棚進行FOPS分析過程做簡單介紹。

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;按標準給定落物,可采用剛體模擬。一般還需要對頂棚定義塑性以及破壞準則。

2、載荷

根據(jù)相關(guān)標準規(guī)定,需要施加給定沖擊能量,并限定落物形狀,建模過程中將其轉(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以及轉(zhuǎn)動自由度。落物約束除垂向以外所有自由度。

4、裝配及連接

在對模型的裝配中將立柱以及各橫梁之間的焊接用共節(jié)點的形式來模擬,頂棚中各零部件之間接觸可以設置為通用接觸。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來模擬螺栓或其他卡扣。

5、載荷步

利用abaqus中顯示動力學分析,給定沖擊接觸時間進行計算。