重型机械驾驶室FOPS分析

2017-12-14  by:CAE仿真在线  来源:互联网

在拖拉机以及装载机等重型机械驾驶室设计中,都需要考虑驾驶人员的安全,其中有一个考核指标即FOPS(Falling Object Protictive Structures)分析,分析的目的是为了校核物体(如树木、岩石、小混凝土、手工工具等)在冲击驾驶室顶棚时候,校核顶棚在物体坠落时,能否为驾驶员提供安全保护。

本文主要利用abaqus中对驾驶室顶棚进行FOPS分析过程做简单介绍。

1、建模

驾驶室只取立柱、侧梁、顶部支撑梁以及顶棚受力构件,可利用壳单元模拟;按标准给定落物,可采用刚体模拟。一般还需要对顶棚定义塑性以及破坏准则。

2、载荷

根据相关标准规定,需要施加给定冲击能量,并限定落物形状,建模过程中将其转化为给落物施加初始速度的形式冲击驾驶室顶棚。如拖拉机的加载中规定能量为1365J,落物质量45±2kg,直径在200~250mm之间。

初始步中对落物施加沿垂向初始速度。

3、约束

在驾驶室立柱根部约束所有平动以及转动自由度。落物约束除垂向以外所有自由度。

4、装配及连接

在对模型的装配中将立柱以及各横梁之间的焊接用共节点的形式来模拟,顶棚中各零部件之间接触可以设置为通用接触。由于顶棚一般为钣金件以及非金属件组成,非金属件刚度较小,可以用coupling来模拟螺栓或其他卡扣。

5、载荷步

利用abaqus中显示动力学分析,给定冲击接触时间进行计算。

6、评价标准:

顶棚是否被击穿;模型在冲击过程中是否进入DLV(挠曲极限量),即人体生存空间。

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