重型機械駕駛室FOPS分析

2017-12-14  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

在拖拉機以及裝載機等重型機械駕駛室設計中,都需要考慮駕駛人員的安全,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、側梁、頂部支撐梁以及頂棚受力構件,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

根據相關標準規定,需要施加給定沖擊能量,并限定落物形狀,建模過程中將其轉化為給落物施加初始速度的形式沖擊駕駛室頂棚。如拖拉機的加載中規定能量為1365J,落物質量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。

6、評價標準:

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

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