做过仿真的朋友都知道,在农机、重工、重卡等产品(如前装载机、各种挖掘机、履带式推土机)设计中,由于建模复杂,不易掌握,很多仿真工程师需要单次加载、分别分次进行仿真计算。单次工况仿真分析,不仅无法累计塑性变形和损伤,而且与实验对标有差距,无法充分发挥仿真加速设计的优势。
     
    但是,借助于HyperWorks中实现自动建模与Radioss求解器可以帮助实现自动建模以及优化被动安全的连续加载分析,借助这个工具,仿真工程师只需要在几分钟内就可以完成ROPS建模,极大的简化建模流程和使用门槛。下面简单地给大家介绍一下这个强大的工具。
     
    Altair Radioss 是一个解决在动态载荷作用下非线性问题的领先的结构分析求解器,具有完全不同的可扩展性、高品质性、健全性,由多物理仿真功能构成和具有复合材料等高级材料。
     
     
 
     
    Radioss 易于结合 HyperStudy 进行实验设计(DOE)和优化分析,包括拓扑优化,形貌优化,尺寸优化,形貌优化等。另外,Radioss能够使用等效静态载荷方法(ESLM)连接到 OptiStruct,从而进行优化计算。
     
     
 
     
    下面是ROPS分析规范&分析流程
    GB/T 19930-2005 土方机械 小型挖掘机倾翻保护结构
     
    适用范围:
     GB/T 8498规定的工作质量为1000kg-6000kg,带回转动臂的小型挖掘机的 TOPS(Tip-over protective structure)
    试验加载顺序:一般只进行侧向加载,除非有特殊要求
    评判标准:任何时间TOPS的部件均不得进入DLV
    DLV:挠曲极限量,一个高大、穿普通衣服、戴安全帽、坐姿男性司机的垂直投影近似值
    
     
 
     
    实验室试验和性能要求,第2部分 —— 6T以上挖掘机的滚翻保护结构 ROPS
    适用范围:
    适用于ISO 6165 规定的大于 6T 并小于 50T 的液压挖掘机的ROPS
    试验加载顺序:侧向加载-》纵向加载-》垂直加载
    
     
 
     
 
     
     
    适用范围:
    GB/T 8498规定的下列带司机座椅且质量大于700kg的移动式机器
    l推土机
    l装载机
    l挖掘装载机
    l自卸车
    l吊管车
    l组合式机器(如:铲运机、铰接车架自卸车)
    l平地机
    l土方回填压实机
    l压路机
    l挖沟机
     
     
 
     
 
     
 
     
 
     
    ROPS – Radioss 连续工况分析
    痛点
    l国标针对 ROPS 分析,规定需要连续加载分析,每次的加载要继承上一步加载的变形、应力、损伤等结果。
    l重工、农机行业中多使用单次加载、分别分次进行仿真计算。单次工况仿真分析,无法累计塑性变形和损伤,与实验对标有差距,无法充分发挥仿真加速设计的优势。
    l前一步的压溃导致结构变形,加载位置发生偏离,影响后续的载荷施加,导致仿真结果与实际不符。
    l仿真分析中通常使用强制位移或力来加载载荷,模拟压溃过程。由于国标要求压溃过程中,作用力和吸收能量要达到指定数值,因此结束加载的位置或时刻,需要提前经过计算或者试验取得,费时费力。
     
    解决方案:
    通过 Radioss 独有重新启动功能,结合动能释放、 Sensor 逻辑控制、单元控制等方法,实现连续工况累计损伤分析。
     
    优点:
    动能释放:在加载完成后,快速回弹卸载,节约计算时间,读取结果云图更准确。
    Sensor 逻辑控制:判断是否同时满足法规对承载力和能量吸收要求,符合物理试验。
    单元控制:辅助加载平板与结构随动,保证多步加载的准确。
     
     
 
     
    Radioss 求解器提供力,位移,做功等传感器,以及逻辑传感器,可结合在一起控制加载工况。
     
    例如:准静态加载. 当 反力>152kN 并且 做功 >60kJ, 停止加载
     
    