工程机械ROPS试验仿真：安全性能深度分析

本研究对象为某款工程机械驾驶室，要根据ISO12117的要求进行滚翻保护（ROPS）仿真分析。该项仿真的难点在于，滚翻保护需要连续进行三个方向的加载，分别是侧向、纵向和垂向。

侧向加载时，在满足性能要求后，转入垂向加载工况，再次满足性能要求后，转入垂向加载工况，即下一工况是在前一工况变形基础上进行仿真分析，加载过程如图1所示。由于难以确定性能达标时刻，传统的仿真分析方法难以进行仿真。

图1 ROPS试验加载示意图

本研究使用LS-DYNA，通过调整仿真模型的刚性墙的生效和失效时间，并采取相应的计算稳定控制措施，使得仿真分析结果与试验结果高度一致，仿真分析技术得到了验证，可为新车型的开发节省试验费用，缩短研发、生产周期。加载原理图参加图2.

图2 载荷施加原理

为了进一步缩短计算时长，采用梁壳混合模型，提高了计算效率，仿真过程如图3所示。

加载力仿真与试验对比

侧向吸能仿真与试验对比

侧向吸能仿真和试验值误差为3.5%，仿真精度高。

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