Q|什么是ROPS分析?
ROPS分析,指的是"Roll-Over Protective Structure"(翻滚保护结构)的简称,这是一种用于评估和设计特殊设备(如前装载机、各种挖掘机、履带式推土机)的被动安全标准,旨在防止车辆或设备发生翻滚时对驾驶员或操作员的伤害。
 
    老司机也会翻车
针对不同类型的设备,国标 GB/T 19930,GB/T 17922等,根据设备功能和工作质量规定了不同的加载顺序、加载强度以及结构所需承受的力或者能量。并规定了DLV空间(deflection-limiting volume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。在加载过程中,ROPS结构的任何部件在任意时间不应进入DLV(DLV允许倾斜)。
 
    国标中规定不同类型设备的加载强度
 
    ROPS 分析建模,通常包含设备本体,包含悬架装置和配件,DLV空间以及加载使用的多个刚性板
Q|ROPS分析建模难点有哪些?
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
 
    ROPS连续加载
Q|应对的解决方案?
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。
方案优点
● 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。
● 平滑加载:力或者位移采取连续可导平滑曲线加载,避免启动加载的瞬间出现非常大的接触力,导致结构抖动,能量、接触力监控出现偏差。
● 单元控制:辅助加载平板与设备结构随动,保证多步加载的准确。
● 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。
 
    使用动能释放快速恢复稳定状态
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,准静态顶压加载. 当 反力>152kN 并且 做功 >60kJ, 停止加载:
 
    准静态顶压
 
    加载力曲线 达到152KN时做功还未达标
 
    吸收能量曲线 在0.4秒达标后自动结束加载
由此可见,整个建模过程复杂,涉及众多卡片的设定,难以掌握,容易出现纰漏而导致计算失败,并且针对不同设备,加载工况完全不同。为了方便用户快速完成建模,易于掌握,Altair 基于HyperWorks 丰富的二次开发接口,新开发了这个 “ROPS自动建模工具”。
 
    图:ROPS自动建模工具界面
使用 Altair ROPS建模工具,实现自动化建模:
1. 工况支持设定为 “连续加载” 或 “独立加载”
2. 支持多种常用单位制
3. 支持自定义重力大小及方向
4. 支持自定义 “不同加载方向” 及 “加载先后顺序”
5. 载荷类型可选 “位移” 或 “力”,支持自定义载荷强度和“加载-保持-卸载”时间
6. 自动建立 “整机自接触” 和 “每次加载接触”,自动检查 “干涉和穿透”
7. 持续监控 “加载力” 和 “加载做功”,自动结束加载
8. 模型检查,自动计算时间步长
9. 一键输出完整模型,支持自动连续计算
是不是功能很强大?快来看看几分钟就可以完成建模:
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这个新工具如何?如果觉得还不错,想要获取这个自动建模工具,欢迎通过邮件联系我们:support@altair.com.cn
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关于 Altair 澳汰尔
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近期,Altair被全球工业软件指引者西门子收购,成为西门子数字化工业软件(Siemens Digital Industries Software)旗下成员,进一步巩固西门子在仿真和工业人工智能领域的全球指引者地位,其技术正与西门子Xcelerator解决方案进行深度整合。
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