【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種商用車駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法及系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械駕駛室。
技術(shù)介紹
1、商用車作為物流運(yùn)輸?shù)闹匾煌üぞ撸{駛室的結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。2011版gb26512《商用車駕駛室乘員保護(hù)》中僅規(guī)定頂部強(qiáng)度試驗(yàn)，而2021版gb?26512《商用車駕駛室乘員保護(hù)》對(duì)駕駛室頂部強(qiáng)度提出更嚴(yán)格要求：總質(zhì)量超過7500kg的貨車，增加動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)，即駕駛室側(cè)面擺錘20°撞擊試驗(yàn)，撞擊能量為17.6kj，側(cè)面撞擊完成后再進(jìn)行頂部強(qiáng)度試驗(yàn)，頂部強(qiáng)度試驗(yàn)的加載力為前軸軸荷對(duì)應(yīng)的靜載荷，最大為98kn。即對(duì)總質(zhì)量超過7500kg的貨車，需先進(jìn)行側(cè)面擺錘撞擊的動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)，再進(jìn)行頂部鋼板加載，以保證貨車在翻滾過程中駕駛室具備足夠強(qiáng)度保證乘員有足夠的生存空間。故在商用車駕駛室開發(fā)階段，需通過新的仿真技術(shù)對(duì)駕駛室頂部強(qiáng)度進(jìn)行性能摸底，檢驗(yàn)其是否滿足國(guó)標(biāo)強(qiáng)制性要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在提供一種商用車駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，該方法首先確定擺錘與駕駛室撞擊后的脫離時(shí)刻和駕駛室結(jié)構(gòu)變形恢復(fù)時(shí)刻，并依此定義擺錘與駕駛室頂部接觸的失效時(shí)刻及頂部壓板與駕駛室頂部接觸的生效時(shí)刻，確保動(dòng)態(tài)預(yù)加載擺錘側(cè)面撞擊和頂部加壓仿真的順序，符合2021版gb?26512國(guó)標(biāo)規(guī)定，適用于不同的駕駛室結(jié)構(gòu)的仿真，有效識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，提高駕駛室安全性能。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，所述方法包括：
3、步驟1、建立商用車主結(jié)構(gòu)件三維數(shù)字模型；
4、步驟2、基于所述商用車主結(jié)構(gòu)件三維數(shù)字模型，建立駕駛室結(jié)構(gòu)有限元模型；所述駕駛室結(jié)構(gòu)有限元模型包含局部車架、駕駛室總成；所述局部車架包括駕駛室懸置及前橋板簧座；
5、步驟3、建立動(dòng)態(tài)預(yù)加載擺錘有限元模型，使得所述擺錘的撞擊能量達(dá)到能量閾值w；
6、步驟4、基于所述駕駛室結(jié)構(gòu)有限元模型，建立頂部壓板有限元模型，使得所述頂部壓板的加載速度滿足頂部加壓過程中動(dòng)能與峰值內(nèi)能的比值小于第一閾值；
7、步驟5、根據(jù)司機(jī)座椅的位置信息，關(guān)聯(lián)有限元假人與所述司機(jī)座椅；組合所述駕駛室結(jié)構(gòu)有限元模型、所述動(dòng)態(tài)預(yù)加載擺錘有限元模型、所述頂部壓板有限元模型及所述有限元假人，生成駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型，并設(shè)置所述駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型的接觸作用；
8、步驟6、通過約束所述前橋板簧座和板簧連接的內(nèi)環(huán)面節(jié)點(diǎn)的全部自由度，固定所述駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型；
9、設(shè)置參數(shù)，進(jìn)行擺錘側(cè)面撞擊仿真，通過有限元?jiǎng)恿W(xué)分析軟件計(jì)算，獲得擺錘側(cè)面撞擊下的駕駛室頂部變形結(jié)果；根據(jù)所述駕駛室頂部變形結(jié)果，獲得擺錘與駕駛室頂部的作用力曲線及所述駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型的內(nèi)能變化曲線，并確定擺錘脫離時(shí)刻t1和駕駛室變形恢復(fù)時(shí)刻t2；
10、其中，所述擺錘脫離時(shí)刻t1為所述擺錘與駕駛室頂部的作用力為零的時(shí)刻，所述駕駛室變形恢復(fù)時(shí)刻t2為所述駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型的內(nèi)能變化曲線為水平的時(shí)刻；
11、步驟7、設(shè)定擺錘與駕駛室頂部接觸的失效時(shí)刻為t1+δt1，頂部壓板與駕駛室頂部接觸的生效時(shí)刻為t2+δt2；根據(jù)所述擺錘與駕駛室頂部接觸的失效時(shí)刻、所述頂部壓板與駕駛室頂部接觸的生效時(shí)刻，所述駕駛室頂部強(qiáng)度仿真模型按順序進(jìn)行擺錘側(cè)面撞擊和頂部壓板加載仿真，通過有限元?jiǎng)恿W(xué)分析軟件計(jì)算，獲得擺錘側(cè)面撞擊后再進(jìn)行頂部壓板加載的駕駛室變形結(jié)果；
12、步驟8、根據(jù)步驟7中的駕駛室變形結(jié)果，判斷仿真過程中駕駛室結(jié)構(gòu)是否侵入所述有限元假人，若是，則更改駕駛室內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并返回步驟5；若否，則駕駛室的頂部強(qiáng)度已符合要求，仿真完成。
13、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，還可以對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：
14、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述步驟3具體包括以下步驟：
15、s31、設(shè)定擺錘質(zhì)量、擺錘幾何尺寸及擺錘空間擺放位置；
16、s32、給所述擺錘賦予角速度ω，使得所述擺錘的撞擊能量達(dá)到能量閾值w；
17、s33、對(duì)所述擺錘施加重力場(chǎng)作用。
18、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述步驟4、中，所述第一閾值不大于10％。
19、在其中一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述s32中，所述角速度ω的計(jì)算公式為：其中，j＝2e0，e0為所述角速度為1rad/s時(shí)，通過有限元?jiǎng)恿W(xué)分析軟件計(jì)算得到的擺錘動(dòng)能。
20、基于同一個(gè)構(gòu)思，本專利技術(shù)還提供一種商用車駕駛室頂部強(qiáng)度仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)處理器；所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)提供的商用車駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，根據(jù)2021版gb?26512國(guó)標(biāo)規(guī)定的動(dòng)態(tài)預(yù)加載試驗(yàn)要求，首先確定擺錘與駕駛室撞擊后的脫離時(shí)刻和駕駛室結(jié)構(gòu)變形恢復(fù)時(shí)刻，并依此再確定擺錘與駕駛室頂部接觸的失效時(shí)刻及頂部壓板與駕駛室頂部接觸的生效時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)加載擺出側(cè)面撞擊和頂部加壓的順序仿真。所述仿真方法符合2021版gb?26512國(guó)標(biāo)規(guī)定，可有效識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，提高駕駛室安全性能，適用于強(qiáng)度各異的駕駛室結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述步驟3具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述步驟4中，所述第一閾值不大于10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述S32中，所述角速度ω的計(jì)算公式為：其中，J＝2E0，E0為所述角速度為1rad/s時(shí)，通過有限元?jiǎng)恿W(xué)分析軟件計(jì)算得到的擺錘動(dòng)能。
5.一種駕駛室頂部強(qiáng)度仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)處理器；所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述方法的步驟。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述步驟3具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述步驟4中，所述第一閾值不大于10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的駕駛室頂部強(qiáng)度仿真方法，其特征在于，所述s32中，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳祥仕，朱紅軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。