[發明專利]一種翻車保護結構的有限元分析簡化方法

有效

• 申請號: 201711350953.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108073768B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 金慧迪
• 申請（專利權）人: 天津金岸重工有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.一種翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)導入翻車保護結構焊接件的殼單元共節點網格至有限元分析軟件；

2)在有限元分析軟件中，定義翻車保護結構焊接件的塑性材料屬性；

3)在有限元分析軟件中，建立翻車保護結構焊接件與機架或大地的非線性弾性軸連接，用非線性弾性軸連接模擬翻車保護結構中彈性吸振器的力學行為；

4)判斷翻車保護結構中是否有螺栓連接；如果是，則進行步驟5)；如果否，則進行步驟6)；

5)在有限元分析軟件中，用梁連接簡化螺栓連接；

6)在有限元分析軟件中，進行翻車保護結構的側向加載求解分析；所述側向加載求解分析的載荷初始值，是翻車保護結構承受的預定標準要求的最小側向加載載荷；

7)計算翻車保護結構側向吸收能量大小；判斷步驟6)分析得到的翻車保護結構能量是否大于等于預定標準要求的能量大小；如果是，則進行步驟8)；如果否，則增大側向輸入載荷，重復進行步驟6)；

8)在有限元分析軟件中，判斷翻車保護結構焊接件的強度和變形是否滿足要求；如果是，則進行步驟10)；如果否，則進行步驟9)；

9)對翻車保護結構進行結構優化；

10)在有限元分析軟件中，根據翻車保護結構的應用對象不同，依次進行側向卸載、垂向加載、垂向卸載、縱向加載、縱向卸載分析，或依次進行側向卸載、縱向加載、縱向卸載、垂向加載和垂向卸載分析；

11)在有限元分析軟件中，判斷步驟10)分析得到的強度和變形是否滿足要求；如果是，則進行步驟12)；如果否，則重復進行步驟9)；

12)在有限元分析軟件中，提取模擬螺栓連接的beam連接力；如果beam連接力大于要求的螺栓最大抗拉能力，則進行步驟13)；如果梁連接力小于等于螺栓最大抗拉能力，則分析結束；

13)在有限元分析軟件中，對翻車保護結構分析中的螺栓連接單獨進行螺栓連接子模型分析；

步驟13)中，所述螺栓連接子模型分析步驟包括：另存一份翻車保護結構的有限元分析模型；刪除大部分翻車保護結構有限元模型，保留螺栓連接的局部模型；提取螺栓連接的局部模型的邊界條件；定義螺栓的實體網格結構；添加螺栓預緊力和接觸；

14)在有限元分析軟件中，結合步驟13)螺栓連接子模型分析的結果，對螺栓連接進行局部優化。

2.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，步驟3)中，所述模擬彈性吸振器的非線性弾性軸連接至少為3個，包括x坐標方向軸連接、y坐標方向軸連接、z坐標方向軸連接；每3個非線性弾性軸連接為1組；1組非線性弾性軸連接模擬1塊翻車保護結構彈性吸振器。

3.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，步驟3)中，建立翻車保護結構焊接件與機架或大地的非線性弾性軸連接的步驟包括：建立翻車保護結構焊接件與彈性吸振器的耦合；建立耦合點與機架或大地三個方向的非線性彈性軸連接。

4.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，步驟1)中，所述殼單元共節點網格在網格劃分軟件中預先完成。

5.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，所述步驟5)中建立梁連接的步驟包括：建立螺栓連接孔與圓心的耦合；定義梁連接屬性；建立螺栓孔耦合點之間的梁連接。

6.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，步驟12)中，所述梁連接力是指步驟5)利用梁連接簡化螺栓連接時，通過求解計算得到的連接作用力。

7.如權利要求1所述翻車保護結構的有限元分析簡化方法，其特征在于，步驟9)中，所述結構優化包括更改材料、更改截面屬性、更改板厚大小；步驟14)中，所述局部優化包括螺栓連接公稱直徑的優化、螺栓連接數量的優化、螺栓連接作用位置的優化。