[发明专利]一种翻车保护结构的有限元分析简化方法

摘要

本发明公开一种翻车保护结构的有限元分析简化方法，该方法是利用x,y,z三个方向的非线性弹性轴连接，代替翻车保护结构弹性吸振器的复杂材料和接触属性定义；用梁连接和螺栓连接子模型分析的组合方法，评估翻车保护结构中螺栓连接强度；依据相应标准优化翻车保护结构分析载荷组合次序。本发明既考虑了弹性吸振器对翻车保护结构的力学影响，又避开了弹性吸振器复杂的本构关系定义和接触行为定义，在保证分析精度的基础上降低了分析收敛难度；使得螺栓连接分析既快又准；将复杂的翻车保护结构分析问题转化为由简到繁的分析组合，节约了分析资源；操作步骤简单，通用性强。

主权项

1.一种翻车保护结构的有限元分析简化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)导入翻车保护结构焊接件的壳单元共节点网格至有限元分析软件；2)在有限元分析软件中，定义翻车保护结构焊接件的塑性材料属性；3)在有限元分析软件中，建立翻车保护结构焊接件与机架或大地的非线性弾性轴连接，用非线性弾性轴连接模拟翻车保护结构中弹性吸振器的力学行为；4)判断翻车保护结构中是否有螺栓连接；如果是，则进行步骤5)；如果否，则进行步骤6)；5)在有限元分析软件中，用梁连接简化螺栓连接；6)在有限元分析软件中，进行翻车保护结构的侧向加载求解分析；所述侧向加载求解分析的载荷初始值，是翻车保护结构承受的预定标准要求的最小侧向加载载荷；7)计算翻车保护结构侧向吸收能量大小；判断步骤6)分析得到的翻车保护结构能量是否大于等于预定标准要求的能量大小；如果是，则进行步骤8)；如果否，则增大侧向输入载荷，重复进行步骤6)；8)在有限元分析软件中，判断翻车保护结构焊接件的强度和变形是否满足要求；如果是，则进行步骤10)；如果否，则进行步骤9)；9)对翻车保护结构进行结构优化；10)在有限元分析软件中，根据翻车保护结构的应用对象不同，依次进行侧向卸载、垂向加载、垂向卸载、纵向加载、纵向卸载分析，或依次进行侧向卸载、纵向加载、纵向卸载、垂向加载和垂向卸载分析；11)在有限元分析软件中，判断步骤10)分析得到的强度和变形是否满足要求；如果是，则进行步骤12)；如果否，则重复进行步骤9)；12)在有限元分析软件中，提取模拟螺栓连接的beam连接力；如果beam连接力大于要求的螺栓最大抗拉能力，则进行步骤13)；如果梁连接力小于等于螺栓最大抗拉能力，则分析结束；13)在有限元分析软件中，对翻车保护结构分析中的螺栓连接单独进行螺栓连接子模型分析；14)在有限元分析软件中，结合步骤13)螺栓连接子模型分析的结果，对螺栓连接进行局部优化。