HyperWorks优化农机、重工、重卡设备分析流程，提升效率与精度

熟悉仿真领域的专业人士都深知，在农机、重型机械及重卡（如前装载机、各类挖掘机、履带式推土机等）的设计领域内，因产品结构的复杂性，建模过程既繁琐又考验技术。传统上，许多仿真工程师不得不采取单次加载、分步仿真的方式，这种方式难以累积关键的塑性变形与损伤数据，且与实验验证结果存在差距，未能充分展现仿真技术在加速产品设计进程中的优势。

 

然而，HyperWorks平台以其卓越的自动建模功能结合Radioss求解器的连续加载分析能力，为这一难题提供了革新性的解决方案。通过这一集成工具，仿真工程师能够在极短的时间内——仅需几分钟——完成如ROPS（翻车保护结构）等关键部件的建模工作，极大地简化了建模流程，降低了技术门槛。

 

Altair Radioss，作为动态载荷下非线性结构分析的领军求解器，以其无与伦比的可扩展性、卓越的计算精度和全面的功能体系著称。它不仅支持多物理场仿真，还内置了对高级材料如复合材料等的精准模拟能力，为复杂产品的仿真分析提供了强大的技术支撑。借助HyperWorks与Radioss的强强联合，仿真工程师能够以前所未有的效率与准确性，推进产品设计优化，加速产品上市进程。

 

 

 

Radioss 易于结合 HyperStudy 进行实验设计（DOE）和优化分析，包括拓扑优化，形貌优化，尺寸优化，形貌优化等。另外，Radioss能够使用等效静态载荷方法（ESLM）连接到 OptiStruct，从而进行优化计算。

 

 

 

下面是ROPS分析规范&分析流程

GB/T 19930-2005 土方机械 小型挖掘机倾翻保护结构

 

适用范围：

 GB/T 8498规定的工作质量为1000kg-6000kg，带回转动臂的小型挖掘机的 TOPS（Tip-over protective structure）

试验加载顺序：一般只进行侧向加载，除非有特殊要求

评判标准：任何时间TOPS的部件均不得进入DLV

DLV：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

 

 

实验室试验和性能要求，第2部分 —— 6T以上挖掘机的滚翻保护结构 ROPS

适用范围:

适用于ISO 6165 规定的大于 6T 并小于 50T 的液压挖掘机的ROPS

试验加载顺序：侧向加载-》纵向加载-》垂直加载

 

 

 

 

适用范围：

GB/T 8498规定的下列带司机座椅且质量大于700kg的移动式机器

l推土机

l装载机

l挖掘装载机

l自卸车

l吊管车

l组合式机器（如：铲运机、铰接车架自卸车）

l平地机

l土方回填压实机

l压路机

l挖沟机

 

 

 

 

 

 

 

ROPS – Radioss 连续工况分析

痛点

l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。

l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。

l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。

l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。

 

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。

 

优点:

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。

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。

单元控制：辅助加载平板与结构随动，保证多步加载的准确。

 

 

 

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：准静态加载. 当 反力>152kN 并且 做功 >60kJ, 停止加载