[发明专利]一种基于ABAQUS的消能式滚筒及其仿真分析方法

权利要求书

1.一种基于ABAQUS的消能式滚筒，其特征在于：包括同轴设置的中央刚轴及若干筒体、连接筒体与中央刚轴的若干阻尼弹簧；若干所述筒体沿中央刚轴轴向等距离分布，呈环状结构且等径设置；每个所述筒体对应的若干阻尼弹簧沿中央刚轴径向等角度分布，并设置在中央刚轴外壁与筒体内壁之间。

2.根据权利要求1所述的一种基于ABAQUS的消能式滚筒，其特征在于：所述中央刚轴外壁上均布若干平行于轴向设置的梯形槽，所述梯形槽内嵌套配合有梯形条，所述阻尼弹簧一端固定在梯形条外侧端面上，另一端固定在筒体内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种基于ABAQUS的消能式滚筒，其特征在于：所述中央刚轴两端部均设置有用于外连安装并实现中央刚轴转动的轴承。

4.基于权利要求1～3任一项所述的一种基于ABAQUS的消能式滚筒的仿真分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)创建初始简化模型：选取消能式滚筒作为研究对象，在ABAQUS/CAE的草图环境中建立车辆与其发生碰撞的初始简化模型，即消能式滚筒模型及车辆模型，整个模型的单元类型为3D Stress缩减积分单元；

(2)网格划分：基于创建的初始简化模型，对消能式滚筒模型及车辆模型进行网格划分，其中对消能式滚筒模型的各边布置20个种子，对车辆模型的各边布置15个种子；

(3)动态显示分析步定义：设定碰撞前车辆模型的速度，以及分析步时间；

(4)接触属性定义：对消能式滚筒模型设置一个有摩擦的接触属性，并对其上下两面设置Displacement/Rotation，约束所有自由度；

(5)动态碰撞分析：将车辆模型与消能式滚筒模型从刚开始接触到完成分析步时间内的碰撞作为一个碰撞过程，分析时间从0s开始，导入Explicit中做动态碰撞分析，获取消能式滚筒模型内能曲线及动能曲线。

5.根据权利要求4所述的一种基于ABAQUS的消能式滚筒的仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(1)的初始简化模型中，消能式滚筒模型的半径为0.25m，高度为0.45m，材料选用弹塑性材料，其质量密度ρ＝7800kg·m^-3，弹性模量E＝2.078*10¹¹Pa，泊松比λ＝0.3；车辆模型的高度为1.5m，宽度为1.5m，长度为2.5m，材料选用刚性材料。

6.根据权利要求5所述的一种基于ABAQUS的消能式滚筒的仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中，碰撞前车辆模型的速度设定为54Km/h～160Km/h中的任意值，分析步时间设定为4*10^-5s。