土方机械翻车保护结构计算机仿真及试验

介绍了土方机械翻车保护结构的结构特点和性能要求,翻车保护结构需要有一定的刚度来阻止变形,同时有一定的柔度以吸收一定的能量．以某装载机翻车保护结构为例,建立了翻车保护结构的非线性有限元模型并讨论了加载方法,进行了模拟和仿真．为了验证有限元分析结果,在实验台上对该装载机落物保护结构进行了落物冲击试验,试验结果和仿真结果吻合较好．翻车保护结构的计算机仿真为结构的设计提供了依据．     

挖掘机翻车保护装置的计算机仿真与试验研究

简介挖掘机翻车保护结构的特点及功能要求.结合非线性有限元理论,以某挖掘机保护结构为研究对象,进行侧向和前向加载的仿真和模拟,得到翻车保护装置(ROPS)在侧向与前向加载时的载荷-位移曲线,并分析其变形规律.同时根据GB/T 19932-2005标准对此装置进行试验测试,通过与试验数据对比,验证了有限元分析的可行性,为后期的结构设计及优化提供了可靠的依据.     

推土机翻车和落物保护结构侧向受力研究

简要介绍了ISO国际标准对推土机翻车和落物保护结构的评价指标，并分析在侧向载荷下，翻车和落物保护结构的变形过程，进一步对翻车和落物保护结构进行了非线性有限元计算，模型试验与计算结果吻合，表明计算方法是可行的。     

推土机翻车和落物保护结构侧向受力研究

简要介绍ISO国际标准对推土机翻车和落物保护结构的评价指标，并分析在侧向载荷下，翻车和落物保护结构的变形过程。进一步对翻车和落物保护结构进行了非线性有限元计算，模型试验及计算结果吻合，表明计算方法是可行的。     

小型轮式装载机安全驾驶室设计

以某小型轮式装载机驾驶室为研究对象,对原有驾驶室进行重新设计,改变结构造型以增加强度,添加落物保护结构以提高安全性,并建立优化设计后驾驶室的有限元模型,根据相关试验标准,分别进行翻车保护和落物保护的仿真分析,以确保优化设计后的驾驶室达到国际安全标准。     

矿用自卸车翻车保护结构分析及侧向性能优化

根据某矿用自卸车的翻车保护结构型式,建立翻车保护结构（简称ROPS）安全性能仿真的动态有限元模型。模拟现场试验的加载过程设计加载曲线,进行动力学求解运算。仿真结果显示ROPS侧向刚度过大导致能量吸收与侧向承载力匹配不良。针对该缺陷对翻车保护结构主要承载结构进行刚度改善并重新进行动力学求解运算,仿真结果表明优化后的ROPS侧向性能得到极大地改善,有效地保障了工程车辆的安全性。     

矿用自卸车无A柱驾驶室翻车保护结构的设计

根据矿用自卸车的市场需求和现有技术水平,设计了矿用自卸车无A柱驾驶室翻车保护结构。翻车保护结构主体采用封闭圈梁结构,六根立柱分别与顶部和底部框架构成封闭的四边形和三角形圈梁,保证驾驶室整体强度。顶部左右纵梁外侧分别设置吸能结构,有效避免车辆侧翻时主体骨架变形过大侵入驾驶员体内。驾驶室下部支撑结构采用变截面悬臂梁结构,保证驾驶室的垂向承载能力。通过有限元仿真分析,初步验证翻车保护结构的可行性。通过对驾驶室进行翻车保护结构试验,确认满足标准规定的性能要求。     

非公路自卸车安全驾驶室翻车保护特性分析

非公路自卸车在遇到危险发生翻车时,为保证驾驶员的安全,此类车辆驾驶室普遍采用具有防侧翻保护装置的结构形式,其具备通过结构变形吸收翻滚冲击的能力,由于系统的冲击较大,结构变形不仅仅呈现出弹性阶段而是部分进入弹塑性甚至塑性阶段,单元材料变形呈现出非线性特征。基于弹塑性力学和非线性有限元法,对非公路自卸车防翻滚安全驾驶室的翻车保护特性进行分析。根据其结构特点搭建非线性分析模型,参考国际标准要求,对驾驶室施加侧向载、垂直、纵向等方向载荷,对结构的应力、应变、能量及加速度等进行分析。通过实车测试驾驶室在满载工况下,获得三个方向的加速度及功率谱,对比分析结果表明:该驾驶室满足标准规定的要求,其中上部是该类型驾驶室的薄弱区,设计中需要加以重视。分析模型和分析结果可以作为实际设计的参考。     

材料屈服极限对工程车辆驾驶室翻车保护结构有限元仿真结果的影响

以非线性有限元技术为理论基础,根据国际试验标准中力的加载方式,建立含有翻车保护结构(ROPS)的非线性有限元模型.通过Nastran的非线性分析对模型进行了最小侧向承载能力、垂直承载能力和纵向承载能力分析,比较了ROPS材料屈服极限对最小侧向承载能力变形和应力结果的影响,为后期的有限元模型修正提供了较可靠的依据.     

滑移装载机翻车保护结构性能仿真与验证

针对滑移装载机驾驶室翻车保护结构(ROPS)的破坏性试验费用高、进度慢的问题,提出使用ANSYS非线性有限元分析法,依据ISO3471标准对ROPS性能试验进行模拟仿真,将仿真数据与试验结果进行对比分析,验证了仿真方法的有效性。     

基于有限元技术的轮式装载机ROPS分析

以ZL50C轮式装载机ROPS为研究对象,建立有限元建模并进行非线性有限元分析,获取ROPS在各种工况下的变形情况;对ROPS性能进行测试研究,并对有限元分析结果和试验结果进行对比分析。基于判定工程车辆ROPS失效准则,利用非线性有限元方法对ROPS进行理论结算。     

油电混合动力轮式装载机动力系统控制策略浅析

油电混合动力轮式装载机控制策略是混合动力装载机的核心。综述当前混合动力装载机机构布置方式,并给出工作过程中的典型工况,分析应用于混合动力装载机的控制策略,对混合动力装载机控制策略设计具有借鉴意义。     

基于Matlab的装载机工作装置受力分析

以Matlab为基本工具,分析了装载机工作装置的静力学特性和工作时的受力状态。对偏载工况和对称工况下工作装置的受力情况进行了详细分析和计算,对装载机的动臂和连杆进行了强度校核,并以矿用铲斗式Z30E型装载机工作装置为例进行了受力分析。结果表明:可以通过改变铲斗运动轨迹来减少外力影响。     

轮式装载机传动系载荷谱编制方法研究

为指导轮式装载机可靠性设计,提出一种轮式装载机传动系载荷谱编制方法。采用"五段法"测试了轮式装载机传动系载荷时间历程信号;通过频谱分析,确定载荷信号频率不超过1Hz的特征;按照"空载运行-铲掘装载-满载运行-卸载"四段的循环特征,对信号进行分割与合并,完成信号的平稳处理;通过雨流计数与工况合成法,获得载荷均值符合正态分布、幅值符合威布尔分布的特征,完成载荷幅值极值的统计推断;根据波动中心法,编制出了轮式装载机传动系各部件的八级载荷谱与程序加载谱。研究表明,轮式装载机传动系载荷信号可依特征分四段平稳处理,且具有显著的概率分布特征,编制的载荷谱符合装载机真实工况。     

Multiaxial softening hinge model for tubular vehicle roll-over protective structures

The purpose of the work described in this paper is to provide a computational tool for the design of roll-over protective structures (ROPS) comprised of thin-walled rectangular tubes. This tool simulates the multi-stage, regulatory quasi-static loading test (SAE Standard, SAE J1040 APR88) that new designs must pass. These tests are claimed to be indications of the performance of a ROPS under real (dynamic) roll-over conditions. The collapse of the framework involves large, three-dimensional deformation, which results mainly from large rotations in each member due to bending and torsion. To establish constitutive relationships for a framework model, biaxial bending collapse behaviour of thin-walled rectangular tubes was investigated using a kinematic approach to generate the bending interaction curves. The interaction between bending and torsion was examined separately using extensive finite element analyses of cantilevers modelled by the commercial finite element code ABAQUS. Approximate constitutive relationships were then formulated for a ‘hinge super-element’ to be implemented via the user-defined element subroutine UEL in ABAQUS. The hinge element consists of two nodes separated by a small distance. Each node has six degrees of freedom and the components of stiffness at each node are initially set to sufficiently large values to provide rigid response in the pre-collapse stage. When the collapse criterion is satisfied for the first time, the hinge element is switched to ‘softening’ hinge response and thereafter follows the local softening behaviour of a closed-section tube by modifying the stiffness of the three rotational components according to the constitutive relationships. To test the validity of the hinge model, the response of a simple, scaled ROPS to a simulated prescribed regulatory test load history (SAE Standard) was compared with the results from the analysis of an equivalent shell element model. Good agreement is demonstrated between the two models.     

面向模块化库的装载机模块接口的系列化设计

模块接口的系列化是模块化库资源共享的重要环节。在模块划分的基础上,通过对模块接口的深入分析,归纳了装载机模块接口的特性要素,总结出面向模块化库的装载机模块接口的数据结构。提出了模块接口系列化设计方法,建立了针对装载机模块接口的编码方法,阐述了模块接口系列化的基本原则,制定了装载机模块接口系列化的实施路线。最后以某型号装载机工作装置和铲斗总成的接口为例来展示该方法的合理性和实用性。     

基于ADAMS的装载机工作装置动力学仿真方法研究

文中针对装载机工作装置进行动应力测试需要较高的时间与人力成本,以国产额定载重9t装载机为研究对象。提出一种应用虚拟样机技术快速获得装载机工作装置应力特性的方法。在ADAMS中建立了工作装置虚拟样机模型,对工作装置在不同工况下利用Step函数进行多刚体动力学仿真分析,得到的铰点载荷与实测载荷进行对比,验证仿真方法的合理性。利用Ansys生成动臂、摇臂以及连杆的柔性体文件,采用模态叠加法建立工作装置刚柔耦合动力学模型,导入不同工况下实测液压缸位移与铰点载荷,进行了工作装置动力学仿真分析,与Step函数仿真结果对比,结果表明：对于刚体动力学仿真分析,利用Step函数模拟铲装作业可以较好地反映铰点处的峰值载荷。对于刚柔耦合动力学仿真分析,基于实测载荷的最大应力与基于Step函数模拟的最大应力相对误差不超过26%,研究为装载机工作装置的强度分析与结构优化提供参考依据。     

装载机工作装置电液比例控制系统研制

在手动液控多路阀的基础上，对装载机工作装置的电液比例控制系统的总体方案、电液比例先导控制模块、比例控制操纵手柄的结构和控制逻辑进行了研究。在不对装载机工作装置的主油路系统做任何改动的情况下，构成完整的电液比例先导控制系统，而且操纵控制逻辑可以根据需要改变。该电液比例先导控制系统可以在采用液控多路阀的装载机上直接安装使用。根据控制系统原理，设计了系统的测试试验台，并且在装载机上进行了安装和工作测试。测试结果表明，该系统性能可靠、操作轻便。因操作手柄与车辆底盘之间没有油管连接，故安装灵活，很容易实现装载机工作装置的线控或遥控。