翻车保护结构安全性能动态试验的数值仿真

为完善有限元方法在翻车保护结构(ROPS)静/动态强度仿真试验中的应用,同时能在设计阶段充分考察ROPS的安全性能,使之顺利通过相关法规的检测,以某型号拖拉机ROPS为研究对象,根据OECD标准Code-3中关于对ROPS强度试验的要求,对模型进行合理的简化,首次提出利用有限元软件ABAQUS/Explicit对ROPS后撞试验过程进行仿真.结果显示ROPS的部分区域已经发生塑性变形,最大变形发生在撞击点处,但没有侵入安全容身区,符合标准的验收条件.各部分的应力分布与实际后翻事故中拖拉机受到冲击载荷作用的受力状况较为吻合,可以作为结构改进的依据.提出的仿真方法能有效地模拟撞击试验的动态过程,可为类似工程结构的动态仿真分析提供一定的参考.     

某工程车驾驶室ROPS仿真分析及试验研究

某工程车驾驶室翻车保护结构(ROPS)是驾驶员在车辆发生翻车事故中重要的安全保障,结构可靠性对驾驶员生命安全有着不可忽视的作用。本研究通过建立某工程车驾驶室ROPS虚拟模型,根据非线性有限元接触理论,对模型进行最小侧向承载能力、最小垂直承载能力有限元分析,再对ROPS样机进行试验研究。结果表明,应用非线性有限元分析方法对ROPS理论计算是合理的。     

基于动态稳定性的汽车侧翻预警

为提高汽车侧翻预警算法的实时性及动态过程侧翻预警的精度,提出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法。考虑车轮侧倾外倾和侧倾转向及悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性的影响,建立多自由度汽车侧翻动力学模型;应用汽车侧翻动力学理论及劳斯稳定性判据获得汽车侧翻动平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件,并提出侧翻动态稳定因子作为汽车动态稳定性的评价指标;融合汽车侧翻预警机理及侧翻动态稳定因子设计出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法;针对高速紧急工况下运动型多功能车侧翻过程进行动态侧翻预警仿真分析。结果表明,基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法预警结果准确、实时,可提高动态过程汽车侧翻预警精度,降低侧翻危险的误报警率,有助于改善汽车防侧翻的主动安全性能。     

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。     

基于ADAMS的道路养护车侧翻稳定性研究

对道路养护车侧翻过程的数学模型进行了分析,鉴于数学模型较为复杂,虚拟样机技术对于复杂模型分析的优势,通过ADAMS建立养护车侧翻稳定性虚拟样机模型,对侧翻稳定性进行了研究.在ADAMS环境下测量虚拟样机模型起吊过程中轮胎和地面的接触力、轮胎位移、弹簧板变形等动态参数.通过分析仿真主要动态参数的变化,判断起吊过程的动态稳定性.仿真结果为道路养护车的设计、改进提供了一定的参考和依据.     

坐骑式割草机后翻工况驾驶员伤亡程度的研究

针对坐骑式割草机在坡道后向作业时容易发生倾覆与翻滚造成驾驶员伤亡的问题,采用Hypermesh建模建立了坐骑式割草机有人作业时的模型,对割草机发生后翻时驾驶员的伤亡程度进行了研究,获得了驾驶员头部、颈部和胸部的损伤值。研究数据显示,坐骑式割草机在后向坡道发生后翻时,驾驶员在两点式安全带的保护下,头部损伤与胸部损伤均在安全阀值范围之内,头部3ms加速度超出安全阀值72.5%,颈部受到的轴向拉力超出安全阀值142.42%。此项研究可以为坐骑式割草机驾驶员保护领域提供理论基础,从而更好地降低驾驶员损伤度,提升坐骑式割草机的市场占比。     

客车蒙皮对侧翻安全性的影响分析

基于ECE R66法规和非线性有限元方法进行碰撞仿真的原理,以某6137型大客车为研究对象,分别建立了车身骨架有限元模型和带蒙皮的整车车身有限元模型,通过车身立柱变形和碰撞能量结果两项指标,对比分析客车蒙皮对侧翻碰撞仿真分析结果的影响程度。仿真分析结果表明:客车蒙皮在侧翻碰撞仿真分析中影响程度较大,可以吸收系统3.3%左右的能量,使立柱变形量可以减少23 mm左右。故在利用有限元法检验客车侧翻安全性时,不能忽略客车蒙皮的影响。     

多种群遗传优化的客车防侧翻鲁棒控制方法

为改善客车主动防侧翻能力,提出多种群遗传优化的防侧翻鲁棒控制方法。考虑车轮侧倾外倾、侧倾转向、悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性影响,以及客车垂向与侧倾运动的耦合特性,建立6自由度客车侧翻动力学模型;针对客车的实际干扰及参数不确定性,以最大横向载荷转移率为控制目标,融合差动制动原理设计客车主动防侧翻的鲁棒控制方法;应用多种群遗传理论对控制器的权函数进行动态优化,增强控制系统的抗干扰能力;选取J-Turn及Worst-Case典型侧翻工况进行数值仿真,分析防侧翻控制方法对不同行驶工况的适用性、前轮转向干扰及路面干扰下的抗干扰稳定性以及簧载质量和车速变化时参数摄动鲁棒性。结果表明该方法能将客车侧翻危险速度提高75%以上,有效改善客车主动防侧翻能力;且对不同行驶工况、不同类型干扰及参数变化均有强鲁棒性。     

基于有限单元法驾驶室防翻保护结构性能分析

防滚翻保护装置（ROPS）设计的可靠性,直接影响驾驶员是否能得到有效的保护。根据实车尺寸和视野要求,进行ROPS结构设计和挠曲极限量DLV设计;利用UG建立驾驶室三维模型,并建立有限元分析模型;根据国家标准关于ROPS的规定,对驾驶室翻滚保护的安全性进行分析,重点对不同方向的承载进行分析;基于驾驶室翻滚测试试验台,选取侧向加载进行测试,验证模型分析的可靠性。结果可知：当侧向力增加到140kN时,驾驶室吸收的能量为16672J,满足最小能量吸收能力要求;侧向载荷加载时,应力和位移均出现最大值,分别为372MPa和11.86mm,满足材料承载和能量加载要求;试验获得侧向加载时的最大应力和最大位移,满足材料和设计尺寸的要求,且与仿真结果的误差均小于4%,表明仿真分析模型是可靠的。所设计的防翻保护装置可以起到保护作用,为此类设计生产提供参考。     

基于灰色预测的驾驶员-汽车系统侧翻预测

为了保证高速行车安全性,研究了基于预瞄-预测模型的汽车侧翻评价指标估计问题,提出了一种基于预瞄-预测驾驶员模型的侧翻预测方法。以高重心汽车为研究对象,建立了三自由度汽车模型和预瞄驾驶员模型;基于预瞄-跟随理论和灰色预测理论,搭建了预瞄-预测驾驶员模型;根据汽车侧翻的机理提出了能反映侧翻情况的指标--横向载荷转移率,并在此基础上提出了汽车侧翻指标估计-预测模型;基于主动转向控制策略和汽车侧翻指标估计-预测模型构建了汽车侧翻预测系统,并进行了不同工况下的仿真分析,从而验证了侧翻预测系统的有效性。