CLG系列装载机翻车保护装置有限元分析及试验研究
发布时间：2020-08-08 12:07
【摘要】：工程车辆的安全保护装置可以最大限度地保护驾驶员的人身安全,充分发挥车辆工作效率。随着工程车辆出口量的增加及国际上对其安全保护性能要求的提高,进入国际市场的工程车辆必须配备性能合格的安全保护装置。本文针对广西柳工机械股份有限公司生产的CLG 系列装载机的翻车保护结构以弹塑性力学理论为基础应用ANSYS 软件对其进行了非线性分析。为了验证有限元分析结果,本文还按照现行国际标准对CLG 系列装载机的翻车保护结构(ROPS)进行了性能试验,并与有限元计算结果进行了对比,肯定了非线性有限元分析结果的合理性。除此之外,应用多刚体动力学分析软件ADAMS建立了轮式装载机整机的动力学模型,进行整车的滚翻仿真研究,在此仿真研究的基础上针对翻车保护装置提出一种动态试验方法。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH243
【图文】：
图 1.1 ROPS 的典型结构及其布置图1.2 本论文的选题背景CLG 系列装载机是柳工生产的第三代轮式装载机。该装载机具有卓越的性能价格比、高寿命、高可靠性、高效率、低能耗、投资回报迅速等优点。其核心技术、外观造型与国际最高水平同步发展，因而具有较好的市场销路。从结构组成来分析，CLG 系列装载机的主要部件有驾驶室、车架、发动机，工作装置等。各个部件对于装载机的品质、质量和寿命都有重要的影响。但就目前的情况来看，影响装载机安全性能的主要因素是驾驶室，也就是所说的翻车保护装置。在实际作业过程中，广西柳工机械股份有限公司某产品的翻车保护装置在通过静态测试的前提下，仍发生了很大程度的变形，未对司机起到设计预期的保护作用。这严重影响了该公司的声誉和效益，对企业今后的发展起到巨大的阻碍作用。广西柳工机械股份有限公司对此问题特别重视，鉴于以上原因特将此问题作为科研攻关项目，以期使该保护装置能对司机起到真正意义上的保护作用。1.3 本课题的意义
在弹性变形阶段，应力与应变之间是一种线性关系（图2.1）。在此阶段中，外载荷引起的应力、应变和位移，与加载次序和历史无关。在除去外载荷后 ，物体完全恢复到初始状态，而且在物体中没有任何残余应力和残余变形。这时应力和应变关系的数学表达式由式（2-1）表示。对某些材料即使是在弹性阶段应力─应变关系也不是线性的，这时应认为式（2-1）是一种近似的表达式。σ = Eε（2-1）当材料进入塑性状态后，若不考虑材料的强化性质，则可得到如图 2.1 所示的理想弹塑性模型。在图 2.1 中，线段 OA 表示材料处于弹性阶段，线段AB 表示材料处于塑性阶段，应力可以用如下公式求出： ==>=≤sseeEEσεσεεσεεε当当（2-2）由于公式（2-2）只包括了材料常数 E 和 σs
吉林大学硕士学位论文( ) >=≤ssssEEσσεεεεσεεε＝＋当当1（式（2-3）中，E 及 E1分别为线段 OA 及 AB 的斜率。具有这种应力─的材料，称为弹塑性线性强化材料。由于 OA 和 AB 是两条直线，有为双线性强化模型。这种近似的力学模型对某些材料是足够准确的B 的斜率足够小，则作为理想弹塑性体考虑并不致于产生很大的误差却可大为简化。当 AB 大到不能忽略时，则应按（2-3）式进行计算型和理想弹塑性模型虽然相差不大，但具体计算却要复杂得多。
本文编号：2785541
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH243
【图文】：
图 1.1 ROPS 的典型结构及其布置图1.2 本论文的选题背景CLG 系列装载机是柳工生产的第三代轮式装载机。该装载机具有卓越的性能价格比、高寿命、高可靠性、高效率、低能耗、投资回报迅速等优点。其核心技术、外观造型与国际最高水平同步发展，因而具有较好的市场销路。从结构组成来分析，CLG 系列装载机的主要部件有驾驶室、车架、发动机，工作装置等。各个部件对于装载机的品质、质量和寿命都有重要的影响。但就目前的情况来看，影响装载机安全性能的主要因素是驾驶室，也就是所说的翻车保护装置。在实际作业过程中，广西柳工机械股份有限公司某产品的翻车保护装置在通过静态测试的前提下，仍发生了很大程度的变形，未对司机起到设计预期的保护作用。这严重影响了该公司的声誉和效益，对企业今后的发展起到巨大的阻碍作用。广西柳工机械股份有限公司对此问题特别重视，鉴于以上原因特将此问题作为科研攻关项目，以期使该保护装置能对司机起到真正意义上的保护作用。1.3 本课题的意义
在弹性变形阶段，应力与应变之间是一种线性关系（图2.1）。在此阶段中，外载荷引起的应力、应变和位移，与加载次序和历史无关。在除去外载荷后 ，物体完全恢复到初始状态，而且在物体中没有任何残余应力和残余变形。这时应力和应变关系的数学表达式由式（2-1）表示。对某些材料即使是在弹性阶段应力─应变关系也不是线性的，这时应认为式（2-1）是一种近似的表达式。σ = Eε（2-1）当材料进入塑性状态后，若不考虑材料的强化性质，则可得到如图 2.1 所示的理想弹塑性模型。在图 2.1 中，线段 OA 表示材料处于弹性阶段，线段AB 表示材料处于塑性阶段，应力可以用如下公式求出： ==>=≤sseeEEσεσεεσεεε当当（2-2）由于公式（2-2）只包括了材料常数 E 和 σs
吉林大学硕士学位论文( ) >=≤ssssEEσσεεεεσεεε＝＋当当1（式（2-3）中，E 及 E1分别为线段 OA 及 AB 的斜率。具有这种应力─的材料，称为弹塑性线性强化材料。由于 OA 和 AB 是两条直线，有为双线性强化模型。这种近似的力学模型对某些材料是足够准确的B 的斜率足够小，则作为理想弹塑性体考虑并不致于产生很大的误差却可大为简化。当 AB 大到不能忽略时，则应按（2-3）式进行计算型和理想弹塑性模型虽然相差不大，但具体计算却要复杂得多。
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 王继新;工程车辆翻车保护结构设计方法与试验研究[D];吉林大学;2006年
相关硕士学位论文 前2条
1 苏长雷;液压挖掘机司机保护结构CAE技术应用与试验研究[D];吉林大学;2007年
2 周良稷;挖掘装载机翻车保护结构设计、计算机仿真及试验[D];吉林大学;2012年
本文编号：2785541
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