装载机翻车和落物保护结构有限元分析及试验研究

发布时间：2017-05-30 07:15

  本文关键词：装载机翻车和落物保护结构有限元分析及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机是一种多功能的工程机械，由于应用场合广泛，翻车事故时有发生。当发生翻车事故时，驾驶室受到巨大的载荷冲击，并发生严重变形，严重威胁驾驶员的生命安全。因此，驾驶室结构的安全设计是装载机整体设计的一个重要环节。翻车和落物保护结构(ROPSFOPS)就是加装在驾驶室外的一个整体钢架结构保护装置，其性能指标的好坏将直接影响事故发生后驾驶员的生命安全。近些年随着装载机出口量的增加及国际上对安全保护性能要求的提高，进入欧美等发达国家的装载机必须都配备获取安全认证的ROPSFOPS。本文在此背景下，对装载机的ROPSFOPS从理论和试验两个方面进行研究，，主要内容如下： (1)在系统分析相关国际标准的基础上，归纳了ROPSFOPS的设计原则。在此基础上，提出能量吸收的控制方法，有效解决了工程车辆翻车保护结构侧向能量吸收的问题。 (2)建立了装载机ROPSFOPS的三维实体模型及有限元分析模型，基于弹塑性力学理论，通过静态及瞬态有限元分析，系统研究对装载机ROPSFOPS的承载及抗冲击性能。 (3)依据国际标准，开展了ROPSFOPS的性能试验，试验结果验证了有限元方法的正确性及可行性，同时验证了产品的各项性能指标。
【关键词】：装载机 翻车和落物保护结构 非线性 有限元分析
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 选题背景8-9
• 1.2 课题的来源及意义9
• 1.3 ROPS & FOPS 简介9-11
• 1.3.1 ROPS 结构及功能9-11
• 1.3.2 FOPS 结构及功能11
• 1.4 ROPS & FOPS 的国内外研究概况11-14
• 1.4.1 ROPS & FOPS 的国外研究概况11-13
• 1.4.2 ROPS & FOPS 的国内研究概况13-14
• 1.5 论文主要研究的内容14-16
• 第二章 翻车和落物保护结构的试验和性能要求16-27
• 2.1 挠曲极限量的规定16-18
• 2.1.1 挠曲极限量的定义16
• 2.1.2 挠曲极限量的定位16-18
• 2.2 国际标准对翻车保护结构的性能要求18-24
• 2.2.1 最小侧向承载能力的要求及试验规则18-21
• 2.2.2 最小能量吸收能力要求及试验规则21-22
• 2.2.3 垂直承载能力要求及试验规则22-23
• 2.2.4 纵向承载能力要求及试验规则23-24
• 2.3 国际标准对落物保护结构的性能要求24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 装载机 ROPS & FOPS 设计及有限元模型建立27-38
• 3.1 装载机 ROPS & FOPS 的设计原则27-29
• 3.2 装载机 ROPS 的能量吸收控制29-32
• 3.2.1 装载机 ROPS 的能量设计的概念29-30
• 3.2.2 应用塑性铰进行能量吸收控制的方法30-31
• 3.2.3 应用塑性铰孔进行能量吸收控制的方法31-32
• 3.3 装载机 ROPS & FOPS 结构设计32-34
• 3.4 ROPS & FOPS 有限元建模的基本原则34-37
• 3.4.1 有限元单元的划分35
• 3.4.2 ROPS & FOPS 有限元模型的建立35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 装载机 ROPS & FOPS 仿真分析理论及方法38-48
• 4.1 ROPS & FOPS 的失效过程38-40
• 4.2 ROPS & FOPS 弹塑性问题的有限元分析40-45
• 4.2.1 材料非线性分析40-43
• 4.2.2 几何非线性分析43-45
• 4.3 FOPS 的冲击问题分析45-47
• 4.3.1 传统的有限元分析方法45
• 4.3.2 动态冲击分析法45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 装载机 ROPS & FOPS 有限元分析48-60
• 5.1 装载机 ROPS 有限元分析48-55
• 5.1.1 ROPS 的各项指标要求48
• 5.1.2 ROPS 的侧向承受载荷能力分析48-50
• 5.1.3 ROPS 的侧向最小能量吸收能力分析50-52
• 5.1.4 ROPS 的垂直方向承受载荷能力分析52-53
• 5.1.5 ROPS 的纵向承受载荷能力分析53-55
• 5.2 装载机 FOPS 的有限元分析55-58
• 5.2.1 FOPS 的各项指标要求55
• 5.2.2 FOPS 的动态冲击过程分析55-56
• 5.2.3 有限元分析结果56-58
• 5.3 本章小结58-60
• 第六章 ROPS & FOPS 的性能试验研究60-72
• 6.1 ROPS & FOPS 的试验过程60-64
• 6.1.1 试验对象及其所应满足的性能指标60-61
• 6.1.2 试验的进程61-62
• 6.1.3 试验方案及设备62-64
• 6.2 试验结果分析64-70
• 6.2.1 落物冲击试验结果64-65
• 6.2.2 侧向加载试验结果65-67
• 6.2.3 垂直加载试验结果67-69
• 6.2.4 纵向加载试验结果69-70
• 6.3 试验结论70-71
• 6.4 本章小结71-72
• 第七章 结论与展望72-74
• 7.1 本文结论72
• 7.2 工作展望72-74
• 参考文献74-77
• 发表的学术论文和参与的科研情况77-78
• 致谢78

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