【摘要】：挖掘機是現(xiàn)代化建設(shè)過程中的重要工具,由于其工作環(huán)境復(fù)雜、行駛路況惡劣、承載運行時整車的穩(wěn)定性下降等原因,翻車事故時有發(fā)生。它本身的質(zhì)量較大,翻車時對駕駛員造成的致命傷害率極高。而翻車保護(hù)裝置(ROPS)是安裝在工程車輛駕駛室外,用于翻車時減少駕駛員被擠傷的可能性的安全裝置,其性能指標(biāo)的好壞直接關(guān)系到駕駛員的生命安全。由于現(xiàn)代化建設(shè)對施工安全性的要求越來越高,如何改進(jìn)駕駛室ROPS結(jié)構(gòu),使之更好的保障駕駛員的人身安全,已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的重點。對于本文的研究對象某型號液壓挖掘機駕駛室的ROPS結(jié)構(gòu),先用PRO/E建立駕駛室ROPS的三維模型,對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?然后導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行前處理,并畫好網(wǎng)格;再利用ABAQUS對所建立的駕駛室ROPS有限元模型進(jìn)行仿真分析,并且進(jìn)行了試驗驗證。根據(jù)仿真分析結(jié)果和試驗結(jié)果,提出了能提高ROPS性能的優(yōu)化設(shè)計方案。挖掘機駕駛室ROPS結(jié)構(gòu)需要在保持強度的同時具有足夠的變形,從而吸收沖擊能量,以滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。復(fù)合材料以其比強度高、抗斷裂能力強、塑性變形小等優(yōu)點,能夠有效調(diào)節(jié)駕駛室鋼結(jié)構(gòu)的變形能力,可更好的保障駕駛員的人身安全。此外,復(fù)合材料還有一定的抗腐蝕性,能有效提高挖掘機駕駛室的抗腐蝕能力。本文以某型號液壓挖掘機駕駛室的ROPS結(jié)構(gòu)為研究對象,結(jié)合非線性有限元理論,研究駕駛室立柱板厚度、是否貼附復(fù)合材料、復(fù)合材料的厚度以及復(fù)合材料的鋪層角度對ROPS有限元仿真結(jié)果的影響。參考ROPS認(rèn)證試驗要求,對上述不同影響因素進(jìn)行仿真分析,得到各個不同方案的仿真結(jié)果,并與原駕駛室ROPS進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明貼附復(fù)合材料可以提高駕駛室的安全性能。研究成果可以適用于各類ROPS結(jié)構(gòu),對于提高駕駛室安全性能和整機輕量化方面具有良好的研究價值。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU621
【圖文】：

第 1 章 緒論題研究背景及意義程機械是裝備工業(yè)的重要組成部分。總的來說，把各種建筑工程所需械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。它主要用于各種工境保護(hù)等領(lǐng)域，給人們的生活帶來了無限的便利[1]。國家“七五”規(guī)程機械的十八大類產(chǎn)品，包括挖掘機械、鏟土運輸機械、工程起重機輛和壓實機械等[2-3]。其中挖掘機的用途比較廣泛，可以用來進(jìn)行挖還可以進(jìn)行土地平整、修坡、吊裝、破碎、拆遷、開溝等工作，所以機、裝載機、起重機等的功能，從而得到更廣泛的應(yīng)用。著社會的發(fā)展，大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的拉動，挖掘機的使用越來越頻繁。用過程中，遇到一些工作環(huán)境復(fù)雜和行駛路況惡劣的地方，挖掘機運性就會下降。這就會導(dǎo)致翻車事故時有發(fā)生[4-5]。它本身的質(zhì)量較大駕駛員造成的致命傷害率極高，挖掘機的安全事故如圖 1-1 所示。

一定的能量吸收能力，必須到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的要求只要到達(dá)這兩個要求，基本就能保證駕駛員的人身安全[8-9]。ROPS 是安裝在工程機械駕駛室上，在工程機械發(fā)生翻車事故時，用來保護(hù)駕駛員人身安全的一套被動保護(hù)裝置。工程機械的駕駛室安全保護(hù)結(jié)構(gòu)基本都是由型鋼及板材焊接而成的鋼架結(jié)構(gòu)，常見的結(jié)構(gòu)形式主要有滾桿式、兩柱式、多柱式，一般有將其分為獨立式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)和一體式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)。其中獨立式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)是安裝在駕駛室外面，通過限位螺栓與車架連接，如圖 1-2 所示，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是拆卸和安裝都十分方便，因為有些工程車輛在工作壞境比較好的情況下，是不會發(fā)生事故的，因此也不需要安裝 ROPS 結(jié)構(gòu)，可以節(jié)約成本。另外一種是一體式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，工程車輛駕駛室的基本框架就是工程車輛駕駛室ROPS 的框架，如圖 1-3 所示，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是 ROPS 本身作為駕駛室骨架，在工程機械發(fā)生翻車事故時能更好的保證駕駛員的安全，同時，沒有其他構(gòu)件遮擋，可以為駕駛員提供更廣闊的視野[10]。

一定的能量吸收能力，必須到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的要求只要到達(dá)這兩個要求，基本就能保證駕駛員的人身安全[8-9]。ROPS 是安裝在工程機械駕駛室上，在工程機械發(fā)生翻車事故時，用來保護(hù)駕駛員人身安全的一套被動保護(hù)裝置。工程機械的駕駛室安全保護(hù)結(jié)構(gòu)基本都是由型鋼及板材焊接而成的鋼架結(jié)構(gòu)，常見的結(jié)構(gòu)形式主要有滾桿式、兩柱式、多柱式，一般有將其分為獨立式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)和一體式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)。其中獨立式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)是安裝在駕駛室外面，通過限位螺栓與車架連接，如圖 1-2 所示，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是拆卸和安裝都十分方便，因為有些工程車輛在工作壞境比較好的情況下，是不會發(fā)生事故的，因此也不需要安裝 ROPS 結(jié)構(gòu)，可以節(jié)約成本。另外一種是一體式安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，工程車輛駕駛室的基本框架就是工程車輛駕駛室ROPS 的框架，如圖 1-3 所示，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是 ROPS 本身作為駕駛室骨架，在工程機械發(fā)生翻車事故時能更好的保證駕駛員的安全，同時，沒有其他構(gòu)件遮擋，可以為駕駛員提供更廣闊的視野[10]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2750184