【摘要】：挖掘機是現(xiàn)代化建設過程中的重要工具,由于其工作環(huán)境復雜、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,其性能指標的好壞直接關系到駕駛員的生命安全。由于現(xiàn)代化建設對施工安全性的要求越來越高,如何改進駕駛室ROPS結構,使之更好的保障駕駛員的人身安全,已經(jīng)成為國內外研究的重點。對于本文的研究對象某型號液壓挖掘機駕駛室的ROPS結構,先用PRO/E建立駕駛室ROPS的三維模型,對其進行適當?shù)暮喕?然后導入Hypermesh中進行前處理,并畫好網(wǎng)格;再利用ABAQUS對所建立的駕駛室ROPS有限元模型進行仿真分析,并且進行了試驗驗證。根據(jù)仿真分析結果和試驗結果,提出了能提高ROPS性能的優(yōu)化設計方案。挖掘機駕駛室ROPS結構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,以滿足國際標準的要求。復合材料以其比強度高、抗斷裂能力強、塑性變形小等優(yōu)點,能夠有效調節(jié)駕駛室鋼結構的變形能力,可更好的保障駕駛員的人身安全。此外,復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結構為研究對象,結合非線性有限元理論,研究駕駛室立柱板厚度、是否貼附復合材料、復合材料的厚度以及復合材料的鋪層角度對ROPS有限元仿真結果的影響。參考ROPS認證試驗要求,對上述不同影響因素進行仿真分析,得到各個不同方案的仿真結果,并與原駕駛室ROPS進行對比分析,結果表明貼附復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結構,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。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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�？偟膩碚f，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等領域，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，可以用來進行挖還可以進行土地平整、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用。著社會的發(fā)展，大規(guī)模基礎建設的拉動，挖掘機的使用越來越頻繁。用過程中，遇到一些工作環(huán)境復雜和行駛路況惡劣的地方，挖掘機運性就會下降。這就會導致翻車事故時有發(fā)生[4-5]。它本身的質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，必須到達標準的要求只要到達這兩個要求，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，用來保護駕駛員人身安全的一套被動保護裝置。工程機械的駕駛室安全保護結構基本都是由型鋼及板材焊接而成的鋼架結構，常見的結構形式主要有滾桿式、兩柱式、多柱式，一般有將其分為獨立式安全保護結構和一體式安全保護結構。其中獨立式安全保護結構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，該結構的優(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 結構，可以節(jié)約成本。另外一種是一體式安全保護結構，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，該結構的優(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，必須到達標準的要求只要到達這兩個要求，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，用來保護駕駛員人身安全的一套被動保護裝置。工程機械的駕駛室安全保護結構基本都是由型鋼及板材焊接而成的鋼架結構，常見的結構形式主要有滾桿式、兩柱式、多柱式，一般有將其分為獨立式安全保護結構和一體式安全保護結構。其中獨立式安全保護結構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，該結構的優(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 結構，可以節(jié)約成本。另外一種是一體式安全保護結構，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，該結構的優(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，沒有其他構件遮擋，可以為駕駛員提供更廣闊的視野[10]。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2750184