【摘要】：工程車輛的駕駛室設計要綜合考慮車輛和駕駛室的總體布置、造型設計、結構性能要求和人機工程學等。用于保證司機駕乘安全的駕駛室安全結構是駕駛室的重要組成單元,它主要包括翻車保護結構和落物保護結構兩部分。研究如何快速設計出滿足安全性能的駕駛室安全結構具有重要的意義。本文以系列單鋼輪振動壓路機駕駛室安全結構設計為研究對象,基于快速響應設計理論,進行了駕駛室產品族規(guī)劃、駕駛室模塊劃分及接口設計,并建立了駕駛室模塊化配置矩陣;定義了影響FOPSROPS性能的參數化變量,并對駕駛室安全結構模塊基于FOPSROPS參數化構件進行了模塊劃分。利用CATIA和HyperMesh分別建立28T壓路機駕駛室安全結構幾何及有限元分析模型,以非線性動力學控制方程及其顯式中心差分算法等為基礎理論,用Radioss求解器進行顯式非線性求解,側向初步加載后得到結構的變形模式及應力分布情況,分析結論為初始結構局部薄弱,設計加強模塊來提升結構的整體強度和剛度。對改進后的ROPS分別進行側向、垂向、縱向的加載,結論為ROPS的承載和能量吸收能力滿足標準要求。對FOPS落錘沖擊進行了仿真模擬,得到了落錘沖擊中心的位移曲線和頂板的應力應變分布,改變頂板的厚度參數,使得FOPS的抗沖擊性能滿足標準要求。將駕駛室安全結構制作成物理樣機,對FOPSROPS性能進行實驗驗室評價,各項性能均達標,并取得FOPSROPS認證。對比仿真分析和試驗數據,對仿真模型進行評價并分析誤差產生的原因。本文進行了駕駛室安全結構的設計、性能仿真、改進及實驗室試驗,形成了系列化的壓路機駕駛室安全結構的設計思路與方法。
[Abstract]:The cab design of engineering vehicle should take into account the overall layout, modeling design, structural performance requirements and ergonomics of the vehicle and cab. The cab safety structure which is used to ensure the driver's driving safety is an important component unit of the cab. It mainly includes two parts: the overturning protection structure and the falling object protection structure. It is of great significance to study how to quickly design the cab safety structure to meet the safety performance. In this paper, the design of cab safety structure of a series of single steel wheel vibratory roller is studied. Based on the theory of rapid response design, the cab product family planning, cab module partition and interface design are carried out. The modularized configuration matrix of cab is established. The parameterized variables that affect the performance of FOPSROPS are defined, and the cab safety structure module is divided based on FOPSROPS parameterized components. The safe structure geometry and finite element analysis models of the cab of 28T roller are established by using CATIA and HyperMesh, respectively. Based on the nonlinear dynamic control equation and explicit central difference algorithm, the explicit nonlinear solution is carried out by Radioss solver. The deformation mode and stress distribution of the structure are obtained after initial lateral loading. It is concluded that the initial structure is local weak and a strengthening module is designed to enhance the overall strength and stiffness of the structure. The lateral, vertical and longitudinal loading of the improved ROPS is carried out respectively. It is concluded that the loading capacity and energy absorption capacity of ROPS meet the requirements of the standard. The displacement curve of the impact center and the stress and strain distribution of the roof are obtained by simulating the impact of FOPS, and the thickness parameters of the roof are changed to make the impact resistance of FOPS meet the requirements of the standard. The safety structure of the cab is made into a physical prototype, and the performance of FOPSROPS is evaluated in laboratory. All the performances are up to standard, and the FOPSROPS certification is obtained. Compare the simulation data with the experimental data, evaluate the simulation model and analyze the cause of the error. In this paper, the design, performance simulation, improvement and laboratory test of the cab safety structure are carried out, and the design ideas and methods of the serial roller cab safety structure are formed.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U415.521

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本文編號：2419057