發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 05:37

【摘要】：中小功率農(nóng)林拖拉機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)的動(dòng)力機(jī)械,其作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜,一旦發(fā)生車(chē)輛翻滾事故,對(duì)駕乘人員的生命安全將會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重的威脅,所以保障拖拉機(jī)駕乘人員的安全就顯得尤為重要。翻滾防護(hù)裝置,簡(jiǎn)稱ROPS,是安裝在拖拉機(jī)上的一種被動(dòng)的保護(hù)裝置,被認(rèn)為是極為有效的安全裝置。本論文分析介紹了中小功率農(nóng)林拖拉機(jī)兩柱式ROPS的性能要求和設(shè)計(jì)原則,并根據(jù)這些原則制定了ROPS的設(shè)計(jì)方案,在設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上確定了ROPS的基本結(jié)構(gòu),使用三維設(shè)計(jì)軟件PRO/E建立了中小功率農(nóng)林拖拉機(jī)兩柱式ROPS的三維幾何模型。運(yùn)用HYPERWORKS和ABAQUS有限元軟件建立了中小功率農(nóng)林拖拉機(jī)兩柱式ROPS性能分析的有限元模型,按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所設(shè)計(jì)的ROPS進(jìn)行了有限元仿真,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)ROPS進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì),得到了合適的有限元模型。最后,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)中小功率農(nóng)林拖拉機(jī)兩柱式ROPS進(jìn)行了靜態(tài)加載試驗(yàn),驗(yàn)證了有限元仿真分析結(jié)果的正確性和所設(shè)計(jì)的ROPS的可靠性。為后續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或改進(jìn)提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S219;S776
【圖文】：

對(duì)保障駕乘人員的生命安全，還是對(duì)提著深遠(yuǎn)意義！及分類護(hù)裝置（Roll-over Protection Structure）接車(chē)輛駕駛平臺(tái)集成。ROPS 的組成主承、銷(xiāo)釘、螺栓、懸掛裝置和撓性減震OPS 的分類護(hù)裝置根據(jù)結(jié)構(gòu)形式主要分為兩種類型室式 ROPS 的拖拉機(jī)如圖 1 所示，其翻者六根立柱組成了安全駕駛室的骨架，覆蓋件，內(nèi)側(cè)配備有駕駛室附件，并且滾防護(hù)裝置不僅能起到被動(dòng)防護(hù)作用，

配備兩柱式 ROPS 的拖拉機(jī)如圖2 所示， U 型翻滾防護(hù)裝置由兩根立柱組成，用螺紋緊固件與拖拉機(jī)主體連接在一起。另外，拖拉機(jī) ROPS 支承立柱在布置位置上也不盡相同，有的布置在拖拉機(jī)的座椅前方。有的布置在拖拉機(jī)座椅的后方。立柱安裝在座椅前部的為前置式 ROPS，立柱安裝在座椅的后部的為后置式 ROPS[6]。圖 2 配備兩柱式 ROPS 的拖拉機(jī)Fig.2 ROPS by Two Column Version Tractor安全駕駛室式 ROPS 的特點(diǎn)是能充分提供舒適的駕控環(huán)境，并且對(duì)駕乘人員能起到比較全面的保護(hù)作用，兩柱式 ROPS 結(jié)構(gòu)可靠，成本低廉，與機(jī)架直接相連，并且可以根據(jù)需要選擇折疊 ROPS 以降低整車(chē)高度，保證車(chē)輛的通過(guò)性，適用于各種中小功率農(nóng)業(yè)機(jī)械。1.3 ROPS 的研究現(xiàn)狀ROPS 的研究主要集中在翻滾防護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)的制定、相關(guān)實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化三個(gè)方面。1.3.1 國(guó)外研究概況ROPS 的提出源于上世紀(jì) 20 年代發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)林拖拉機(jī)不絕于耳的翻滾事故的發(fā)生。最初

嘗試以某種合成材料研發(fā)翻滾防護(hù)裝置，以 HYPERMESHa 軟件來(lái)進(jìn)行 FEA 仿真分析。最后得知，選擇用合成材料的裝置很多參傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)[8]。國(guó)外制定的 ROPS 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用做整車(chē)破壞實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)試 ROPS使用這種方法不可避免的消耗很大的人力、物力、財(cái)力。為了降低測(cè)試成更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的測(cè)試方法，Queensland 大學(xué)的研究人員在大量仿真試驗(yàn)，使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的有限元模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，驗(yàn)證了翻滾防護(hù)裝置的立沖擊的作用，并且指出在動(dòng)態(tài)沖擊時(shí)產(chǎn)生的加速度峰值能夠威脅到駕乘全。最為重要的是，其研究證實(shí)使用有限元仿真的方法來(lái)分析翻滾防護(hù)能是可行的。意大利的研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)完全數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)定翻滾防護(hù)裝置的容身區(qū)是否被模擬地面侵入。為了測(cè)試 ROPS 在動(dòng)態(tài)翻滾過(guò)程中的性能，NIOSH 做了大量的拖拉機(jī)試驗(yàn)，如圖 3 所示。動(dòng)態(tài)翻滾試驗(yàn)?zāi)軌颢@得 ROPS 在翻滾過(guò)程中的動(dòng)使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)仿真模型進(jìn)行修正，提高模擬實(shí)驗(yàn)的精度，采用試驗(yàn)來(lái)代替部分翻滾試驗(yàn)的方法將被普遍采用[9]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 陳光闊;李永武;薛明;房聯(lián);韓興昌;陳明傳;;拖拉機(jī)翻車(chē)防護(hù)裝置強(qiáng)度試驗(yàn)分析[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē);2014年05期

2 呂東升;王東方;蘇小平;;基于HYPERWORKS的某客車(chē)車(chē)架有限元分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年03期

3 黃志強(qiáng);王一峰;;土方機(jī)械ROPS試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J];工程機(jī)械;2010年02期

4 魏秀玲;王國(guó)強(qiáng);王新閣;張顯余;;工程車(chē)輛翻車(chē)安全技術(shù)研究進(jìn)展[J];工程機(jī)械;2009年08期

5 倪向東;梅衛(wèi)江;;國(guó)外大功率拖拉機(jī)新技術(shù)新結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì)的研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2007年01期

6 ABAQUS;;ABAQUS有限元分析軟件在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用[J];機(jī)械工業(yè)信息與網(wǎng)絡(luò);2006年02期

7 陸叢紅;工程車(chē)輛翻車(chē)和落物保護(hù)裝置(ROPS&FOPS)[J];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

8 沈玉鳳,程治保;ROPS/FOPS彈塑性變形計(jì)算方法的研究[J];山東工程學(xué)院學(xué)報(bào);2000年03期

9 張志偉,王登峰,李杰敏,楊知民;拖拉機(jī)安全駕駛室的強(qiáng)度研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);1993年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 馮素麗;工程車(chē)輛落物和翻車(chē)保護(hù)結(jié)構(gòu)性能計(jì)算機(jī)仿真及試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2007年

2 王繼新;工程車(chē)輛翻車(chē)保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 王傳遠(yuǎn);短車(chē)架半掛車(chē)虛擬設(shè)計(jì)及輕量化技術(shù)研究[D];青島理工大學(xué);2011年

2 李帥帥;工程車(chē)輛安全保護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)字化試驗(yàn)平臺(tái)研究[D];吉林大學(xué);2009年

3 吳麗君;有限元強(qiáng)度折減法有關(guān)問(wèn)題研究及工程應(yīng)用[D];中南大學(xué);2009年

4 汪清波;裝載機(jī)駕駛室ROPS&FOPS強(qiáng)度有限元分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2007年

5 劉鋒;翻車(chē)和落物保護(hù)裝置性能試驗(yàn)和沖擊動(dòng)力學(xué)研究[D];吉林大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2768400