吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (05): 1262-1267.

• 论文 • 上一篇    下一篇

轮式装载机滚翻保护结构动态响应

于向军1,2,王国强1,王继新1,唐小波1,胡季1   

  1. 1.吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022;2.昆明学院 自动控制与机械工程系,昆明 650118
  • 收稿日期:2009-05-11 出版日期:2010-09-01 发布日期:2010-09-01
  • 通讯作者: 王继新(1975-),男,副教授.研究方向:机械现代设计方法及理论.E-mail:jxwang@jlu.edu.cn E-mail:jxwang@jlu.edu.cn
  • 作者简介:于向军(1963-),男,教授,博士研究生.研究方向:机械现代设计理论与方法.E-mail:xjykme@yahoo.com.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(50775095);“863”国家高技术研究发展计划项目(2007AA04Z126)

Dynamic response of rollover prevention system for wheel loader

 YU Xiang-Jun1,2, WANG Guo-Qiang1, WANG Ji-Xin1, TANG Xiao-Bo1, HU Ji1   

  1. 1.College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;2.Department of Automatic Control and Mechanical Engineering, Kunming University, Kunming 650118, China
  • Received:2009-05-11 Online:2010-09-01 Published:2010-09-01

摘要:

采用静态弹塑性非线性分析与实验室试验方法设计了一种大型轮式装载机滚翻保护结构(ROPS),建立了此ROPS的整车动态倾翻仿真模型。给定了倾翻的初始边界条件进行仿真。采用显式动态有限元法对9个整车倾翻典型工况中ROPS的动态响应进行了研究,获得了ROPS动态滚翻姿态、能量吸收、冲击力和塑性铰变形模式的若干规律。除坡面倾角45°、摩擦因子0.6的工况外,均未出现车辆围绕纵轴翻滚360°的情况,而是车体沿坡面下滑至水平面并与其碰撞。在坡面倾角不变的情况下,ROPS所受冲击力及其吸收的车体动能随摩擦因子增加而增大。在摩擦因子不变的情况下,ROPS所受冲击力及其吸收的车体动能随坡面倾角变化比较复杂。本文工作可为提出ROPS动态实验室试验方法与标准制定提供依据。

关键词: 机械设计, 轮式装载机, 滚翻保护结构, 冲击力, 能量吸收, 变形模式, 塑性铰

Abstract:

A new rollover prevention system(ROPS) was designed for the heavyduty wheel loader by static elastoplastic nonlinear analysis method and lab test technology. A whole loader model including ROPS was built for the dynamic rollover simulation. The initial boundary conditions of rollover were given to perform the simulation. Nine typical rollover cases were simulated by the dynamic explicit finite element method. The dynamic response characteristics of ROPS, such as the dynamic rollover posture, the energy absorption, the impact force as well as the deformation pattern of the plastic hinge were obtained during the simulation process. The loader slides along the slope and finally collides with the horizontal ground without rolling around its longitudinal axis by 360° except the case of slope angle 45° and friction factor 0.6. Under a constant slope both the impact force on ROPS and the kinetic energy absorbed by the loader increase along with going up of the friction factor. Under a constant friction factor, there is a complicated relation among the impact force and kinetic energy, and the slope angle. The obtained results can provide a basis for drafting the dynamic lab test procedure and standard for wheel loader ROPS.

Key words: mechanical design, wheel loader, rollover prevention system(ROPS), impact force, energy absorption, deformation pattern, plastic hinge

中图分类号: 

  • TH243
[1] 贾拓,赵丁选,崔玉鑫. 铰接式装载机倾翻预警方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1762-1769.
[2] 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776.
[3] 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786.
[4] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[5] 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514.
[6] 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105.
[7] 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146.
[8] 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139.
[9] 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113.
[10] 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123.
[11] 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132.
[12] 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780.
[13] 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786.
[14] 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795.
[15] 陈忠敏, 侯力, 段阳, 张祺, 杨忠学, 蒋易强. 新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 174-185.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!