摘要：针对工程车辆在斜坡上的滚翻实况,分别利用有限元非线性分析法和多刚体动力学方法建立了整车有限元模型和多刚体动力学模型,并对其进行动态仿真分析。仿真结果预测了车辆斜坡滚翻时翻车保护结构(ROPS)及其吸能构件的变形和吸能,以及滚翻过程中司机的运动状态和损伤概率。结果表明:采用ROPS及其吸能构件能够阻止整车在较小坡度工况下连续滚翻,减少ROPS的塑性变形量,同时也能削弱碰撞过程中加速度峰值并有效降低司机损伤概率。

摘要：利用通用有限元软件ANSYS建立自卸车机架和安装在驾驶室上的翻车保护结构(ROPS)的非线性有限元模型,再利用通用显式动力分析程序LS-DYNA进行求解和后处理,确定侧向加载的极限载荷,设计侧向、垂向和纵向3个方向的加载曲线,求解得到ROPS加载的变形情况。将有限元分析结果与国际标准ISO 3471:2008进行比较,验证所设计加载曲线的合理性。根据设计的加载曲线进行现场翻车保护试验,提取的试验数据与仿真结果吻合较好,最大相对误差仅为3.33%,说明采用有限元仿真方法替代现场试验对大型自卸车驾驶室安全性进行评估是可行的。

摘要：以某ZL80型装载机两柱式翻车保护结构(ROPS)为例,在动态仿真和试验的基础上,结合ISO 3471标准要求,提出一种基于人体损伤的翻车保护结构设计方法。该设计方法以事故再现的方式来分析车辆翻车事故中,司机与车辆的运动状态和损伤状况,并以此为依据进行翻车保护系统安全性设计。结果显示:满足静态试验标准的ROPS不能确保佩戴安全带的司机生命安全;ROPS在能确保动态滚翻过程中不侵入人体生存空间的前提下,其刚度越小,假人的损伤值和损伤风险概率也越小;针对两柱式ROPS,应保证其立柱和支腿具有适当的刚度。

摘要：翻车保护结构(roll-over protective structure,ROPS)是安装在工程车辆驾驶室中的一套被动保护装置,能在翻车事故中为驾驶人员提供有效的保护。为解决ROPS承载能力、刚度、轻量化和侧向吸能效果之间的矛盾,将基于变密度法的拓扑优化技术引入重型矿用自卸车ROPS设计中,以解决ROPS在给定设计域内的材料最优分布问题,提高ROPS侧向吸能效果和垂向、纵向的刚度,减轻自重。首先,利用OptiStruct结构优化模块对ROPS进行拓扑优化设计,以多工况组合应变能最小为优化目标,按照国际标准规定的性能要求施加载荷和约束条件。基于拓扑优化结果,对ROPS进行详细设计。然后,利用显示动力分析软件LS-DYNA对ROPS的最终设计模型进行动态加载分析。最后对优化后ROPS的性能与原ROPS的性能进行对比分析。结果表明:拓扑优化设计后的ROPS在3个工况下都没有入侵DLV(deflection-limiting volume,挠曲极限量),满足国际标准中的承载能力要求;在侧向加载中最大能量吸收达到175kJ,满足国际标准中的侧向能量吸收要求;相较于原ROPS,拓扑优化设计后的ROPS达到侧向能量吸收要求所需的载荷从1 324.5kN减小到1 231kN,加载中心点的垂向位移减小21.3%,纵向位移减小34.4%,质量减小24.1%。研究结果为重型矿用自卸车ROPS的设计提供了新方法,对后续ROPS的设计与改进有一定的指导作用。

摘要：根据矿用自卸车的市场需求和现有技术水平,设计了矿用自卸车无A柱驾驶室翻车保护结构。翻车保护结构主体采用封闭圈梁结构,六根立柱分别与顶部和底部框架构成封闭的四边形和三角形圈梁,保证驾驶室整体强度。顶部左右纵梁外侧分别设置吸能结构,有效避免车辆侧翻时主体骨架变形过大侵入驾驶员体内。驾驶室下部支撑结构采用变截面悬臂梁结构,保证驾驶室的垂向承载能力。通过有限元仿真分析,初步验证翻车保护结构的可行性。通过对驾驶室进行翻车保护结构试验,确认满足标准规定的性能要求。

摘要：以非线性有限元技术为理论基础,根据国际试验标准中力的加载方式,建立含有翻车保护结构(ROPS)的非线性有限元模型。通过Nastran的非线性分析对模型进行了最小侧向承载能力、垂直承载能力和纵向承载能力分析,比较了ROPS材料屈服极限对最小侧向承载能力变形和应力结果的影响,为后期的有限元模型修正提供了较可靠的依据。

摘要：为了设计与改进吊管机的翻车保护结构(ROPS),利用ANSYS有限元软件对设计的ROPS进行有限元分析,并对其样机进行加载试验。首先介绍了ROPS的结构类型并优选了适合该机的双柱型式,然后建立了双柱式ROPS的有限元模型,进行了结构性能仿真分析;并依据ISO3471:2008的相关要求进行了具有代表性的侧向加载试验,以检验ROPS的受力变形和承载能力等情况,对比分析了试验结果与有限元结果的偏差及其产生原因,最后提出了针对该类ROPS的改进措施,以期总结出类似ROPS的有限元计算和样机试验的基本经验。

摘要：翻车和落物保护结构是翻车时使司机减少被挤伤可能性的安全装置。为此,针对其使用要求设计的农用车ROPS结构,在国家标准GB/T 17922-1999实验室静态试验方法基础上,分析了翻车保护结构的变形过程,在加载过程中出现了材料非线性和几何非线性,并进一步对翻车和落物保护结构进行了非线性有限元计算。模型试验与计算结果吻合,表明计算方法是可行的。

摘要：为掌握小型装载机翻车保护结构的设计方法和力学特性,介绍了一种新型小型装载机翻车保护结构,并对其翻车保护性能进行了弹塑性大变形有限元仿真,完成了样机实验室试验。通过讨论侧向、垂直和纵向加载时的载荷-挠度关系特性,分析了其变形规律。对比试验表明:小型装载机翻车保护结构可用Q235A钢制造,使用8.8级螺栓进行连接;小型装载机驾驶室空间较小,设计时应保证其翻车保护结构具有足够的侧向刚度,以避免侧向能量的吸收能达到要求前翻车保护结构的构件侵入挠曲极限量。

摘要：为完善有限元方法在翻车保护结构(ROPS)静/动态强度仿真试验中的应用,同时能在设计阶段充分考察ROPS的安全性能,使之顺利通过相关法规的检测,以某型号拖拉机ROPS为研究对象,根据OECD标准Code-3中关于对ROPS强度试验的要求,对模型进行合理的简化,首次提出利用有限元软件ABAQUS/Explicit对ROPS后撞试验过程进行仿真。结果显示ROPS的部分区域已经发生塑性变形,最大变形发生在撞击点处,但没有侵入安全容身区,符合标准的验收条件。各部分的应力分布与实际后翻事故中拖拉机受到冲击载荷作用的受力状况较为吻合,可以作为结构改进的依据。提出的仿真方法能有效地模拟撞击试验的动态过程,可为类似工程结构的动态仿真分析提供一定的参考。