挖掘機(jī)駕駛室翻車保護(hù)裝置力學(xué)性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文綜述了工程車輛翻車保護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，概括了該研究領(lǐng)域主要的研究手段、分析方法、發(fā)展方向以及研究中存在的不足。依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)介紹了其性能要求和試驗方法。闡述了計算機(jī)仿真的基礎(chǔ)理論和數(shù)值模擬方法。利用非線性有限元分析軟件對某型號挖掘機(jī)駕駛室進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)加載模擬仿真分析及模態(tài)分析。通過對比試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果，驗證了計算機(jī)仿真的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作出了優(yōu)化，在滿足性能要求的條件下，為實現(xiàn)輕量化目標(biāo)，同時也為企業(yè)后續(xù)新產(chǎn)品的

2、設(shè)計開發(fā)提供理論依據(jù)。
　　 液壓挖掘機(jī)安全駕駛室的翻車過程是一個包含幾何非線性與材料非線性問題的過程，該過程會經(jīng)歷彈性、彈塑性和塑性三個階段，屬于非線性大變形的問題。按照目前的國際標(biāo)準(zhǔn)要求，通常主要采用實驗室靜態(tài)加載方法進(jìn)行模擬。本文在用計算機(jī)模擬仿真時，采用了忽略慣性力作用的準(zhǔn)靜態(tài)非線性分析方法。為了能夠較準(zhǔn)確的反映駕駛室連接部位的屈服狀態(tài)，采用了殼單元與實體單元相結(jié)合的建模方法;對于解決準(zhǔn)靜態(tài)加載速度慢，求解時間過長，對計

3、算機(jī)性能要求過高的問題，本文結(jié)合低速大變形非線性的的動力學(xué)方程，闡述了該問題的兩種解決算法，隱式迭代算法和顯式積分算法。對比兩種算法的優(yōu)缺點并結(jié)合硬件條件，本文采用了后一種算法。借助于有限元軟件HyperWorks對安全駕駛室模型進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)壓潰模擬，得到了模型在各工況下的載荷-位移曲線。為了避免駕駛室與外在激勵產(chǎn)生共振現(xiàn)象，文中對駕駛室模態(tài)也進(jìn)行了分析，給出了前十二階的振型圖。
　　 本文針對所研究的駕駛室進(jìn)行了實驗室靜態(tài)加載