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外文翻译--翻车保护结构的动态响应 中文版【优秀】.doc

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外文翻译--翻车保护结构的动态响应 中文版【优秀】.doc

1本科生毕业设计(论文)翻译资料中文题目翻车保护结构的动态响应英文题目DynamicResponseofaRolloverProtectiveStructure学生姓名学号班级专业机械工程及自动化指导教师翻车保护结构的动态相应1翻车保护结构的动态响应摘要翻车保护结构ROPS是固定在重型车辆上的安全装置,在意外翻车时可以对操作者进行保护。目前,ROPS设计标准需要全面破坏性测试,这种测试昂贵,费时,而且不适合小公司。由于对ROPS立柱的屈服和能量吸收能力缺乏了解,还无法采用更经济的分析方法。为了解决这个问题,我们采用有实验支持的分析技术,对ROPS的行为进行一个综合性的研究。本文对已校准的推土机ROPS的模型进行了动态响应分析。结果表明(1)ROPS的立柱对能量吸收能力有很大的影响(2)能量中的动态放大系数可以高达25(3)硬度较大的ROPS导致的峰值减速可能会对操作者不利(4)分析技术也许可以用来评估ROPS的性能。1.引言在农业、采矿和建筑业中使用的重型车辆容易翻车,因为它们重心高,并且一般工作在坡地和非平坦地形。通常在驾驶室上有一个具有两个或四个立柱的抗力矩空间构架,在翻车时提供保护。这个安全装置被称为翻车保护结构(ROPS),它的作用是在翻车时,吸收翻车时的一部分动能(KE),并且为操作者提供一个可生存空间。翻车保护结构的设计和分析是复杂的,并且需要足够的弹性和刚度双重标准来保证在操作者周围保持一个生存空间。澳大利亚目前使用的土方机械保护装置的评估技术标准AS22941997是简化的,并且对翻车保护结构施加侧向,垂直方向和纵向静载荷时导致为彻底的破坏性试验。这个标准是基于与机械类型和整机质量有关的经验公式而获得的一定力和能量吸收标准。我们还使用了挠度约束来为操作者提供一个生存空间,即所谓的挠曲极限量(DLV)。这些简化的条件为设计提供了设计准则,此设计翻车保护结构的动态相应2准则将大大提高操作者在偶然翻车时存活的机会。这种鉴定方式是耗时并且及其昂贵,因为力和能量标准的建立会涉及到大载荷,并且这些载荷可能会需要使用专业的试验设备。在澳大利亚和国际上,还不允许采用更经济的分析模型技术对土方机械的翻车保护装做鉴定。其原因是缺乏对ROPS立柱变形区域的性能和能量吸收能力的认识和研究。初步研究已经表明使用分析技术来模拟ROPS的非线性特性是非常有前景的。这些分析方法是非常简单化的,并且涉及到使用弹塑性梁单元来对受到侧向静载荷的ROPS的性能进行仿真模拟。最近几年,有限元技术中在计算能力和高级单元类型的使用两个方面已经取得了大量的进步,通过此技术可以准确地模拟和预测结构的非线性响应特性,特别是立柱的变形区。使用分析和实验技术对ROPS的性能进行研究的成员中有Clark等人(2006a,b)、Kim和Reid(2001)、Tomas等人(1997)、Swan(1988)和Huckler等人(1985)。在昆士兰科技大学正在进行一项综合性项目,使用有实验支持的计算机仿真去研究ROPS的性能,其目的是(1)增加我们对ROPS性能的理解,(2)提高能量吸收和安全性,(3)产生用来促进设计和评估的分析技术的科研信息,这种技术也许会减少全面破坏性试验的必要性(Clark,2006a)。这篇文章使用已校准的有限元模型讨论了K275推土机的动态响应。这个特殊ROPS的实验测试和计算模型的校准发表在了其它地方Clark,2006a,b。动态冲击载荷是当车辆在坚硬的斜坡上发生侧翻时所具有的特点。在估计ROPS侧翻时的动力冲击参数时使用了沃森(1967)发表的基于角动量守恒法的简化方法。在倾斜度为15°、30°和45°的坚硬的斜坡上,我们使用显示的有限元中代码LSDynav970来对不可避免的动态冲击模型进行翻车冲击操作。我们已经研究了ROPS的刚度、冲击速度、持续时间和翻滚斜坡的角度等控制变量对ROPS的动态响应特性的影响。把结果与以往的静态分析结果进行了比较来证实合适的动态放大系数的作用和现行规定标准的适当性。翻车保护结构的动态相应31.1动态有限元分析使用有限元分析所做的翻车模拟很少受到研究者的关注。Chou等人(1998)强调过使用有限元做翻车分析的最大困难在于需要大量的仿真时间去准确地捕获事件。与此相似的是,Klose1969也强调翻滚过程很难被模拟,因为它涉及到很多影响翻滚车辆性能参数间的复杂的相互作用。在公开文献中,承受动载荷的翻滚保护结构的有限元模型一直只限于由Tomas和Harris等人所进行的研究。Harris对拖拉机的后翻滚进行了研究,而Tomas使用MADYMO程序研究了土方机械在侧翻时ROPS刚度与乘员约束系统的作用。虽然这几位作者所使用的模型技术有助于评估在模拟的动力冲击载荷下ROPS的性能,但是并没有把所提到的现行ROPS标准中采用静载荷程序的合适性和可能发生在此载荷下的可接受的动态放大系数进行对比。考虑到这些,沃森1967提出了用来作为动力冲击研究基础的简化程序,来研究在这种载荷条件下控制ROPS响应特征的临界参数的影响。2.K275推土机的ROPSK275推土机通常应用在建筑业和采矿业中,是一种重约50吨、用来掘土的大型履带式推土机。如图1所示,通过两个立柱的碾杆型ROPS为驾驶者提供翻车保护。这个ROPS主要是由坚硬地固定在车辆底盘上的两个立柱和一个横梁组成的固定式底座框组成。除了ROPS之外,一个额外的被称为落物保护结构的顶盖部分也被纳入进来一起保护操作者避免坠落物的伤害。在这个研究中,我们省略了FOPS这个独立弹簧结构。K275的ROPS模型的整体几何尺寸在制造商的贮存场进行现场测量确定。我们选择了适当的RHS/SHS系列尺寸从而使ROPS具有足够的能量吸收特性,这将使它能够成功地通过澳大利亚标准的要求。

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