鉸接輪式裝載機(jī)側(cè)向失穩(wěn)機(jī)理及預(yù)測(cè)指標(biāo)研究.pdf

1、鉸接輪式裝載機(jī)具有變結(jié)構(gòu)、變載荷和質(zhì)心位置隨機(jī)變動(dòng)等特點(diǎn)，常在非結(jié)構(gòu)復(fù)雜環(huán)境下作業(yè)，極易發(fā)生側(cè)翻失穩(wěn)事故。對(duì)車(chē)輛進(jìn)行失穩(wěn)主動(dòng)安全控制是防止側(cè)翻事故發(fā)生最直接有效的方法，而對(duì)側(cè)向失穩(wěn)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全控制的前提和關(guān)鍵。本文針對(duì)鉸接輪式裝載機(jī)側(cè)向失穩(wěn)機(jī)理及預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行研究，以解決對(duì)鉸接輪式裝載機(jī)失穩(wěn)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的關(guān)鍵問(wèn)題，并探索可靠的實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。主要完成了以下工作:
　　(1)提出了能夠綜合表征輪式裝載機(jī)側(cè)傾穩(wěn)定性的失穩(wěn)

2、預(yù)測(cè)指標(biāo)。在充分考慮輪式裝載機(jī)特殊結(jié)構(gòu)及其特殊的側(cè)傾翻過(guò)程的前提下，提出以穩(wěn)定面與合力向量的夾角作為綜合表征輪式裝載機(jī)側(cè)向穩(wěn)定性的失穩(wěn)預(yù)測(cè)指標(biāo)，將這個(gè)指標(biāo)命名為“穩(wěn)態(tài)余量角”，并給出了計(jì)算“穩(wěn)態(tài)余量角”的方法。
　　(2)通過(guò)理論分析和虛擬樣機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證失穩(wěn)預(yù)測(cè)指標(biāo)。采用虛擬樣機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)方法和基于“穩(wěn)態(tài)余量角”的數(shù)值求解方法來(lái)分析輪式裝載機(jī)在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下的側(cè)向穩(wěn)定性，然后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值求解結(jié)果的對(duì)比，從理論上驗(yàn)證了“

3、穩(wěn)態(tài)余量角”方法的可行性。
　　(3)研究失穩(wěn)預(yù)測(cè)指標(biāo)的在線測(cè)量和檢測(cè)方法。提出了一種用四個(gè)姿態(tài)航向參考系統(tǒng)來(lái)測(cè)量鉸接輪式裝載機(jī)的“穩(wěn)態(tài)余量角”的方法，該方法具有實(shí)時(shí)性好、安裝簡(jiǎn)便、測(cè)量參數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)。
　　(4)構(gòu)建比例模型樣機(jī)并進(jìn)行失穩(wěn)預(yù)測(cè)指標(biāo)的實(shí)際測(cè)試分析和驗(yàn)證。參照某典型型號(hào)輪式裝載機(jī)，搭建了一套1:5尺寸的模型樣機(jī)，該模型樣機(jī)完全具備了鉸接轉(zhuǎn)向、擺動(dòng)式后驅(qū)動(dòng)橋、動(dòng)臂以及無(wú)懸架連接等關(guān)鍵特征，然后用該模型樣機(jī)進(jìn)行了側(cè)傾

4、翻試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析證明了所建立的在線測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的“穩(wěn)態(tài)余量角”能夠準(zhǔn)確地表征模型樣機(jī)在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下的側(cè)向穩(wěn)定性，解決了鉸接輪式裝載機(jī)失穩(wěn)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　綜上所述，本文提出了能夠綜合表征輪式裝載機(jī)側(cè)向穩(wěn)定性的失穩(wěn)預(yù)測(cè)指標(biāo)，并建立了該指標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)輪式裝載機(jī)側(cè)、傾翻主動(dòng)安全控制奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為其他具有變結(jié)構(gòu)、變載荷和質(zhì)心位置隨機(jī)變動(dòng)等特點(diǎn)的車(chē)輛的側(cè)傾翻翻動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)提供新的研究思路和方法