基于穩(wěn)定角的輪式裝載機(jī)傾翻失穩(wěn)規(guī)律研究.pdf

1、輪式裝載機(jī)是典型的量大面廣的工程機(jī)械，由于其高效、機(jī)動(dòng)性好的特點(diǎn)，在建筑、采礦等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于其作業(yè)環(huán)境惡劣，同時(shí)作業(yè)過程中具有變質(zhì)量、變結(jié)構(gòu)和變重心等特點(diǎn)，以及瞬時(shí)的載荷沖擊，導(dǎo)致側(cè)、傾翻事故易發(fā)。而目前普遍采用的翻車保護(hù)結(jié)構(gòu)（Roll-Over Protection structure，ROPS）并不能從根本上阻止其側(cè)、傾翻事故的發(fā)生。同時(shí)，鑒于輪式裝載機(jī)與普通公路車輛在結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境等方面的顯著差異，目前在公路車輛上普遍

2、采用的側(cè)翻預(yù)測理論并不能直接應(yīng)用于輪式裝載機(jī)。因此，研究輪式裝載機(jī)失穩(wěn)規(guī)律、側(cè)傾翻動(dòng)態(tài)預(yù)測模型和技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)作業(yè)主動(dòng)安全，從根本上防止側(cè)傾翻事故的發(fā)生具有重要意義。本文圍繞以上問題，主要開展了以下工作:
　　(1)詳細(xì)分析了普通公路車輛、非公路車輛以及鉸接車輛在防傾翻領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并對最常用的危險(xiǎn)指標(biāo)以及傾翻預(yù)警策略進(jìn)行了總結(jié)和對比;同時(shí)對帶有擺動(dòng)式驅(qū)動(dòng)后橋的輪式裝載機(jī)傾翻過程和機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步的探討。
　　(2)針對輪式裝

3、載機(jī)的結(jié)構(gòu)特性和工作特性，結(jié)合輪式裝載機(jī)失穩(wěn)理論，提出了一種適用于輪式裝載機(jī)的側(cè)傾翻危險(xiǎn)指標(biāo)——“穩(wěn)定角”，并詳細(xì)推導(dǎo)了該危險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算流程。
　　(3)構(gòu)建了典型輪式裝載機(jī)樣機(jī)1和樣機(jī)2型1∶1虛擬樣機(jī)模型，在不同工況下以“穩(wěn)定角”作為傾翻危險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行ADAMS多剛體動(dòng)力學(xué)仿真，進(jìn)一步研究了側(cè)傾翻規(guī)律，并基于以上樣機(jī)，探討了車身結(jié)構(gòu)對車身穩(wěn)定性的影響規(guī)律，研究表明前車架更長的裝載機(jī)更易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)，而前車架更短的裝載機(jī)更易發(fā)生縱

4、向失穩(wěn)。
　　(4)通過輪式裝載機(jī)虛擬樣機(jī)仿真分析，本文所提出的穩(wěn)定角危險(xiǎn)預(yù)測指標(biāo)能較好地指示輪式裝載機(jī)車身姿態(tài)、車輛安全狀態(tài)以及一級、二級失穩(wěn)危險(xiǎn)，數(shù)據(jù)表明樣機(jī)1、樣機(jī)2在該危險(xiǎn)指標(biāo)分別達(dá)到80.5、79.7時(shí)車輛發(fā)生一級失穩(wěn)，達(dá)到90時(shí)發(fā)生二級失穩(wěn)。
　　(5)最后通過自主研發(fā)的試驗(yàn)測試系統(tǒng)，在實(shí)車進(jìn)行了試驗(yàn)，其實(shí)測“穩(wěn)定角”數(shù)據(jù)與ADAMS的仿真分析具有一致的規(guī)律，數(shù)據(jù)誤差最大為8.9％，初步驗(yàn)證了基于“穩(wěn)定角”的危險(xiǎn)