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

1、輪式裝載機是典型的量大面廣的工程機械，由于其高效、機動性好的特點，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，同時作業(yè)過程中具有變質(zhì)量、變結(jié)構(gòu)和變重心等特點，以及瞬時的載荷沖擊，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，鑒于輪式裝載機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。因此，研究輪式裝載機失穩(wěn)規(guī)律、側(cè)傾翻動態(tài)預(yù)測模型和技術(shù)對于實現(xiàn)作業(yè)主動安全，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，并對最常用的危險指標(biāo)以及傾翻預(yù)警策略進行了總結(jié)和對比;同時對帶有擺動式驅(qū)動后橋的輪式裝載機傾翻過程和機理進行進一步的探討。
　　(2)針對輪式裝

3、載機的結(jié)構(gòu)特性和工作特性，結(jié)合輪式裝載機失穩(wěn)理論，提出了一種適用于輪式裝載機的側(cè)傾翻危險指標(biāo)——“穩(wěn)定角”，并詳細推導(dǎo)了該危險指標(biāo)的計算流程。
　　(3)構(gòu)建了典型輪式裝載機樣機1和樣機2型1∶1虛擬樣機模型，在不同工況下以“穩(wěn)定角”作為傾翻危險指標(biāo)進行ADAMS多剛體動力學(xué)仿真，進一步研究了側(cè)傾翻規(guī)律，并基于以上樣機，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更易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)，而前車架更短的裝載機更易發(fā)生縱

4、向失穩(wěn)。
　　(4)通過輪式裝載機虛擬樣機仿真分析，本文所提出的穩(wěn)定角危險預(yù)測指標(biāo)能較好地指示輪式裝載機車身姿態(tài)、車輛安全狀態(tài)以及一級、二級失穩(wěn)危險，數(shù)據(jù)表明樣機1、樣機2在該危險指標(biāo)分別達到80.5、79.7時車輛發(fā)生一級失穩(wěn)，達到90時發(fā)生二級失穩(wěn)。
　　(5)最后通過自主研發(fā)的試驗測試系統(tǒng)，在實車進行了試驗，其實測“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％，初步驗證了基于“穩(wěn)定角”的危險