某挖掘机驾驶室FOPS和ROPS仿真分析

摘要

挖掘机经常在恶劣的作业环境下工作,各类事故时有发生,一旦发生落物或翻车事故,将会给驾驶人员带来致命的伤害。驾驶室安全保护结构是车辆发生落物和翻车事故中的重要保障,其结构的可靠性直接影响驾驶人员的生命安全。以某挖掘机驾驶室为研究对象,为校核现设计的驾驶室是否满足防滚翻、防落物的国家标准,根据国标相关试验标准工况采用有限元方法建立挖掘机驾驶室滚翻和落物仿真分析模型,通过计算机仿真分析获取驾驶室在侧向加载、纵向加载、垂直加载和落物工况下的位移云图和能量吸收等情况。结果表明:原设计的驾驶室无法满足滚翻工况下垂直加载的要求,经过三轮的仿真优化分析,最终改进后的驾驶室在滚翻保护结构(ROPS)仿真分析中的侧向载荷能量、侧向加载力、纵向载荷能量和垂直加载力均超过了国标阈值;在落物保护结构(FOPS)仿真分析中,驾驶室顶部结构与DLV挠曲极限量最小距离为20.5 mm,能够有效保证驾驶人员的生存空间不受侵犯,结果同样满足防落物的要求。