某寬體礦用自卸車駕駛室ROPS結構仿真分析、改進及驗證

肖揚國 張召春 唐 笑

（三一重工股份有限公司，湖南 長沙 410100）

0 前言

作為工程機械中非公路礦用車的新產品，寬體自卸車自2008 年誕生以來，其憑借裝載量大、運輸效率高、適應能力強、價格低廉以及投資回報快等特點得到了廣泛的推廣應用。其主要應用于露天礦山土石方運輸中，也應用于中小型鐵礦、有色金屬礦山、水泥建材以及大型工程中的運輸作業中。

寬體自卸車使用環境惡劣多變，一直處于嚴重顛簸、搖擺的工作狀態，落石、撞擊時有發生。駕駛室的安全性是用戶優先考慮的問題，同時也是生產企業設計和制造時必須考慮的因素。駕駛室必須具有FOPS落物保護結構及ROPS 翻車保護結構。一般來說，FOPS 落物保護可以比較容易地滿足標準要求，ROPS 翻車安全保護就較難滿足標準要求。與市場現有的型材籠式駕駛室不同，該車型在行業中首次采用了類似重型卡車的全沖壓鈑金曲面外形。為了在保持曲面造型的基礎上滿足安全要求，在駕駛室的設計開發過程中對ROPS 的CAE 有限元仿真分析技術應用和試驗驗證顯得尤為重要。該文對某型寬體自卸車駕駛室的CAE 分析和實驗室臺架進行驗證，優化并驗證了該型寬體自卸車駕駛室ROPS 的安全性和有效性，為使用者保駕護航，也為其他工程車輛的ROPS 的設計及優化提供了參考。

1 有限元模型的建立及有限元仿真分析

1.1 ROPS 標準及加載載荷或加載能量計算

該車型為剛性車架，整車質量M=22 640 kg（不包括自卸車車廂的質量）。……