基于稳定角的轮式装载机倾翻失稳规律研究

【摘要】轮式装载机是典型的量大面广的工程机械,由于其高效、机动性好的特点,在建筑、采矿等领域得到广泛应用。但由于其作业环境恶劣,同时作业过程中具有变质量、变结构和变重心等特点,以及瞬时的载荷冲击,导致侧、倾翻事故易发。而目前普遍采用的翻车保护结构(Roll-OverProtectionstructure,ROPS)并不能从根本上阻止其侧、倾翻事故的发生。同时,鉴于轮式装载机与普通公路车辆在结构、作业环境等方面的显著差异,目前在公路车辆上普遍采用的侧翻预测理论并不能直接应用于轮式装载机。因此,研究轮式装载机失稳规律、侧倾翻动态预测模型和技术对于实现作业主动安全,从根本上防止侧倾翻事故的发生具有重要意义。本文围绕以上问题,主要开展了以下工作：(1)详细分析了普通公路车辆、非公路车辆以及铰接车辆在防倾翻领域的研究现状,并对最常用的危险指标以及倾翻预警策略进行了总结和对比；同时对带有摆动式驱动后桥的轮式装载机倾翻过程和机理进行进一步的探讨。(2)针对轮式装载机的结构特性和工作特性,结合轮式装载机失稳理论,提出了一种适用于轮式装载机的侧倾翻危险指标——“稳定角”,并详细推导了该危险指标的计算流程。(3)构建了典型轮式装载机样机1和样机2型1：1虚拟样机模型,在不同工况下以“稳定角”作为倾翻危险指标进行ADAMS多刚体动力学仿真,进一步研究了侧倾翻规律,并基于以上样机,探讨了车身结构对车身稳定性的影响规律,研究表明前车架更长的装载机更易发生侧向失稳,而前车架更短的装载机更易发生纵向失稳。(4)通过轮式装载机虚拟样机仿真分析,本文所提出的稳定角危险预测指标能较好地指示轮式装载机车身姿态、车辆安全状态以及一级、二级失稳危险,数据表明样机1、样机2在该危险指标分别达到80.5、79。7时车辆发生一级失稳,达到90时发生二级失稳。(5)最后通过自主研发的试验测试系统,在实车进行了试验,其实测“稳定角”数据与ADAMS的仿真分析具有一致的规律,数据误差最大为8.9%,初步验证了基于“稳定角”的危险预测指标的可用性。本文研究的轮式装载机倾翻危险指标以及倾翻规律属于该领域倾翻主动预警的前提和基础,以上工作对后续的轮式装载机倾翻主动预警系统的深入研究提供了参考思路和研究方向。
【作者】陈浩宇；
【导师】祝青园；
【作者基本信息】厦门大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】轮式装载机；倾翻稳定性；倾翻危险指标；多刚体动力学仿真；

【参考文献】
[1]薛禹胜,谢云云,文福拴,董朝阳.关于电力系统相继故障研究的评述[J].电力系统自动化,2013,19:1-9+40.
[2]贾方方.不同光照处理对烤烟品质的影响及氮化物的高光谱监测研究[D].河南农业大学,烟草学,2013,博士.
[3]刘丹.《永别了，武器》中的动物原型分析[D].燕山大学,英语语言文学,2013,硕士.
[4]徐喆.平面过驱动并联机构的控制研究[D].北方工业大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[5]刘义.恶臭假单胞菌中腈水合酶钴离子摄取机制和热稳定性改造研究[D].江南大学,发酵工程,2014,博士.
[6]李文谱,杨节,王琦,董酉鸣.直流压下速度整定曲线的自动测定[J].冶金自动化,1991,04:47-49.
[7]张彩明.河北省交通运输系统人才队伍激励问题研究[D].长安大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[8]李媛.黄柏、黄连体内外成分对比研究[D].黑龙江中医药大学,药物分析学,2013,硕士.
[9]杜梦洁.有限责任公司人力资本出资问题研究[D].安徽大学,法律,2014,硕士.
[10]陈小燕.阿司匹林对人结肠癌细胞株Caco-2的抑制作用以及对Lgr5表达的影响[D].遵义医学院,消化内科,2013,硕士.
[11]唐亮宇.中学生物学课堂教学目标设计研究[D].华东师范大学,学科教学论,2001,硕士.
[12]赵春雷.论外资并购的反垄断法规制[D].华东政法学院,经济法,2003,硕士.
[13]包学敏.省级卫视国际新闻报道研究[D].黑龙江大学,新闻学,2013,硕士.
[14]刘陈利.光引发的无需添加剂的醚类C-H键官能团化反应研究[D].郑州大学,有机化学,2013,硕士.
[15]李成倍.高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠凝胶特性研究[D].浙江工商大学,食品科学与工程（专业学位）,2014,硕士.
[16]杨蓓,黄厚宽.挖掘数据流界标窗口Top-K频繁项集[J].计算机研究与发展,2010,03:463-473.
[17]郑昕.濒危植物脱皮榆种群遗传多样性研究[D].山西师范大学,生态学,2014,硕士.
[18]马辉民,胡凌,郭潇.文本聚类在Web挖掘系统中的应用[J].统计与决策,2004,06:133-134.
[19]朱楠.水分胁迫对长白松幼苗生长及生理特性的影响[D].吉林农业大学,园林植物与观赏园艺,2014,硕士.
[20]李文俊.基于苯硼酸—双羟基交联的聚合物/碳纳米管杂化凝胶的制备研究[D].湘潭大学,2013.
[21]蔡文艳.Eu~（3+）电化学还原行为研究及Eu~（2+）的电化学制备[D].河北师范大学,2009.
[22]刘程.基于词袋模型的图像分类技术研究[D].安徽大学,模式识别与智能系统,2014,硕士.
[23]苗杰.店坪北地区延长组长6油层有利区预测[D].西北大学,石油与天然气工程（专业学位）,2014,硕士.
[24]王五洋.食品安全政府信息公开制度研究[D].广东外语外贸大学,法律,2014,硕士.
[25]唐非凡.金霉素、磺胺嘧啶在土壤中的降解特征及其对土壤微生物的影响[D].浙江大学,农药学,2012,硕士.
[26]姚美村,张燕玲,袁月梅,艾路,乔延江.中药药性量化方法对补虚药功效归类预测的研究[J].北京中医药大学学报,2004,04:7-9.
[27]魏拉义.BiFeO_3/NiZnCu复合材料的制备和性能研究[D].东北大学,材料学,2011,硕士.
[28]李曌婷.WTO专家组程序问题研究[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[29]程义勇.天东公司工程项目财务风险管控改进研究[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[30]张芹.基于改进CV模型的图像分割技术研究[D].山东师范大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[31]覃事永.氧阴极电极制造工艺与设备研究[D].北京化工大学,材料科学,2013,硕士.
[32]阎永贞,那可,魏晓东,金媛媛,赵波,赵文杰.肿瘤免疫逃逸机制的研究进展[J].复旦学报(医学版),2013,05:619-624.
[33]魏路路.水力压裂微地震事件自动识别与拾取[D].长安大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[34]陈东宁.分形及小波分析在液压泵故障诊断中的应用研究[D].燕山大学,机械电子工程,2004,硕士.
[35]李宝莲.便携式专用设备维修系统研究与开发[D].西安电子科技大学,电子与通信,2008,硕士.
[36]杨晓童.基于iPhone平台的视频播放器的设计与实现[D].北京交通大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[37]陈杨猛.黔西北少数民族中学生网络素养教育需求现状及满足策略研究[D].西南大学,传播学,2014,硕士.
[38]魏双霞.任务复杂度对中国大学英语学习者议论文写作的影响[D].兰州大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[39]黄冈.政府官员应对新媒体研究[D].湖北大学,行政管理,2011,硕士.
[40]张珊珊.自信心判断的产生机制[D].河北师范大学,基础心理学,2014,硕士.
[41]李鹏程.含燃料、光伏电池的微网建模及控制研究[D].新疆大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[42]潘龙.基于动态交通信息的电动汽车节能行驶控制模型研究[D].北京交通大学,2014.
[43]李萃芸.论生产、销售不符合安全标准的食品罪及其立法完善[D].广东财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[44]章磊.“基于问题的学习”在大学英语写作教学中的应用[D].杭州师范大学,课程与教学论,2007,硕士.
[45]吕金.十三至十五世纪中国青花瓷艺术与伊斯兰装饰的繁荣与共荣[D].景德镇陶瓷学院,设计艺术学,2014,硕士.
[46]陆林华.炔（烯）烃参与的官能化反应研究[D].苏州大学,有机化学,2014,硕士.
[47]张磊磊.LPG循环甩挂运输调度优化研究[D].大连海事大学,物流工程,2013,硕士.
[48]许玲玲.运用专利分析进行竞争对手跟踪[J].情报科学,2005,08:1271-1276.
[49]王荟荃.新型农村合作医疗的筹资问题研究：多主体协同视角[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[50]刘广.高维多目标优化的可视化技术研究[D].重庆大学,计算机系统结构,2014,硕士.