某型拖拉机驾驶室安全性分析

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1、分类号：U463.81密级：UDC：621学校代码：11065硕士专业学位论文某型拖拉机驾驶室安全性分析李旦阳指导教师张洪信教授学位类别专业学位专业领域车辆工程答辩日期2017年11月25日摘要拖拉机驾驶室是拖拉机的一个至关重要的部位，负责保护驾驶员的安全。为了增加拖拉机的安全系数，使驾驶员在拖拉机翻车事故中的受伤几率最低，需要对驾驶室进行安全性分析。本文以某型号拖拉机驾驶室为研究对象，利用HyperMesh建立拖拉机驾驶室的有限元模型，计算得到驾驶室结构的应力应变分布及薄弱位置，进行结构优化，使之满足OECD试验要求。具体研究内容如下：首先，介绍了

2、有限元的基本原理和有限元分析的主要步骤，探究了有限元建模时常用的理论。利用有限元建模软件HyperMesh，建立了以壳单元为主实体单元为辅的驾驶室有限元模型。其次，按照OECD实行的《标准拖拉机防护装置强度试验方法（静载试验）》的规定，对拖拉机驾驶室进行强度分析，实施后推、前推、侧推的纵向加载试验和后压、前压的压垮试验，得到应力应变分布，后压、前压仿真载荷分别达到85614N和103760N时，驾驶室均被压垮，侧推仿真能量达到9380J时，驾驶室框架发生断裂，说明驾驶室存在薄弱位置，不满足OECD试验要求。然后，对驾驶室结构进行优化，增加2根竖梁、6

3、块加强筋、6块加强板，框架和竖梁由3mm加厚至4mm。最后，进行安全性分析，结果显示驾驶室没有被压垮，整体框架、前后连接部件及螺栓塑性应变值均不大，没有发生断裂，驾驶室也没有侵入到驾驶员容身区域，说明驾驶室满足OECD试验要求。则该型号拖拉机驾驶室既能够满足企业拓展国外市场业务的需求，又可以为生产企业减少设计缺陷导致的损失，降低研发费用，提高生产效率，增强市场竞争力。关键词：拖拉机驾驶室；安全性分析；有限元；OECD试验AbstractThetractorcabisavitalpartofthetractor.It'sresponsibleforpr

4、otectingthesafetyofthedriver.Inordertoincreasethesafetyfactorofthetractorandmakethedriverhasthelowestprobabilityofinjuryinatractorcrash,safetyanalysisofthecabisrequired.Thisarticletakesatractorcabofacertaintypeasaresearchobject,establishesafiniteelementmodelofthetractorcabbyusi

5、ngHyperMesh,calculatesthestressandstraindistributionandweakpositionofthetractorstructure,makesstructureoptimization,makesitmeettheOECDtestrequirments.Specificresearchcontentsareasfollows.Firstly,thebasicprincipleandthemainstepsoffiniteelementanalysisareintroduced.Thetheoryoffin

6、iteelementmodelingisstudied.AfiniteelementmodelofcabwithmainshellelementandfewentityunitisestablishedbyusingthefiniteelementmodelingsoftwareHyperMesh.Secondly,accordingtothestipulationofOECDrule——《strengthtestmethodforstandardtractorprotectiondevice(staticloadtest)》,thisarticle

7、takesstrengthanalysisofthetractorcab.Thelongitudinalloadingtestofthrust,forwardthrust,lateralpush,andpressurecollapseoftherearpressureandfrontpressurearecarriedout.Thestressandstraindistributionisobtained.Therearpressureandthefrontpressuresimulationloadreached85614Nand103760Nre

8、spectively,andthecabwascrushed.Whenthelateralpushsimul