ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ СИСТЕМЫ ROPS ТРАКТОРА Б10 ТРЕБОВАНИЯМ БЕЗОПАСНОСТИ

Ирина Павловна Трояновская, Дмитрий Иванович Нарадовый, Сергей Иванович Серов

Аннотация


Безопасность водителя при опрокидывании машины является весьма актуальной задачей. Поэтому оценка безопасности защитных конструкций кабиныROPS является обязательным условием сертификации любого транспортного средства. Безопасность кабины
тракторных агрегатов оценивается на основе результатов натурного эксперимента. Современное развитие компьютерных технологий позволило оценить безопасность кабины
трактора на основе численного эксперимента. В статье приведена математическая модель
оценки защитной конструкцииROPS на примере промышленного трактора Б10. Опрокидывание трактора имитируется последовательной серией статических нагружений(боко-вое, вертикальное и продольное). Пластическая деформация защитной конструкции по-зволяет погасить предполагаемую энергию удара. Математическая модель имитационных
испытаний составлена на основе метода конечных элементов. Для учета пластического состояния конструкции статическая задача решалась в постановке нелинейного анализа с
учетом эффекта больших перемещений. Расчет показал, что для трактора Б10 массой25 т
энергия предполагаемого удара40 867 Дж достигается при перемещении261 мм и боковом усилии229 кН. После вертикального усилия500 кН и продольного усилия170 кН
конструкция сохранила свою работоспособность. Критерием работоспособности конструк-ции явилось сохранение неприкосновенным ограниченного объема предполагаемого рас-положения водителя. Для оценки адекватности математической модели был проведен натурный эксперимент, который подтвердил безопасность защитной конструкции. Экспери-ментально энергия удара набрана при перемещении261 мм и боковом усилии243 кН.
Расхождение между экспериментальным значением усилия и расчетным значением не
превысило4 %. Дополнительно была проверена скорость набора энергии. Для этого построены экспериментальная и расчетная зависимости усилия от деформации конструкции.
Энергия деформации рассчитывалась как площадь под этой кривой. Расхождение значений
энергии не превысило7,3 % во всем диапазоне исследуемых деформаций конструкции.


Ключевые слова


защита от опрокидывания; система ROPS; имитационное моделирование; математическая модель; натурный эксперимент

Полный текст:

PDF

Литература


ГОСТ12.2.019-2005. Система стандартов безопасности труда(ССБТ). Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности. – М.: Стандарт-информ, 2005. – 28 с.

Myers, M.L. Tractor Risk Abatement and Control as a Coherent Strategy / M.L. Myers // Journal of Agricultural Safety and Health. – 2002. – Vol. 8, no. 2. – P. 185–198.

ТР ТС010/2011. О безопасности машин и оборудования. Технический регламент тамо-женного союза. – Республика Казахстан, 2011. – 66 с.

ГОСТ Р ИСО3471-2009. Машины землеройные. Устройства защиты при опрокидыва-нии. Технические требования и лабораторные испытания. – М.: Стандартинформ, 2009. – 30 с.

Standard Code for the Official Testing of Protective Structures on Agricultural and Forestry Tractor: Code 4 (Static Test), OECD, 2009.

Данилина, О.Н. Проектирование защитного каркаса для обеспечения безопасности тракториста при опрокидывании трактора/ О.Н. Данилина// Мир транспорта и технологиче-ских машин. – 2009. – №3 (26). – С. 58–64.

Журавлев, А.В. Разработка математической модели несущей системы кабины с исполь-зованием современных систем инженерного анализа/ А.В. Журавлев// Междунар. науч. журнал. –

– №1. – С. 100–103.

Зузов, В.Н. Оценка пассивной безопасности кабин тракторов на стадии проектирования/ В.Н. Зузов, И.В. Маркин// Тракторы и сельхозмашины. – 2001. – №4. – С. 26–27.

Расчётные исследования несущего каркаса кабины трактора ВТ-200 / Д.А. Загарин и др. // Журнал автомобильных инженеров. – 2015. – №3 (98). – С. 8–11.

Ayers P.D. Model to evaluate exposure criteria during roll-over protective structures (rops) testing / P.D. Ayers, M. Dickson, S. Warner // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. – 1994. – Vol. 37, no. 6. – P. 1763–1768.

Finite Element Modeling of Rops in Static Testing and Rear Overturns / J.R. Harris, V.H. Mucino, J.R. Etherton et al. // Journal of Agricultural Safety and Health. – 2000. – Vol. 6, no. 3. – P. 215–225.

Khorsandi F., Ayers P.D. Developing a Finite Element (FE) Model to Predict the Roll-Over Protective Structure (ROPS) Behavior Under SAE J2194 Standard Test / F. Khorsandi, P.D. Ayers // American Society of Agricultural and Biological Engineers Annual International Meeting. – 2015. – No. 3. – P. 2153–2160.

Manado J. Design Calculation on Roll-Over Protection Structure for Agriculture Tractor / J. Manado, J.I. Arana, C. Jaren // Bio-system engineering. – 2007. – Vol. 96. – P. 181–191.

Non-Linear Static Analysis of Off-Road Vehicle Cabin ROPS Structure Using Finite Element Method / K.T. Rajesh, R. Haridass, N.V. Dhandapani, M. Dinakar // International Journal of Engineering and Technology (UAE). – 2018. – Vol. 7, no. 2. – P. 411–414. DOI: 10.14419/ijet.v7i2.24.12123

Enhanced Non-Linear Material Modelling for Analysis and Qualification of Rollover Protective Structures / D.J. Agius, K.I. Kourousis, M. Takla, A. Subic // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. – 2016. – Vol. 230, no. 11. –

P. 1558–1568.

Available Energy During the Rollover of Narrow-Track Wheeled Agricultural Tractors / A.L. Guzzomi, V. Rondelli, A. Guarnieri et al. // Biosystems Engineering. – 2009. – Vol. 104, no. 3. – P. 318–323. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2009.07.005

Стенд для испытаний защитных устройств промышленных тракторов/ Е.А. Шата-линская и др. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1989. – №11. – С. 23–24.

Серов, С.И. Испытания защитного устройстваROPS промышленного трактора/ С.И. Серов, Д.И. Нарадовый, И.П. Трояновская// Тракторы и сельхозмашины. – 2018. – №3. – С. 68–72.

Franceschetti, B. Comparison Between a Rollover Tractor Dynamic Model and Actual Lateral

Tests / B. Franceschetti, R. Lenain, V. Rondelli // Biosystems Engineering. – 2014. – Vol. 127, no. 1. – P. 79–91.

Костенецкий, П.С. Ресурсы суперкомпьютеровSUSU / С.П. Костенецкий, А.Ю. Сафо-нов// 10-я Международная научная конференция РТС. – 2016. – №1576. – С. 561–573.

Assessing the Safety Provided by SAE J2194 Standard and Code 4 Standard Code for Testing ROPS, Using Finite Element Analysis / J.R. Alfaro, I. Arana, S. Arazuri, C. Jarén // Biosystems Engineering. – 2010. – Vol. 105, no. 2. – P.189–197. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2009.10.007


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.