电动挖掘机落物保护装置拓扑优化设计

O342%TH122; 针对某型电动挖掘机的乘员防护,提出使用基于等效静态载荷法的拓扑优化方法设计落物保护装置(Falling Object Protective Structures,FOPS).首先,使用基于位移等效原则的等效静态载荷法,将动态非线性碰撞过程简化为多工况条件下的静态非线性变形过程.随后,提出使用加权系数法,将动态非线性拓扑优化简化为多工况条件下的静态非线性拓扑优化,可显著提高拓扑优化的计算速率和收敛性.最后,基于拓扑优化结果设计FOPS,并按照GB/T 17771-2010进行仿真试验分析.结果表明,新设计的FOPS无须额外加强即可满足乘员落物保护要求,且FOPS的总质量减...

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Published in机械强度 Vol. 46; no. 2; pp. 388 - 394
Main Authors 马超, 鹿鹏程, 赵曰贺, 张行, 仇文宁
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江苏建筑职业技术学院智能制造学院,徐州 221116 2024
同济大学汽车学院,上海 201804%江苏建筑职业技术学院智能制造学院,徐州 221116
Subjects
Equivalent static load method
等效静态载荷法
Falling object protective structures
Topology optimization design
落物保护装置
Electric excavator
电动挖掘机
拓扑优化
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ISSN1001-9669
DOI10.16579/j.issn.1001.9669.2024.02.017

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Summary:O342%TH122; 针对某型电动挖掘机的乘员防护,提出使用基于等效静态载荷法的拓扑优化方法设计落物保护装置(Falling Object Protective Structures,FOPS).首先,使用基于位移等效原则的等效静态载荷法,将动态非线性碰撞过程简化为多工况条件下的静态非线性变形过程.随后,提出使用加权系数法,将动态非线性拓扑优化简化为多工况条件下的静态非线性拓扑优化,可显著提高拓扑优化的计算速率和收敛性.最后,基于拓扑优化结果设计FOPS,并按照GB/T 17771-2010进行仿真试验分析.结果表明,新设计的FOPS无须额外加强即可满足乘员落物保护要求,且FOPS的总质量减轻了 49.8 kg,这对降低工程机械的采购和使用成本,以及满足节能减排具有积极意义.
ISSN:1001-9669
DOI:10.16579/j.issn.1001.9669.2024.02.017