侧翻工况下零转弯半径割草机ROPS动态仿真

简介

为了研究零转弯半径割草机（Zero Turning Radius Mower）在土壤斜坡上ROPS的动态响应过程以及确保驾驶员在侧翻过程中的安全。提出了对ZTR割草机整机ROPS动态仿真建模及理论分析方法，以某割草机在倾角为30。的土壤斜坡侧翻工况为例，利用多刚体动力学及弹性体模型相结合的有限元非线性分析方法进行研究，运用LS—DYNA软件对割草机ROPS进行动态仿真分析，结合理论分析和最新ISO21299（2009E）评定标准，验证了建模方法的可行性及仿真结果的合理性。仿真实验结果表明：在整车碰撞过程中ROPS的最大冲击力为22562．3N，最大变形量为43．49mm，吸收的能量值为824．7J，研究表明驾驶员不会暴露于容身空间范围之外（根据ISO21299新标准计算得到容身空间暴露时ROPS最大变形量为275mm）。确保了安全性．但是研究也发现目标割草机所采用的ROPS材料（Q235）过度安全，其强度及刚度匹配有待进一步优化。