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工程車輛翻車安全技術研究進展

文檔作者：魏秀玲1 2 王國強1 王新閣2 張顯余2 文檔來源： 1．吉林大學機械科學與工程學院；2．空軍航空大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月27日
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工程車輛翻車安全技術研究進展
魏秀玲1I2，王國強 ，王新閣 ，張顯余
(1．吉林大學機械科學與工程學院；2．空軍航空大學)
摘要：工程車輛由于自重大、工作環(huán)境復雜、行駛路況惡劣和承載運行時整車穩(wěn)定性下降等原因，致使
車事故經(jīng)常發(fā)生，致命傷害率極高。工程車輛翻車事故中駕駛員安全問題日益引起人們的重視。為了減少翻車
j故的發(fā)生，保障司駕人員的生命安全，必須對工程車輛的翻車安全技術進行研究。介紹了國外工程車輛翻車安
技術的研究現(xiàn)狀，與國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀進行簡要對比分析，并對翻車安全技術研究的發(fā)展趨勢進行分析預測。
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關鍵詞：工程車輛：翻車保護結構；計算機仿真；駕駛員約束系統(tǒng)
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翻
事
全
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工程車輛屬于非公路車輛，由于其工作環(huán)境復
雜、行駛路況惡劣和承載運行時整車穩(wěn)定性下降等
原因，翻車事故時有發(fā)生。為了降低工程車輛翻車事
故率，保障駕駛員生命安全，目前采用的方法主要是
在工程車輛上加裝翻車保護結構(Roll—over protec—
tive structure，簡稱ROPS)。文獻[1】規(guī)定了ROPS實驗
室試驗的性能要求，但只是靜態(tài)加載試驗，沒有考慮
翻車過程中駕駛員身體運動及其加速度造成的沖
擊。滿足國際標準要求的ROPS并不能避免駕駛員
在翻車過程中與駕駛室碰撞造成的損傷。因此翻車
安全l生能研究除研究翻車保護結構性能外，還應研
究駕駛員約束系統(tǒng)以及駕駛室內(nèi)部設計等內(nèi)容。
本文論述了國外翻車安全技術的研究現(xiàn)狀，與
國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀進行簡要對比分析，并對翻車安全技
術的發(fā)展趨勢進行分析預測。
1 翻車安全技術的研究現(xiàn)狀
1．1 翻車保護結構性能研究
翻車保護結構具有一系列的結構件，它的作用
是當工程車輛翻車時，減小對系安全帶坐在駕駛室
內(nèi)駕駛員擠傷的可能性，如圖1所示。其中圖1(a)是
未安裝ROPS的翻車情形：翻車后駕駛室嚴重變形，
致使駕駛員的生命安全受到嚴重威脅；圖1(b)是加
裝ROPS后的翻車情形：ROPS可有效避免駕駛員被
(a)駕駛室嚴重變形
(b)ROPS示意圖
圖1 ROPS對駕駛員的保護作用
軋傷，提高了駕駛員生命安全的保障水平。
翻車保護結構性能主要研究ROPS的試驗方
法、設計方法以及新型結構的研制等。
1．1．1 試驗方法研究
為了測試ROPS的性能，早期的做法是實車翻
車試驗。美國、日本等國家在這方面做了許多工作。
日本還利用坡道對液壓挖掘機翻車保護結構進行
過現(xiàn)場試驗(如圖2)。現(xiàn)場試驗可以獲得翻車過程
國家自然科學基金項目(50775095)
作者簡介：魏秀玲(1973一)，女，黑龍江鶴崗人，講師，博士生，研究方向：工程車輛翻車安全技術。
一5O一
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圖2 液壓挖掘機ROPS現(xiàn)場翻車試驗
中的動態(tài)數(shù)據(jù)，但費用昂貴、可重復性差，一般只用
作研究性試驗或?qū)嶒炇异o態(tài)加載試驗的驗證性試
驗。為了克服現(xiàn)場試驗的上述缺點，Busatti等開發(fā)
了對各種工程車輛ROPS進行試驗的試驗臺和測試
系統(tǒng)【2】。該試驗臺在水平和垂直方向可施加的力均
超過2 000 kN。
1．1．2 設計方法的研究
為了使ROPS通過永久變形吸收側向翻車時的
沖擊能量，工程車輛翻車保護結構工作時，通常使用
材料的塑性變形階段，有時ROPS整體會形成塑性
機構。從上述對ROPS的性能要求和工作時構件應
力、應變及其整體變形量來看，ROPS設計和性能計
算屬于塑性大變形的非線性問題。若使用材料的彈
性極限設計ROPS，則材料未充分發(fā)揮其潛在塑性部
分的承載能力，增加ROPS的自重和制造成本，所以
應該把材料屈服以后的塑性變形階段考慮進來。若
假設ROPS材料服從理想塑性，則ROPS變成幾何
可變的機構，ROPS喪失承載能力，不能繼續(xù)增加抵
抗翻車載荷的能力，這種狀態(tài)稱為塑性極限狀態(tài)，相
應載荷稱為極限載荷。但在外力作用下ROPS仍可
持續(xù)轉(zhuǎn)動，而且這種轉(zhuǎn)動可以使塑性區(qū)域的應變能
持續(xù)增加，ROPS大量吸收翻車沖擊動能。
上述ROPS在外載荷作用下的物理過程，用理
論解析法很難表達。塑性極限定理方法雖然可以方
便地計算出ROPS的極限承載力，但其中的假設過
MSC／NASTRAN大型非線性有限元軟件分析了鏟運
機翻車保護結構的性能和變形特點，為應用非線性
有限元方法進行ROPS性能計算打下基礎131。T．H．Kim
等推導了基于梁單元理論的ROPS計算方法，并與
ABAQUS軟件獲得的結果進行對比嗍。他提出的塑性
鉸簡化計算方法為ROPS早期設計提供了實用的工
具。
由于工程車輛不斷向大型化方向發(fā)展，質(zhì)量達
到數(shù)百噸，對這類車輛的翻車保護機構進行破壞性
試驗，費用高，對試驗裝備要求也高。針對這一問題，
澳大利亞Queensland科技大學的Clark等人用非線
性有限元軟件對ROPS模型進行了側向、縱向和垂
直方向加載的分析，并用比例模型代替實物樣機進
行試驗驗證[51。結果表明：側向和垂向加載分析結果
與試驗結果具有較好的一致性；縱向分析結果與試
驗結果有一定差距，原因可能是縱向加載為最后進
行的加載試驗，前面加載試驗存在殘余應力以及累
積誤差。
綜上所述，應用非線性有限元軟件進行ROPS
設計和性能仿真，從設計階段對ROPS進行優(yōu)化，提
高和改善ROPS性能，是當前研究的重點。
1．1．3 新型ROPS的研制
在對傳統(tǒng)ROPS結構進行改進和優(yōu)化的同時，
人們還在進行新型ROPS的研究探索。美國西弗吉
尼亞大學機械航空工程系和國家職業(yè)安全與健康研
究所(Nation Institute of Occupation Safety and Health
簡稱NIOSH)合作，著重開發(fā)了中小型拖拉機的可展
開式AutoROPS。
AutoROPS包括兩個子系統(tǒng)：一是可收縮式
ROPS，安裝于拖拉機的后軸，正常工作時處于最低
位置；一是傳感器，用于監(jiān)控車輛的運行姿態(tài)。一旦
傳感器探測到發(fā)生翻車事故，可收縮式ROPS展開
并鎖止在最高位置。圖3所示為側向翻車試驗。
雖然ROPS是避免翻車事故造成傷亡的一種有
一51—
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(a)AutoROPS處于最低位置
(b)翻車中AutoPOPS展開
圖3 側向翻車試驗
效裝置，但它只是提供被動的防護。減小翻車引起的
傷亡最有效的方法是避免翻車事故的發(fā)生，即提高
車輛的主動安全性。文獻[6]對SIL(Sensor—in—the—
Loop)車輛姿態(tài)模擬器進行研究和外場試驗，這種模
擬器通過預測拖拉機前方姿態(tài)和運動狀態(tài)，提供翻
車危險警告，防止翻車事故的發(fā)生。隨著新型復合材
料的不斷出現(xiàn)，人們開始探討它們在ROPS設計中
的應用。美國NIOSH的John R．Etherton等人研究用
玻璃纖維加強塑料(Fiberglass Reinforced Plastic，簡
稱FRP)~iIJ造農(nóng)用拖拉機ROPSn。
1．2 駕駛員約束系統(tǒng)及安全駕駛室內(nèi)部設計
ROPS為駕駛員提供了一定的生存空間，但是只
考慮在翻車事故中駕駛員坐在座位上的情況，并沒
有考慮在低速翻車過程中，人員上軀體未被約束而
離開座椅的情況，并且沒有考慮工程車輛翻車過程
中駕駛員身體運動及其加速度造成的沖擊等。這些
都可能導致駕駛員與駕駛室發(fā)生碰撞，造成駕駛員
受傷或死亡。近年來國外一些研究機構以碰撞生物
力學為基礎，以人體損傷值為評價標準，對各種駕駛
員保護系統(tǒng)的效能進行評估和試驗，提高工程車輛
的翻車安全水平。
1．2．1 安全帶
目前工程車輛駕駛員約束系統(tǒng)的最低要求是兩
點式腰帶，沒有標準規(guī)定要安裝更加復雜的約束系
統(tǒng)。但國外一些機構已開始對各種安全帶及其安裝
一52一
固定器在不同車型、不同翻車事故中的約束效能進
行了評估。目的是尋找能夠在翻車事故中給駕駛員
提供最佳保護的約束方式，為工程車輛翻車安全設
計提供參考。
Appel等通過實驗室試驗的方法研究約束系統(tǒng)
的效能罔。發(fā)現(xiàn)兩點式腰帶與肩部支撐一同使用，可
以達到最佳效果。隨著計算機模擬技術的發(fā)展，人們
開始應用軟件進行工程車輛翻車駕駛員約束系統(tǒng)的
仿真。Tomas等應用MADYMO軟件構造了一個安裝
ROPS的推土機模型，進行側向翻車試驗[91。結果表
明：沒有約束的駕駛員很可能從駕駛室中被拋出，在
推土機翻滾過程中被碾壓在下面；當駕駛員佩戴兩
點式安全帶進行翻車試驗時，駕駛員不會被拋出。三
點式安全帶及肩帶也可以獲得同樣的結果。
2005年英國健康和安全執(zhí)行局(Health and
Safety Executive簡稱HSE)發(fā)表了采石場車輛翻車
事故中安全帶性能評估報告㈣。對采石場中的4種車
型：剛性自卸車、鉸接式自卸車、輪式裝載機和推土
機，應用MADYMO軟件構造模型進行數(shù)值仿真，評
估了不同約束系統(tǒng)在不同翻車事故中的效能(如圖4
所示)。結果表明：對于采石場車輛來說，佩戴全背帶
式安全帶在翻車事故中可以更好地保障駕駛員的安
全。
輪式裝裁機 推十機
圖4 90。動態(tài)翻車全背帶式安全帶對駕駛員的約束
1．2．2 安全駕駛室內(nèi)部設計
ROPS為駕駛員提供了一定的生存空間，安全帶
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將駕駛員限制在座椅上，減小了駕駛人員與駕駛室 時，隨著計算機技術的發(fā)展，以及有限元及多體動力
內(nèi)部結構碰撞的幾率，但是仍避免不了在翻車過程
中人員與車內(nèi)結構發(fā)生二次碰撞。因此在駕駛室內(nèi)
部設計時要考慮加大人體與室內(nèi)構件的接觸面積，
避免產(chǎn)生點接觸，減少碰撞造成的單位面積擠壓力
或使碰撞力轉(zhuǎn)移到人體非要害部位。這就涉及到室
內(nèi)部件的布置、吸能材料的選取、室內(nèi)表面的軟飾
化、內(nèi)飾件的軟化、儀表板的軟化和車內(nèi)凸出物的限
制等問題。
對現(xiàn)有駕駛室進行風險評估，找出對駕駛員最
容易造成傷害的部位，加以改進，也是提高駕駛室安
全性的有效手段。
1．3 其它翻車安全技術
以上論述的只是常規(guī)的翻車安全技術。目前在
汽車主動安全和被動安全方面發(fā)展出的一些新興技
術，正在應用到相應的工程車輛翻車安全技術上來。
如在被動安全方面，車輛座椅安全防護裝置能在車
輛遭受撞擊或翻滾時，迅速移動及傾斜，產(chǎn)生反作用
力來增加車艙內(nèi)設施的空間，以減緩或抵消撞擊發(fā)
生時所產(chǎn)生的慣性力，同時也可避免駕駛員身體因
劇烈甩動、撞擊車艙內(nèi)設施導致的傷亡。隨著IT行
業(yè)的迅猛發(fā)展，在汽車被動安全領域，駕駛員約束系
統(tǒng)繼安全帶、安全氣囊之后，已開始向智能安全約束
系統(tǒng)發(fā)展。其基本思想是盡可能多地收集和利用有
關駕駛員形體位置、撞車類型和撞車速度的數(shù)據(jù)，建
立數(shù)據(jù)庫；對某一碰撞中獲得的駕駛員和車輛的有
關信息進行判斷識別，使人體獲得最佳的保護等。在
主動安全方面，電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESP)是～個實
時監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控駕駛員的操控、路面反應和汽
車運動狀態(tài)，不斷向發(fā)動機和制動系統(tǒng)發(fā)出指令，調(diào)
控發(fā)動機的轉(zhuǎn)速并調(diào)整每個車輪的制動力(四通道
系統(tǒng))，以修正汽車的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，避免翻
車事故的發(fā)生；并且在主動干預的同時用警告燈警
示駕駛員。隨著科學技術的發(fā)展，主動與被動安全技
術的融合是一種必然趨勢。對駕駛環(huán)境實施全面監(jiān)
控，集中比較、分析多方面的數(shù)據(jù)，在必要時自動地
或輔助駕駛員采取正確的防護措施，實現(xiàn)更強的安
全性能，最大程度地保護車輛和駕駛員的安全。
1．4 工程車輛翻車安全技術的研究方法
工程車輛翻車安全技術的研究最初是由試驗來
完成的，主要包括實車試驗和實驗室試驗。由于實車
試驗價格昂貴、結果不穩(wěn)定、可重復性差并且十分費
學理論的發(fā)展，人們越來越多地應用計算機仿真方
法進行工程車輛的翻車安全技術研究。計算機仿真
與試驗相比具有費用低、周期短、可重復性好和限制
條件少等優(yōu)點。但不是說計算機仿真可以完全脫離
試驗或代替試驗，計算機仿真結果的正確與否最終
需要經(jīng)過試驗驗證。
現(xiàn)階段采用計算機仿真的方法研究工程車輛翻
車安全技術，主要是利用非線性有限元分析軟件對
ROPS性能進行預測和改進；利用多剛體動力學分析
軟件在不考慮車身變形的前提下，研究翻車過程中
駕駛員的動態(tài)響應。工程車輛發(fā)生翻車事故過程是
一個瞬態(tài)的、復雜的物理過程，為了準確描述在翻車
過程中車身變形過程、系統(tǒng)中的變形部件以及人體
的動態(tài)響應，可以采用顯式非線性有限元方法計算
車輛翻車碰撞中的變形情況和變形部件、速度和加
速度分布及應力與應變分布。這類軟件以LS—DY—
NA3D和PAM—CRASH為代表，在此基礎上采用多
體動力學方法計算人體在翻車過程中的動態(tài)響應。
2 翻車安全技術研究國內(nèi)外差距
國外大型公司和相關研究機構在ROPS標準制
定、設計理論、設計方法和試驗技術等方面都取得較
大成果，產(chǎn)品比較先進。我國1999年發(fā)布了關于土
方機械保護結構實驗室鑒定撓曲極限量的國家標準
和翻車保護結構實驗室試驗國家標準，這些標準等
同采用了對應的國際標準。2001年發(fā)布的工程機械
通用安全技術要求中增加了關于ROPS的內(nèi)容。河
北工業(yè)大學、吉林大學、大連理工大學和四川大學等
高校，在ROPS實驗室試驗、設計理論及設計方法等
方面開展了大量的工作，并取得了一定的成果。國內(nèi)
相關大型企業(yè)也已經(jīng)開始重視ROPS的研究，如柳
工機械股份有限公司、廈工工程機械股份有限公司
和上海彭浦機器廠有限公司等正在開展關于ROPS
設計和制造方面的研究。但總體上講，由于起步較晚
與國外研究水平還有一定差距。
國外針對不同機型在不同翻車事故中，對于不
同約束方式的效能評估方面已經(jīng)做了大量的試驗研
究和仿真分析，而我國在這方面的研究還屬于空白。
對于各種工程車輛駕駛室的風險評估方面的研究我
國還未見報道。
一53—
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由于在翻車事故中，駕駛員可能與駕駛室內(nèi)部
結構發(fā)生二次碰撞而造成傷害，因此必須對約束系
統(tǒng)效能進行評估。總結國外經(jīng)驗，一般可采用整車試
驗、實驗室試驗和計算機模擬相結合的方法，對不同
車型、不同翻車事故中，約束系統(tǒng)的效能進行評估。
依據(jù)人體損傷標準來評判各種約束系統(tǒng)的優(yōu)缺點，
為工程車輛翻車安全設計提供參考。
3．5 借鑒汽車行業(yè)的先進經(jīng)驗
目前，汽車行業(yè)已經(jīng)具有比較全面的翻車試驗
法規(guī)，在結構防撞性、乘員約束性能分析及優(yōu)化等方
面的理論和試驗研究較為深入。隨著科學技術的發(fā)
展，大量新興技術應用于汽車安全技術方面，進一步
提高了汽車的安全性能。因此，在工程車輛翻車試驗
·-- — — 54·--——
法規(guī)的制定、駕駛員約束系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化和新
興技術的應用等方面，可以借鑒汽車行業(yè)的先進經(jīng)
驗，指導工程車輛安全性能的發(fā)展。
參考文獻
[1】IS03471—1994 Eaah—moving Machinery-Roll—over Prn—
tective Structures—laboratory Tests and Performance
Requirements[S]．
[2】Busatti A，Paoluzzi R，Brebbia C A，et o1．Application
of Digital Gauging System for ROPS test[C]．Second Inter—
national Conference on Management Information Systems
Incorporating GIS&amp;amp; Remote Sensing．2000：303-3 1 1．
[3]Charles J Hunckler，Robe~J Purdy．Nonlinear Analysis of
the Terex Scraper Rollover Protective Cab 【C】．SAE paper
850788．
[4】Kim T H，Reid S R．Multiaxial Softening Hinge Model for
Tubular Vehicle Roll-over Protective Structures[J]．International
Journal of Mechanical Sciences，2001(43)：2147—
2170．
【5]Clark B J，Thambiratnam D P，Perera N J．Analytical and
Experm ental Investigation of The Behavior of a Rollover
Protective StructureD]．The Structure Engineer，2006(1)：
29-34．
[6】Kise M，Zhang Q．Sensor-in-the—loop Tractor Stability
Control：Look—ahead Attitude Prediction and Field Tests
【J]．Computers and Electronics in Agriculture．2006(52)：
107-1 18．
[7] John R Etherton，Mahmood Ronaghi，Richard S．Current
Development of a Puhruded FRP Composite Material
ROPS or Farm Tractors[J]．Composite Structures，2007(78)：
162-169．
[8]Appel H，Vu-Han V，Pirschel H．Occupant Protection in
Earth—moving Machines[C]．SAE paper，840202．
[9]Tomas J A，Tran H H，Altamore P F Certification of
RolloverProtection Systems for Heavy Vehicles by Computer
Simulation[C]．Proceedings of the 15th International rech—
nicalConferencefortheEnhancedSafetyofVehicles，1996．
【10】Smith T，Couper G，Donaldson W，et a1．Seatbeh Performance
in Quarry Vehicle Incidents，RR406 【R]．http：／／www．
HSE．gov．uk／research／rrhtm／rr406．htm．
通信地址：吉林大學機械科學與工程學院(130022)
(收稿時間：2009—04—24)
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