[发明专利]一种自卸车驾驶室的设计方法

权利要求书

1.一种自卸车驾驶室的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、确定驾驶室的整体结构；

B、确定驾驶室内部空间的最小活动空间的要求：驾驶室的X轴方向内部空间尺寸为坐姿司机座椅标定点距操纵台的尺寸、操作台的尺寸、座椅标定点距驾驶室后壁的距离与后墙板安装空间之和；驾驶室的Y轴方向内部空间尺寸为主司机水平活动空间尺寸与副司机水平活动空间尺寸之和；驾驶室的Z轴方向内部空间尺寸为座椅标定点与驾驶室顶棚横截面之间的距离、座椅标定点距地板的距离、地板安装空间、顶棚安装空间之和；

C、对驾驶室进行静强度和落物冲击分析：

1、通过有限元分析软件，建立了驾驶室有限元计算模型，并确定测试的工况条件：翻滚试验工况和落锤试验工况；

2、在驾驶室内设置一个驾驶室侵入限制区，要求各工况条件下的变形量不能入侵限制区；

3、通过对驾驶室进行静强度试验，将各工况条件下的试验值与设计的应力值对比验证；

D、对驾驶室内的设备进行布局；

E、对驾驶室内的内装进行布局。

2.按权利要求1所述的自卸车驾驶室的设计方法，其特征在于：在步骤C的1中，翻滚试验工况分别为侧向载荷、纵向载荷和垂向载荷，落锤试验工况为237.3kg标准锤距离驾驶室顶板4.98m处自由下落的载荷，其中有限元分析软件基于HYPERMESH11.0和ANSYS12.1，驾驶室采用shell181壳单元进行离散，蒙皮与骨架焊接位置采用段焊方式连接，驾驶室的约束条件为四个底座固定，测试工况的载荷的加载位置按照载荷的实际作用位置以节点力方式进行施加；在步骤C的2中，驾驶室侵入限制区是指操作者穿着正常衣服、戴着安全帽所占用的大致的空间；在步骤C的3中，驾驶室侵入限制区距离驾驶室侧向的空间距离设为a1，驾驶室侵入限制区距离驾驶室纵向的空间距离设为a2，驾驶室侵入限制区距离驾驶室垂直方向的空间距离设为a3，确定各工况的评估标准：侧向载荷下的侧向形变位移小于a1，纵向载荷下的纵向位移小于a2，垂向载荷下的垂向位移小于a3，落锤试验工况下的垂向位移小于a3，应力值小于材料的屈服极限；在计算试验的应力值中，首先计算0°-45°-90°应变化测点的主应力值和主应力方向，公式分别为：

σ 1 = E 2 [ ( ϵ 0 + ϵ 90 ) ( 1 - v ) + 1 ( 1 + v ) ( ϵ 0 - ϵ 90 ) 2 + ( 2 ϵ 45 - ϵ 0 - ϵ 90 ) 2 ] ; ]]>

σ 2 = E 2 [ ( ϵ 0 + ϵ 90 ) ( 1 - v ) - 1 ( 1 + v ) ( ϵ 0 - ϵ 90 ) 2 + ( 2 ϵ 45 - ϵ 0 - ϵ 90 ) 2 ] ; ]]>

φ = 1 2 tan - 1 ( 2 ϵ 45 - ϵ 0 - ϵ 90 ϵ 0 - ϵ 90 ) ; ]]>

上述式中：σ1、σ2为主应力，单位为兆帕，φ为主应力方向，单位为度，E为弹性模量，单位为兆帕，ν为泊松比，ε0为0°方向应变片的应变值，ε45为与ε0方向成45°的应变片的应变值，ε90为与ε0方向成90°的应变片的应变值；

获得主应力σ1、σ2后将其合成为vonMises应力σv，公式为：

σ v = 1 2 [ σ 1 2 + ( σ 1 - σ 2 ) 2 + σ 2 2 ] ; ]]>

对测得的应力和位移进行计算，并以σi(i＝1～3)表示第i试验顺序下的试验载荷工况三次试验应力数据的平均值，试验的应力值与设计的应力值对比验证，误差在15％以内，即驾驶室的强度满足要求。