张建超， 王 军， 李义强

（1. 石家庄铁道大学工程训练中心，河北 石家庄 050043；2. 石家庄铁道大学机械工程学院，河北 石家庄 050043；3. 石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所，河北 石家庄 050043）

吊管机翻车保护结构的有限元分析与试验研究

张建超1， 王 军2， 李义强3

（1. 石家庄铁道大学工程训练中心，河北 石家庄 050043；2. 石家庄铁道大学机械工程学院，河北 石家庄 050043；3. 石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所，河北 石家庄 050043）

为了设计与改进吊管机的翻车保护结构(ROPS)，利用 ANSYS有限元软件对设计的ROPS进行有限元分析，并对其样机进行加载试验。首先介绍了ROPS的结构类型并优选了适合该机的双柱型式，然后建立了双柱式 ROPS的有限元模型，进行了结构性能仿真分析；并依据ISO3471:2008的相关要求进行了具有代表性的侧向加载试验，以检验ROPS的受力变形和承载能力等情况，对比分析了试验结果与有限元结果的偏差及其产生原因，最后提出了针对该类ROPS的改进措施，以期总结出类似ROPS的有限元计算和样机试验的基本经验。

翻车保护结构；ANSYS；加载试验；吊管机

吊管机是石油、天然气管道施工中重要的施工设备，主要是用于大口径管道的布管、对口和下沟作业，如图1所示。吊管机工作环境复杂，行驶路况恶劣，并且吊管作业时整车的稳定性下降，随之可能出现翻车事故。翻车保护结构(roll-over protective structure, ROPS)是安装在吊管机驾驶室外，用于翻车时使系安全带坐着的司机减少被挤伤的可能性的安全装置[1]。它不仅能通过自身弹塑性变形吸收大量滚翻过程中产生的动能，又能为司机提供生存空间。……