(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210749401.1 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 江苏徐工 工程机械研究院有限公司 地址 221004 江苏省徐州市徐州经济技 术 开发区驮蓝山路26号 (72)发明人 房有年　杨兰仲　路易霖　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 刘艳艳 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种ROPS骨架中横梁优化设计方法及工程 机械驾驶室 (57)摘要 本发明公开了一种ROPS骨架中横梁优化设 计方法及工程机械驾驶室， 设计方法包括： 通过 解析门架式超静定结构力学模型中横梁高度尺 寸对立柱上的两个弯矩分配关系的影 响， 求解立 柱上最大弯矩 最小时的中横梁高度尺 寸， 获得中 横梁最优高度尺寸关系式； 通过解析中横梁和立 柱同时进入塑性变形区的设计目标， 得到中横梁 型材截面参数设计关系式， 并使用关系式指导 ROPS骨架结构和型材选 型， 以提升ROPS骨架设计 质量。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115186380 A 2022.10.14 CN 115186380 A 1.一种中轴对称ROP S骨架， 其特 征在于， 包括 立柱、 横梁、 纵梁、 中横梁； 其中所述立柱包括A柱、 B柱、 D柱； 横梁包括顶横梁和底横梁； 纵梁包括顶纵梁和底纵 梁； 两个A柱通过第一顶横梁和第一底横梁连接构成封闭矩形A 环； 两个B柱通过第二顶横梁和第二底横梁连接构成封闭矩形B环； 两个D柱通过第 三顶横梁和第 三底横梁连接构 成封闭矩形D环； 所述中横梁的两端分别 连接两个D柱中部内侧， 所述第三顶横梁、 中横梁和第三底横梁平行设置； A环与B环对应的四角位置通过第一顶纵梁和第一底纵梁连接， B环与D环对应的四角位 置通过第二顶纵梁和第二底纵梁连接， 构成封闭空间框架结构。 2.根据权利要求1所述的中轴对称ROPS骨架， 其特征在于， 中横梁高度尺寸Ld和D柱长 度尺寸L的比值为n1， n1的取值为0.45～0.5 5。 3.根据权利要求1所述的中轴对称ROPS骨架， 其特征在于， 中横梁与D柱的截面惯性矩 比值为n2， n2的取值为1.15～1.45 。 4.一种根据权利要求1至3任一项所述的中轴对称ROPS骨架中横梁优化设计方法， 其特 征在于， 包括： 根据ROPS骨架结构， 提取中横梁的长度尺寸W、 立柱的长度尺寸L及中横梁的高度尺寸 Ld， 形成门架式超静定结构力学模型； 根据ROPS试验数据分析得到中横梁高度尺寸Ld能够影响ROPS侧向承载能力， 选定中横 梁高度尺寸Ld作为ROPS骨架结构的设计参数； 根据型材截面惯性矩I是决定力学模型中弯 矩分布的关键因子， 选 定型材截面惯性矩I作为型 材的设计参数； 利用结构力学解析软件解析门架式超静定结构力学模型的弯矩应力值， 得到立柱上最 大弯矩Max(M立柱底， M立柱中)最小时的中横梁高度尺寸Ld， 从而得到中横梁高度尺寸Ld和立柱长 度尺寸L的比值n1； 利用结构力学解析软件解析门架式超静定结构力学模型的弯矩应力值， 得到当中横梁 高度尺寸Ld采用最优高度尺寸且ROPS骨架中横梁和立柱的最大弯矩应力相等时， 中横梁和 立柱的截面惯性矩比值 n2， n2的取值范围为1.15～1.45； 根据所述中横梁高度尺寸Ld和立柱长度尺寸L的比值n1， 得到中横梁最优高度尺寸关系 式； 根据所述中横梁和立柱的截面惯性矩比值 n2， 得到中横梁型 材截面参数设计关系式； 根据所述中横梁最优高度尺寸关系式确定ROPS骨架中横梁高度布置位置， 根据所述中 横梁型材截面参数设计关系式选取中横梁与对应立柱的型 材。 5.根据权利要求4所述的ROPS骨架中横梁优化设计方法， 其特征在于， 所述中横梁的长 度尺寸W取值1.45m～1.6m； 所述 立柱的长度尺寸 L取值1.6 5m～1.9m。 6.根据权利要求4所述的ROPS骨架中横梁优化设计方法， 其特征在于， 所述中横梁最优 高度尺寸关系式为:Ld＝n1·L。 7.根据权利要 求4或6所述的ROPS骨 架中横梁优化设计方法， 其特征在于， n1的取值范围 为0.45～0.5 5。 8.根据权利要求4所述的ROPS骨架中横梁优化设计方法， 其特征在于， 中横梁优化设计 关系式为： I中_横 梁＝n2·I立柱。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186380 A 29.根据权利要求4或8所述的ROPS骨架中横梁优化设计方法， 其特征在于， 所述中横梁 和立柱的截面惯性矩比值 n2的取值为1.15～1.45 。 10.一种工程机械驾驶室， 其特征在于， 包括权利要求1 ‑3任一项所述的中轴对称ROPS 骨架。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186380 A 3