ISO 12003-1:2008
(Main)Agricultural and forestry tractors — Roll-over protective structures on narrow-track wheeled tractors — Part 1: Front-mounted ROPS
Agricultural and forestry tractors — Roll-over protective structures on narrow-track wheeled tractors — Part 1: Front-mounted ROPS
ISO 12003-1:2008 specifies procedures for both the static and dynamic testing of roll-over protective structures (ROPS) front-mounted on narrow-track wheeled agricultural and forestry tractors. It defines the clearance zone and acceptance conditions for rigid or tiltable, front, two-post ROPS, including any associated rear fixtures, and is applicable to tractors so equipped having the following characteristics. A ground clearance of not more than 600 mm beneath the lowest points of the front- and rear-axle housings (not considering lower points on the axle differential). A fixed or adjustable minimum track width of one of the two axles of less than 1 150 mm when fitted with the widest specified tyres. A mass greater than 600 kg but less than 3 000 kg, unladen, including the ROPS and tyres of the largest size recommended by the manufacturer.
Tracteurs agricoles et forestiers — Structures de protection contre le retournement (ROPS) pour tracteurs à roues à voie étroite — Partie 1: ROPS montées à l'avant
L'ISO 12003-1:2008 spécifie des modes opératoires d'essai statique et dynamique des structures de protection contre le retournement (ROPS) à deux montants, rigides ou inclinables, montées à l'avant sur les tracteurs agricoles et forestiers à roues à voie étroite, ainsi que la zone de dégagement et les conditions d'acceptation Elle est applicable aux tracteurs ainsi équipés, présentant les caractéristiques suivantes. Garde au sol inférieure ou égale à 600 mm en dessous des points les plus bas de l'essieu avant et arrière, à l'exception des points inférieurs sur le différentiel de l'essieu. Largeur de voie minimale fixe ou réglable de l'un des deux essieux inférieure à 1 150 mm, avec les roues les plus larges spécifiées. Il est entendu que l'essieu monté avec les roues les plus larges est réglé à une largeur de voie inférieure ou égale à 1 150 mm. Il doit être possible de régler la largeur de voie de l'autre essieu de sorte que les bords extrêmes des roues les plus étroites ne dépassent pas les bords extrêmes des roues de l'autre essieu. Lorsque les deux essieux sont équipés de jantes et de roues de même taille, la largeur de voie fixe ou réglable des deux essieux doit être inférieure à 1 150 mm. Masse supérieure à 600 kg mais inférieure à 3 000 kg, à vide, mais en comptant la ROPS et la plus grande taille de pneus recommandée par le constructeur.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12003-1
Second edition
2008-08-01
Agricultural and forestry tractors —
Roll-over protective structures on
narrow-track wheeled tractors —
Part 1:
Front-mounted ROPS
Tracteurs agricoles et forestiers — Structures de protection contre le
retournement (ROPS) pour tracteurs à roues à voie étroite —
Partie 1: ROPS montées à l'avant
Reference number
ISO 12003-1:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 12003-1:2008(E)
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 12003-1:2008(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Symbols.4
5 Preliminary tests.4
5.1 General requirements .4
5.2 Lateral stability test.5
5.3 Non-continuous rolling test.5
6 Tractor and test preparation .6
6.1 Test methods .6
6.2 General rules governing preparation for tests.6
7 Test apparatus and equipment .7
7.1 Apparatus for both dynamic and static testing.7
7.2 Apparatus for dynamic testing .9
7.3 Apparatus for static testing.14
8 Test procedures.14
8.1 General requirements .14
8.2 Test sequence.15
8.3 Rear fixture test procedure.15
8.4 Dynamic (impact) test procedures for front-mounted ROPS.15
8.5 Static test procedures for front-mounted ROPS.18
8.6 Vertical crushing test procedure .19
8.7 Additional crushing tests .20
8.8 Observations during testing .20
9 Seat index point.20
10 Clearance zone .20
10.1 General .20
10.2 Clearance zone for tractors with a non-reversible seat .21
10.3 Clearance zone for tractors with a reversible driving position .22
11 Tolerances.23
12 Acceptance conditions .23
12.1 General requirements .23
12.2 After impact loads .24
12.3 After static horizontal loads .24
12.4 Cold weather embrittlement .25
13 Extension to other models .27
14 Labelling.28
15 Test report.28
Annex A (normative) Requirements for providing resistance to brittle fracture of front-mounted
ROPS at a reduced operation temperature.29
Annex B (normative) Test report for front-mounted ROPS .31
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ISO 12003-1:2008(E)
Annex C (normative) Non-continuous rolling test procedure — Calculation method.40
Bibliography .44
iv © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 12003-1:2008(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 12003-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 23, Tractors and machinery for agriculture and
forestry, Subcommittee SC 2, Common tests.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 12003-1:2002), which has been technically
revised.
ISO 12003 consists of the following parts, under the general title Agricultural and forestry tractors — Roll-over
protective structures on narrow-track wheeled tractors:
⎯ Part 1: Front-mounted ROPS
⎯ Part 2: Rear-mounted ROPS
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ISO 12003-1:2008(E)
Introduction
Testing of roll-over protective structures (ROPS) for narrow-track tractors for agriculture and forestry aims at
minimizing the likelihood of driver injury resulting from accidental overturning during normal operation (e.g.
field work) of the tractor. The strength of the front-mounted ROPS is tested by applying either static or
dynamic (impact) loads to simulate actual loads which may be imposed on the front-mounted ROPS when the
tractor overturns either to the rear or to the side without free fall. The tests allow observations to be made on
the strength of the front-mounted ROPS and the attachment brackets to the tractor and also of the tractor
parts that may be affected by the load imposed on the front-mounted ROPS.
Provision is made to cover both tractors with the conventional forward facing driver's position only and those
with a reversible driver's position, which is in agreement with the relevant OECD test code practice
(Reference [5]). For tractors with a reversible driver's position, a clearance zone is defined to be the combined
clearance zones for the two driving positions.
It is recognized that there may be designs of tractors, e.g. lawn-mowers, and certain forestry machines such
as forwarders, for which this part of ISO 12003 is not appropriate.
[3] [4]
NOTE For regular tractors, see ISO 3463 (dynamic test) and ISO 5700 (static test).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12003-1:2008(E)
Agricultural and forestry tractors — Roll-over protective
structures on narrow-track wheeled tractors —
Part 1:
Front-mounted ROPS
1 Scope
This part of ISO 12003 specifies procedures for both the static and dynamic testing of roll-over protective
structures (ROPS) front-mounted on narrow-track wheeled agricultural and forestry tractors. It defines the
clearance zone and acceptance conditions for rigid or tiltable, front, two-post ROPS, including any associated
rear fixtures, and is applicable to tractors so equipped having the following characteristics.
⎯ A ground clearance of not more than 600 mm beneath the lowest points of the front- and rear-axle
housings (not considering lower points on the axle differential).
⎯ A fixed or adjustable minimum track width of one of the two axles of less than 1 150 mm when fitted with
the widest specified tyres. It is understood that the axle mounted with the wider tyres is set at a track
width of not more than 1 150 mm. It shall be possible to set the track width of the other axle in such a way
that the outer edges of the narrower tyres do not extend beyond the outer edges of the tyres of the other
axle. Where the two axles are fitted with rims and tyres of the same size, the fixed or adjustable track
width of the two axles shall be less than 1 150 mm.
⎯ A mass greater than 600 kg but less than 3 000 kg, unladen, including the ROPS and tyres of the largest
size recommended by the manufacturer.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 630, Structural steels — Plates, wide flats, bars, sections and profiles
ISO 898-1:1999, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts,
screws and studs
ISO 898-2:1992, Mechanical properties of fasteners — Part 2: Nuts with specified proof load values — Coarse
thread
ISO 2408, Steel wire ropes for general purposes — Minimum requirements
ISO 5353, Earth-moving machinery, and tractors and machinery for agriculture and forestry — Seat index
point
© ISO 2008 – All rights reserved 1
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ISO 12003-1:2008(E)
ASTM A370, Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products
1)
ASAE S313.3, Soil Cone Penetrometer
1)
ASAE EP542, Procedures for Using and Reporting Data Obtained with the Soil Cone Penetrometer
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
roll-over protective structure
ROPS
framework protecting drivers of wheeled agricultural and forestry tractors, which minimizes the likelihood of
driver injury resulting from accidental overturning during normal field work
NOTE The ROPS is characterized by the provision of space for a clearance zone, either inside the envelope of the
structure or within a space bounded by a series of straight lines from the outer edges of the structure to any part of the
tractor that might come into contact with the ground; it is capable of supporting the tractor in an overturned position.
3.2
front-mounted ROPS
two-post roll-over protective structure mounted on the tractor in front of the driver and with a reduced
clearance zone
NOTE Compare with rear-mounted ROPS described in ISO 12003-2.
3.3
rear fixture
component such as the rear tyre (measured at its specified smallest diameter), mudguard or other rigid tractor
components, or all of these, or a supplementary fixture of requisite width, height and strength installed behind
the driver's seat, which completes the front-mounted ROPS' clearance zone for strength testing
3.4
tractor mass
mass of the unladen tractor in working order with tanks and radiator full, front-mounted ROPS and any
equipment required for normal use
NOTE The operator, optional ballast weights, additional wheel equipment, and special equipment and tools are not
included.
3.5
reference mass
mass, not less than the tractor mass, selected by the manufacturer for calculation of loading energies and
forces to be applied in the tests
1) American Society of Agricultural Engineers.
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ISO 12003-1:2008(E)
3.6
longitudinal median plane
longitudinal plane of symmetry
zero Y plane
vertical plane Y passing through the mid-points of AB, perpendicular to AB, where, for each wheel, the vertical
plane passing through its axis cuts the mid-plane of the wheel following a straight line ∆ which meets the
supporting surface of the vehicle at one point, and where A and B are two points thus defined which
correspond to two wheels, both of which are either steering or powered wheels, situated respectively at the
two ends of the same real or imaginary axle
See Figure 1.
NOTE 1 “Mid-plane of the wheel” designates the plane equidistant from the inner edges of the rim. In the case of dual
wheels, the straight line ∆ is, in this particular case, the intersection of the mid-plane of the dual wheels and the vertical
plane passing through the axis of the axle pin.
[1]
NOTE 2 Adapted from ISO 612:1978 , Clause 5.
Figure 1 — Longitudinal median plane
3.7
reference plane
vertical plane, generally longitudinal to the tractor and passing through the seat index point and the steering-
wheel centre
NOTE Normally this reference plane coincides with the longitudinal median plane of the tractor.
3.8
wheelbase
horizontal distance between the two vertical planes passing through the rotational centre-lines of the wheels,
where one plane is for the front wheels and the other for the rear wheels
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ISO 12003-1:2008(E)
4 Symbols
See Table 1.
Table 1 — Symbols
Symbol Description Unit
a Ratio of permanent deflection to elastic deflection measured at the point of impact during the mm/mm
dynamic tests
a Half of the horizontal seat adjustment mm
h
a Half of the vertical seat adjustment mm
v
B Minimum overall width of the tractor mm
B Maximum outer width of the front-mounted ROPS mm
b
D Deflection of the front-mounted ROPS at the point of, and in line with, the load application mm
(static test)
'
D Deflection of calculated energy required mm
E Strain energy absorbed; area under F-D curve J
i
E Energy to be absorbed during longitudinal loading J
il
E Energy to be absorbed during side loading J
is
F Static load force N
F Force applied to the rear fixture N
i
'
F Loading force for the calculated energy required N
F Maximum static load force occurring during loading, with the exception of overload N
max
F Vertical crushing force N
v
H Falling height of the pendulum block mm
2
I Moment of inertia about rear axle, whatever the mass of the rear wheels may be kg⋅m
L Tractor reference wheelbase mm
m Tractor mass (see 3.4) kg
m Reference mass (see 3.5) kg
t
NOTE See Annex C for characteristic tractor data symbols used in the calculation of non-continuous rolling.
5 Preliminary tests
CAUTION — Some of the tests specified in this part of ISO 12003 involve the use of processes which
could lead to a hazardous situation.
5.1 General requirements
5.1.1 Front-mounted ROPS may only be applied to tractors that satisfactorily complete both the lateral
stability test and the non-continuous rolling test described in this clause.
5.1.2 The tractor shall be equipped with the front-mounted ROPS fitted in its upright (safety) position.
5.1.3 The tractor shall be equipped with tyres having the greatest diameter indicated by the manufacturer
and the smallest cross-section for tyres of that diameter. The tyres shall not be liquid-ballasted and shall be
inflated to the pressure recommended for field work.
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ISO 12003-1:2008(E)
5.1.4 The rear wheels shall be set to the narrowest track width; the front wheels shall be set as closely as
possible to the same track width. If it is possible to have two front track settings which differ equally from the
narrowest rear track setting, the wider of these two front track settings shall be selected.
5.1.5 All the tractor's tanks shall be filled or the liquids shall be replaced by an equivalent mass in the
corresponding position.
5.1.6 All attachments used in the series production shall be fixed to the tractor in the normal position.
5.2 Lateral stability test
5.2.1 The tractor, prepared as specified above, shall be placed on a horizontal plane so that the tractor
front-axle pivot point or, in the case of an articulated tractor, the horizontal pivot point between the two axles
can move freely.
5.2.2 Using a jack or a hoist, tilt the part of the tractor which is rigidly connected to the axle that bears more
than 50 % of the tractor's weight, while constantly measuring the angle of inclination. This angle shall be at
least 38° at the moment when the tractor is resting in a state of unstable equilibrium with the wheels touching
the ground. Perform the test once with the steering wheel turned to full right lock and once with the steering
wheel turned to full left lock.
5.3 Non-continuous rolling test
5.3.1 General
This test is intended to demonstrate that the front-mounted ROPS, when fitted to the tractor, is capable of
preventing continuous rolling of the tractor in the event of a lateral overturn on a slope with a gradient of 1 in
1,5. Two alternative procedures are provided to demonstrate non-continuous rolling behaviour in subclauses
5.3.2 and 5.3.3. It is necessary to perform only one of these procedures.
5.3.2 Demonstration of non-continuous rolling behaviour by means of the overturning test
5.3.2.1 The overturning test shall be carried out on a test slope at least 4 m long (see Figure 2). The
surface shall be covered with an 18 cm layer of a material that, as measured in accordance with Standards
ASAE S313.3 and ASAE EP542 relating to soil cone penetrometers, has a cone penetration index of:
A = 235 ± 20
CP
or
= 335 ± 20
B
CP
NOTE In the OECD Standard Code 6 and in Standard ASAE S313.3 the symbols for the cone penetration indices are
A and B. These have been modified in this part of ISO 12003 in conformance with rules laid down in ISO/IEC Directives
Part 2.
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ISO 12003-1:2008(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 18 cm layer of material
Figure 2 — Rig for testing anti-roll properties
5.3.2.2 The tractor (prepared as described in 5.1) shall be tilted laterally with zero initial speed. For this
purpose, the tractor is placed at the start of the test slope in such a way that the wheels on the downhill side
rest on the slope and the tractor's median plane is parallel with the contour lines. After striking the surface of
the test slope, the tractor may lift itself from the surface by pivoting about the upper corner of the front-
mounted ROPS, but it shall not roll over. It shall fall back on the side which it first struck.
5.3.3 Demonstration of non-continuous rolling behaviour by calculation
Non-continuous rolling behaviour may also be demonstrated by complying with the requirements of Annex C.
6 Tractor and test preparation
6.1 Test methods
Tests can be performed in accordance with either the dynamic procedure or the static procedure. The two
methods are determined to be equivalent.
6.2 General rules governing preparation for tests
6.2.1 The front-mounted ROPS shall conform to the series production specifications. It shall be attached in
accordance with the manufacturer's recommended method to one of the tractors for which it is designed.
NOTE A complete tractor is not required for the static procedure; however, the front-mounted ROPS and parts of the
tractor to which the front-mounted ROPS is attached represent an operating installation hereafter referred to as the
assembly.
6.2.2 For both the static and dynamic procedures, the tractor as assembled (or the assembly) shall be fitted
with all series production components which may affect the strength of the front-mounted ROPS or which may
be necessary for the strength test.
6.2.3 All components of the tractor or the front-mounted ROPS, including weather protection, shall be
supplied or described on drawings.
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ISO 12003-1:2008(E)
6.2.4 For the strength tests, all removable panels and detachable non-structural components shall be
removed so that they do not contribute to the strength of the front-mounted ROPS.
6.2.5 The track width shall be adjusted so that the front-mounted ROPS will, as far as possible, not be
supported by the tyres during the strength tests. If these tests are conducted according to the static procedure,
the wheels may be removed.
7 Test apparatus and equipment
7.1 Apparatus for both dynamic and static testing
7.1.1 Clearance zone framework
Means to prove that the clearance zone has not been entered during the test: a measuring rig complying with
Figures 10 and 11 can be used.
7.1.2 Apparatus for crushing tests
The crushing tests shall be carried out by means of the elements described in 7.1.2.1 to 7.1.2.3.
7.1.2.1 Means to apply downward force on the front-mounted ROPS, such as that shown in Figure 3,
including a stiff beam with a width of 250 mm.
Key
1 universal pin joints
2 hydraulic cylinder
3 supports
4 crushing beam
a
Direction of force.
Figure 3 — Crushing rig — Example
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ISO 12003-1:2008(E)
7.1.2.2 Equipment to measure total vertical force applied.
7.1.2.3 Suitable axle stands, so that the tractor tyres do not bear the crushing force.
7.1.3 Device to measure elastic deflection
Device to measure elastic deflection, such as that shown in Figure 4, in a horizontal plane that coincides with
the upper limiting surface of the clearance zone.
Key
1 permanent deflection
2 elastic deflection
3 total deflection
4 friction collar
5 horizontal rod attached to ROPS
6 vertical support attached to tractor chassis
Figure 4 — Apparatus for measuring elastic deflection — Example
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ISO 12003-1:2008(E)
7.1.4 Rear hard fixture test rig
A rig to apply a force as shown in Figure 5.
Key
1 simulated ground line
2 supplementary (rear) fixture
Figure 5 — Test force direction
7.2 Apparatus for dynamic testing
7.2.1 Device to strike a blow against the front-mounted ROPS
A pendulum block with mass of 2 000 kg. The pendulum block mass does not include the mass of the chains.
The maximum chain mass shall be 100 kg. The dimensions of the block that shall be suspended from two
chains from pivot points 6 m or more above ground level shall be as shown in Figure 6. The pendulum block
centre of gravity shall coincide with its geometric centre. Means shall be provided for independently adjusting
the height of the pendulum block and the angle between the pendulum block and the supporting chains or
wire rope.
© ISO 2008 – All rights reserved 9
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ISO 12003-1:2008(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 attachment for release mechanism
2 height adjustment
3 impact face
4 hooks to hold spare chain
5 pendulum chains
a
Axis of centre of gravity.
Figure 6 — Illustration of pendulum block
7.2.2 Pendulum supports
The pendulum pivot points shall be rigidly fixed such that their displacement in any direction does not exceed
1 % of the height of fall.
7.2.3 Means of lashing the tractor to the ground
The tractor shall be lashed, by means of steel wire ropes incorporating tensioning devices, to ground rails
preferably spaced approximately 600 mm apart throughout the area immediately below the pivot points and
extending for approximately 9 m along the pendulum block axis and approximately 1 800 mm to either side.
The points of attachment of the lashings shall be approximately 2 000 mm behind the rear axle and 1 500 mm
in front of the front axle. There shall be two lashings on each axle, one on each side of the median plane of
the tractor. The lashings shall be of steel cable of 12,5 mm to 15 mm diameter, with a tensile strength of
1 100 MPa to 1 260 MPa, meeting the requirements of ISO 2408. Details of the lashing means are given in
Figures 7, 8 and 9.
The front and rear wheels are not required to be in line if this is more convenient for attaching appropriate
ropes.
10 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 12003-1:2008(E)
7.2.4 Softwood beam
A softwood beam, of cross-section 150 mm × 150 mm, to restrain the rear wheels when striking from the front
or rear, and to clamp against the side of the front and rear wheels when striking from the side, as shown in
Figures 7, 8 and 9.
m
t
α = u 20°
100
Key
1 two lashings
2 wedging beam
Figure 7 — Lashing for rear impact test — Example
© ISO 2008 – All rights reserved 11
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ISO 12003-1:2008(E)
m
t
α = u 20°
100
Key
1 two lashings
2 wedging beam
Figu
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12003-1
Deuxième édition
2008-08-01
Tracteurs agricoles et forestiers —
Structures de protection contre le
retournement (ROPS) pour tracteurs à
roues à voie étroite —
Partie 1:
ROPS montées à l'avant
Agricultural and forestry tractors — Roll-over protective structures on
narrow-track wheeled tractors —
Part 1: Front-mounted ROPS
Numéro de référence
ISO 12003-1:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 12003-1:2008(F)
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ISO 12003-1:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Symboles.4
5 Essais préliminaires.4
5.1 Exigences générales.4
5.2 Essai de stabilité latérale.5
5.3 Essai de retournement non continu .5
6 Préparation du tracteur et de l'essai .6
6.1 Méthodes d'essai.6
6.2 Règles générales pour la conduite des essais .6
7 Appareillage et équipement d'essai .7
7.1 Appareillage pour les essais dynamiques et statiques.7
7.2 Appareillage pour les essais dynamiques.9
7.3 Appareillage pour les essais statiques.14
8 Modes opératoires d'essai .14
8.1 Exigences générales.14
8.2 Séquence des essais .15
8.3 Mode opératoire d'essai de l'élément arrière .15
8.4 Modes opératoires d'essai (de choc) dynamique des ROPS montées à l'avant .15
8.5 Modes opératoires d'essai statique pour les ROPS montées à l'avant.19
8.6 Mode opératoire d'essai d'écrasement vertical.20
8.7 Essais d'écrasement supplémentaires .20
8.8 Observations pendant les essais .20
9 Point repère du siège.20
10 Zone de dégagement.21
10.1 Généralités .21
10.2 Zone de dégagement pour les tracteurs avec une position de siège non réversible .21
10.3 Zone de dégagement pour tracteurs à poste de conduite réversible.22
11 Tolérances.23
12 Conditions d'acceptation.23
12.1 Exigences générales.23
12.2 Après l'application des charges de choc.24
12.3 Après l'application des charges horizontales statiques .24
12.4 Rupture fragile au froid.25
13 Extension à d'autres modèles de tracteurs .27
14 Étiquetage .28
15 Rapport d'essai.28
Annexe A (normative) Exigences requises pour assurer la résistance à la rupture fragile
des ROPS montées à l'avant lors de travaux à basse température .29
Annexe B (normative) Rapport d'essai de la ROPS montée à l'avant.31
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ISO 12003-1:2008(F)
Annexe C (normative) Mode opératoire d'essai de retournement non continu — Méthode
de calcul.40
Bibliographie .44
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 12003-1:2008(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 12003-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 23, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers,
sous-comité SC 2, Essais communs.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 12003-1:2002), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 12003 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Tracteurs agricoles et
forestiers — Structures de protection contre le retournement (ROPS) pour tracteurs à roues à voie étroite:
⎯ Partie 1: ROPS montées à l'avant
⎯ Partie 2: ROPS montées à l'arrière
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ISO 12003-1:2008(F)
Introduction
L'essai des structures de protection contre le retournement (ROPS, roll-over protective structures) des
tracteurs agricoles et forestiers à roues vise à réduire les risques de blessure du conducteur résultant d'un
renversement accidentel au cours de l'utilisation normale (par exemple travail dans les champs) du tracteur.
La résistance de la structure de protection contre le retournement est contrôlée par l'emploi de charges
statiques ou dynamiques (chocs) et par un essai d'écrasement statique pour simuler les charges réelles qui
peuvent être imposées à la cabine ou au cadre lorsque le tracteur se retourne soit vers l'arrière, soit sur le
côté sans chute libre. Les essais permettent des observations sur la résistance de la structure et des fixations
sur le tracteur, ainsi que sur les éléments du tracteur qui peuvent être affectés par la charge imposée à la
structure.
Des dispositions sont prises pour couvrir aussi bien les tracteurs n'ayant qu'une position possible du poste de
conduite (face à l'avant) et les tracteurs ayant un poste de conduite réversible, conformément aux pratiques
du code d'essai pertinent de l'OCDE (Référence [5]). Pour les tracteurs à poste de conduite réversible, la
zone de dégagement se définit comme étant la combinaison des zones de dégagement correspondant aux
deux positions de conduite.
Il est admis que la présente partie de l'ISO 12003 n'est pas appropriée pour certaines conceptions de
tracteurs, par exemple les tondeuses à gazon et certaines machines forestières telles que les débardeurs.
NOTE Pour les tracteurs normaux, voir l'ISO 3463 (Référence [3], essai dynamique) et l'ISO 5700 (Référence [4],
essai statique).
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NORME INTERNATIONALE ISO 12003-1:2008(F)
Tracteurs agricoles et forestiers — Structures de protection
contre le retournement (ROPS) pour tracteurs à roues à voie
étroite —
Partie 1:
ROPS montées à l'avant
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 12003 spécifie des modes opératoires d'essai statique et dynamique, la zone de
dégagement et les conditions d'acceptation des structures de protection contre le retournement (ROPS) à
deux montants, rigides ou inclinables, montées à l'avant sur les tracteurs agricoles et forestiers à roues à voie
étroite, y compris tout élément arrière associé. Elle est applicable aux tracteurs ainsi équipés, présentant les
caractéristiques suivantes.
⎯ Garde au sol inférieure ou égale à 600 mm, au-dessous des points les plus bas de l'essieu avant et de
l'essieu arrière, à l'exception des points inférieurs sur le différentiel de l'essieu.
⎯ Largeur de voie minimale fixe ou réglable de l'un des deux essieux inférieure à 1 150 mm, avec les roues
les plus larges spécifiées. Il est entendu que l'essieu monté avec les roues les plus larges est réglé à une
largeur de voie inférieure ou égale à 1 150 mm. Il doit être possible de régler la largeur de voie de l'autre
essieu de sorte que les bords extrêmes des roues les plus étroites ne dépassent pas les bords extrêmes
des roues de l'autre essieu. Lorsque les deux essieux sont équipés de jantes et de roues de même taille,
la largeur de voie fixe ou réglable des deux essieux doit être inférieure à 1 150 mm.
⎯ Masse supérieure à 600 kg, mais inférieure à 3 000 kg, à vide, mais en comptant la ROPS et la plus
grande taille de pneus recommandée par le constructeur.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 630, Aciers de construction métallique — Tôles, larges-plats, barres, poutrelles et profilés
ISO 898-1:1999, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier
allié — Partie 1: Vis et goujons
ISO 898-2:1992, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation — Partie 2: Écrous avec charges
d'épreuve spécifiées — Filetages à pas gros
ISO 2408, Câbles en acier pour usages courants — Exigences minimales
ISO 5353, Engins de terrassement, et tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Point repère du siège
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ISO 12003-1:2008(F)
ASTM A370, Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products
1)
ASAE S313.3, Soil Cone Penetrometer
1)
ASAE EP542, Procedures for Using and Reporting Data Obtained with the Soil Cone Penetrometer
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
structure de protection contre le retournement
ROPS
bâti pour la protection des conducteurs de tracteurs agricoles ou forestiers à roues, destiné à réduire les
risques de blessure du conducteur résultant d'un retournement accidentel au cours d'un fonctionnement
normal dans les champs
NOTE La ROPS est caractérisée par l'espace prévu pour la zone de dégagement soit à l'intérieur de l'enveloppe de
la structure, soit à l'intérieur d'un espace défini par une série de lignes droites joignant le bord extérieur de la structure à
n'importe quel élément du tracteur susceptible d'entrer en contact avec le sol et capable de supporter le tracteur dans
cette position, si le tracteur se retourne.
3.2
ROPS montée à l'avant
structure de protection contre le retournement à deux montants, montée sur le tracteur à l'avant du
conducteur et caractérisée par une zone de dégagement réduite
NOTE Comparer à la ROPS montée à l'arrière, définie dans l'ISO 12003-2.
3.3
élément arrière
composant tel que les pneus arrière (mesurés au niveau de leur diamètre le plus petit spécifié), les
garde-boue et/ou autres éléments rigides du tracteur, ou élément supplémentaire d'une largeur, hauteur et
résistance prédéfinies, installés à l'arrière du siège du conducteur et venant compléter la zone de
dégagement de la ROPS montée à l'avant, au cours des modes opératoires d'essai de résistance
3.4
masse du tracteur
masse du tracteur non chargé, en ordre de marche, réservoirs et circuits de refroidissement pleins, équipé de
la ROPS montée à l'avant et de tout équipement nécessaire en utilisation normale
NOTE Le conducteur, les masses de lestage en option, les équipements spéciaux pour roues, les équipements
particuliers et les charges sont exclus.
3.5
masse de référence
masse non inférieure à la masse du tracteur, choisie par le constructeur pour le calcul des énergies de charge
et des forces à mettre en œuvre au cours des essais
1) American Society of Agricultural Engineers.
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ISO 12003-1:2008(F)
3.6
plan longitudinal médian
plan longitudinal de symétrie
plan origine Y
plan vertical Y perpendiculaire au segment AB en son milieu, tel que, pour chaque roue, le plan vertical
contenant l'axe de la roue coupe le plan médian de la roue suivant une droite ∆ qui rencontre le plan d'appui
du véhicule en un point, et tel que A et B sont deux points ainsi définis qui correspondent à deux roues, toutes
deux directrices ou toutes deux motrices, situées respectivement aux deux extrémités d'un même essieu réel
ou fictif
Voir Figure 1.
NOTE 1 Le «plan médian de la roue» désigne le plan équidistant des rebords intérieurs de la jante. Dans le cas
particulier de roues jumelées, la droite ∆ est l'intersection du plan médian des deux roues jumelées et du plan vertical
contenant l'axe de la fusée.
[1]
NOTE 2 Adapté de l'ISO 612:1978 , Article 5.
Figure 1 — Plan longitudinal médian
3.7
plan de référence
plan vertical, généralement longitudinal par rapport au tracteur, passant par le point repère du siège (SIP) et
par le centre du volant de direction
NOTE Il correspond normalement au plan longitudinal médian du tracteur.
3.8
empattement
distance horizontale entre deux plans verticaux passant par les centres des axes de rotation des roues, l'un
des plans correspondant aux roues avant et l'autre aux roues arrière
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4 Symboles
Voir Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Description Unité
Rapport entre la déformation permanente et la déformation élastique, mesurées au point
a mm/mm
de contact durant l'essai dynamique
a Moitié du réglage horizontal du siège mm
h
a Moitié du réglage vertical du siège mm
v
B Largeur hors tout minimale du tracteur mm
B Largeur extérieure maximale de la ROPS montée à l'avant mm
b
Déformation de la ROPS montée à l'avant sur le point d'application de la charge
D mm
et dans l'alignement de celle-ci (essai statique)
D' Déformation de l'énergie calculée requise mm
E Énergie de contrainte absorbée (zone au-dessous de la courbe F-D) J
i
E Énergie devant être absorbée pendant le chargement longitudinal J
il
E Énergie devant être absorbée pendant le chargement latéral J
is
F Force de charge statique N
F Force appliquée à l'élément arrière N
i
F' Force de charge pour l'énergie calculée requise N
Force maximale de charge statique se produisant lors du chargement, à l'exception
F N
max
de la surcharge
F Force verticale d'écrasement N
v
H Hauteur de chute du bloc pendule mm
2
I Moment d'inertie à proximité de l'essieu arrière, quelle que soit la masse de l'essieu arrière kg⋅m
L Empattement de référence du tracteur mm
m Masse du tracteur (voir 3.4) kg
m Masse de référence (voir 3.5) kg
t
NOTE Voir l'Annexe C pour les symboles des caractéristiques du tracteur utilisées pour le calcul du retournement non continu.
5 Essais préliminaires
ATTENTION — Certains des essais spécifiés dans la présente partie de l'ISO 12003 nécessitent
l'utilisation de procédés qui peuvent entraîner des situations dangereuses.
5.1 Exigences générales
5.1.1 Les ROPS montées à l'avant peuvent seulement être utilisées pour des tracteurs qui répondent de
façon satisfaisante aux essais de stabilité latérale et de retournement non continu décrits dans le présent
article.
5.1.2 Le tracteur doit être équipé d'une structure ROPS montée à l'avant, montée en position droite (de
sécurité).
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5.1.3 Les pneus ayant le plus grand diamètre indiqué par le constructeur et la plus petite largeur de pneus
pour ce diamètre doivent être montés sur le tracteur. Les pneus ne doivent pas être lestés avec du liquide; ils
doivent être gonflés à la pression recommandée pour le travail sur le terrain.
5.1.4 Les roues arrière doivent être réglées à la plus petite largeur de voie possible, les roues avant étant
ajustées à une largeur de voie aussi proche que possible de celle des roues arrière. S'il est possible d'avoir
deux réglages pour la largeur de voie à l'avant, de manière égale par rapport au réglage le plus étroit de la
largeur de voie à l'arrière, le plus large de ces deux réglages de largeur de voie à l'avant doit être choisi.
5.1.5 Tous les réservoirs du tracteur doivent être remplis ou remplacés par des masses équivalentes dans
la position correspondante.
5.1.6 Tous les accessoires utilisés en production de série doivent être fixés au tracteur en position normale.
5.2 Essai de stabilité latérale
5.2.1 Le tracteur, préparé comme spécifié ci-dessus, doit être placé sur un plan horizontal avec son essieu
avant, ou, dans le cas d'un tracteur articulé, ses éléments avant et arrière tournant librement autour du pivot
horizontal une fois le tracteur incliné.
5.2.2 En utilisant un vérin ou un treuil, la partie du tracteur comprenant l'essieu qui supporte plus de 50 %
de la masse du tracteur doit être inclinée, tout en mesurant constamment l'angle d'inclinaison. Cet angle doit
être d'au moins 38° lorsque le tracteur atteint l'état d'équilibre instable, les roues touchant le sol. Effectuer
l'essai les roues directrices étant braquées à gauche, puis les roues directrices étant braquées à droite.
5.3 Essai de retournement non continu
5.3.1 Généralités
Cet essai est destiné à vérifier si la ROPS montée à l'avant sur le tracteur peut éviter le retournement continu
du tracteur en cas de retournement latéral sur une pente d'un gradient de 1:1,5. Les paragraphes 5.3.2 et
5.3.3 présentent deux modes opératoires permettant de démontrer le comportement au retournement non
continu. Il est uniquement nécessaire de mettre en œuvre l'un de ces modes opératoires.
5.3.2 Démonstration du comportement au retournement non continu au moyen de l'essai
de retournement
5.3.2.1 L'essai de retournement doit être effectué sur une pente d'essai mesurant au moins 4 m de long
(voir Figure 2). La surface doit être recouverte d'une couche de matériau de 18 cm d'épaisseur qui, mesurée
conformément aux normes ASAE S313.3 et ASAE EP542 relatives aux pénétromètres à cône, a un indice de
pénétration au cône de:
A = 235 ± 20
CP
ou
B = 335 ± 20
CP
NOTE Dans le Code d'essai 6 de l'OCDE et dans la norme ASAE S313.3, les symboles des indices de pénétration
au cône sont A et B. Ceux-ci ont été modifiés dans la présente partie de l'ISO 12003 conformément aux règles données
dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
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ISO 12003-1:2008(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 18 cm de couche de matériau
Figure 2 — Dispositif d'essai des propriétés anti-tonneaux
5.3.2.2 Le tracteur (préparé tel que décrit en 5.1), placé avec deux roues sur l'extrémité supérieure de la
pente, et son axe longitudinal parallèle aux lignes de contour de la pente, doit être incliné latéralement à une
vitesse initiale de zéro. Après avoir heurté la surface de la pente d'essai, le tracteur peut se soulever, en
pivotant autour de l'angle supérieur de la ROPS montée à l'avant, mais ne doit pas se retourner. Il doit
retomber sur le côté ayant heurté la pente en premier.
5.3.3 Démonstration du comportement au retournement non continu par calculs
Le comportement au retournement non continu peut également être démontré en satisfaisant aux exigences
de l'Annexe C.
6 Préparation du tracteur et de l'essai
6.1 Méthodes d'essai
Les essais peuvent être réalisés conformément à la méthode dynamique ou à la méthode statique, les deux
méthodes étant équivalentes.
6.2 Règles générales pour la conduite des essais
6.2.1 La ROPS montée à l'avant doit être conforme aux spécifications de production de série. Elle doit être
fixée conformément à la méthode recommandée par le constructeur à l'un des tracteurs pour lesquels elle est
conçue.
NOTE Un tracteur complet n'est pas nécessaire pour le mode opératoire d'essai statique. Toutefois, la ROPS
montée à l'avant et les éléments du tracteur à laquelle elle est fixée représentent une installation de fonctionnement,
désignée dans la présente partie de l'ISO 12003 par «assemblage».
6.2.2 Pour les méthodes statique et dynamique, le tracteur (ou l'assemblage) doit être équipé de tous les
composants de production en série susceptibles d'affecter la résistance de la ROPS montée à l'avant ou
pouvant s'avérer nécessaires pour ce mode opératoire d'essai de résistance.
6 © ISO 2008 – Tous droits réservés
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6.2.3 Tous les composants du tracteur ou la ROPS montée à l'avant, y compris les composants de
protection contre les intempéries, doivent être fournis ou décrits par des dessins.
6.2.4 Pour les besoins des essais de résistance, tous les panneaux et tous les composants amovibles ne
faisant pas partie intégrante de la structure doivent être enlevés, afin qu'ils ne puissent pas contribuer à
renforcer la solidité de la ROPS montée à l'avant.
6.2.5 La largeur de voie doit être réglée de sorte que la ROPS montée à l'avant repose le moins possible
sur les pneus pendant les essais de résistance. Si ces essais sont effectués conformément au mode
opératoire statique, les roues peuvent être démontées.
7 Appareillage et équipement d'essai
7.1 Appareillage pour les essais dynamiques et statiques
7.1.1 Montage pour la zone de dégagement
Moyens pour démontrer que la zone de dégagement n'a pas été pénétrée pendant l'essai. Un montage de
mesurage conforme aux Figures 10 et 11 peut être utilisé.
7.1.2 Appareillage pour les essais d'écrasement
Les essais d'écrasement doivent être réalisés au moyen des éléments décrits en 7.1.2.1 à 7.1.2.3.
7.1.2.1 Dispositif pour l'application d'une force vers le bas sur la ROPS montée à l'avant, tel que celui
montré à la Figure 3, comprenant une poutre rigide de largeur 250 mm.
Légende
1 joints universels
2 vérin hydraulique
3 supports
4 poutre d'écrasement
a
Direction de la force.
Figure 3 — Dispositif pour l'essai d'écrasement — Exemple
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7.1.2.2 Équipement de mesure de la force totale verticale appliquée.
7.1.2.3 Des supports d'essieux appropriés, de manière que les pneumatiques du tracteur ne supportent
pas la force d'écrasement.
7.1.3 Dispositif de mesurage de la déformation élastique
Dispositif de mesurage de la déformation élastique, tel que celui montré à la Figure 4, dans un plan horizontal
qui coïncide avec la surface limite supérieure de la zone de dégagement.
Légende
1 déformation permanente
2 déformation élastique
3 déformation totale
4 bague mobile à frottement doux
5 tige horizontale attachée à la ROPS
6 support vertical attaché au châssis du tracteur
Figure 4 — Dispositif pour le mesurage de la déformation élastique — Exemple
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7.1.4 Structure pour l'essai d'un élément arrière rigide
Une structure pour appliquer une force est présentée à la Figure 5.
Légende
1 niveau du sol simulé
2 élément complémentaire (arrière)
Figure 5 — Direction de la force d'essai
7.2 Appareillage pour les essais dynamiques
7.2.1 Dispositif pour réaliser un impact contre la ROPS montée à l'avant
Un bloc pendule de 2 000 kg. La masse du pendule ne comprend pas la masse des chaînes. La masse
maximale des chaînes doit être de 100 kg. Les dimensions du bloc pendule, qui doit être suspendu par deux
chaînes à des pivots d'ancrage situés à 6 m ou plus au-dessus du niveau du sol, doivent être celles indiquées
à la Figure 6. Le centre de gravité du bloc pendule d
...
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