剛性護(hù)欄及半剛性護(hù)欄與車輛碰撞的安全性模擬

研究汽車與護(hù)欄碰撞過程中車輛的理想運動規(guī)律和護(hù)欄的防撞機(jī)理,以提高護(hù)欄的耐撞性能.在ls-dyna軟件平臺中,根據(jù)樣車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和高速公路護(hù)欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn),建立了“汽車-乘員-護(hù)欄”碰撞耦合系統(tǒng)有限元模型.碰撞仿真結(jié)果表明,護(hù)欄通過變形吸收了62.2％的動能,起到了很好的導(dǎo)向作用.汽車的駛出角為8.2°,可以有效避免二次事故發(fā)生.擴(kuò)欄的最大橫向變形為750mm,假人頭部性能指標(biāo)hpc為508,假人胸部性能指標(biāo)thpc為25.2mm,假人腿部性能指標(biāo)fpc為1.15kn,均小于法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,汽車與護(hù)欄碰撞時不會對乘員造成嚴(yán)重傷害.

通過hypermesh和ls-dyna等軟件,建立汽車碰撞護(hù)欄的有限元模型。參照相關(guān)的法規(guī),對汽車速度為80km/h、碰撞角為20o的條件下汽車碰撞護(hù)欄過程進(jìn)行安全性分析。乘員風(fēng)險性主要依據(jù)碰撞過程中車輛在特定時間長度內(nèi)的平均加速度及車輛的速度改變量的大小來衡量。根據(jù)仿真出的汽車質(zhì)心處的加速度曲線及速度曲線對碰撞安全性進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)方案。

汽車與纜索護(hù)欄碰撞是一個極為復(fù)雜的力學(xué)過程,影響其動力反應(yīng)的因素很多。碰撞后的護(hù)欄系統(tǒng)如橫梁、立柱、地基的變形情況以及碰撞車輛的變形、運動軌跡、傾覆等情況也極為復(fù)雜,而且有很大的隨機(jī)性。根據(jù)纜索護(hù)欄的受力特點,對碰撞過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立車輛與纜索護(hù)欄碰撞的簡化計算模型,可為高速公路護(hù)欄的設(shè)計、施工提供借鑒。

針對車輛與護(hù)欄的實體碰撞試驗難度大、經(jīng)費高、周期長、數(shù)據(jù)不易獲取的情況,基于ls-dyna有限元軟件,在分析實際碰撞試驗的基礎(chǔ)上,建立了碰撞車輛仿真模型和護(hù)欄仿真模型,優(yōu)化碰撞過程,最終形成了車輛-護(hù)欄碰撞仿真模型;同時,與實際試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,分析了誤差形成原因。結(jié)果表明,仿真模型試驗結(jié)果與實車試驗結(jié)果基本一致,驗證了仿真模型的正確性。

護(hù)欄是重要的交通安全設(shè)施,車輛與公路護(hù)欄的側(cè)面碰撞是一個較為復(fù)雜的事件.為了彌補(bǔ)實物碰撞實驗周期長、研究成本高的不足,采用有限元仿真技術(shù)對此進(jìn)行研究.建立了護(hù)欄受側(cè)面碰撞的有限元模型并進(jìn)行了仿真計算分析.將有限元計算所得加速度結(jié)果與相應(yīng)規(guī)范中理論計算值進(jìn)行比較,二者比較接近.結(jié)果表明可應(yīng)用有限元法進(jìn)行半剛性波形梁護(hù)欄受側(cè)面碰撞仿真模擬,為新型護(hù)欄的研究開發(fā)縮短周期并節(jié)約成本.

研究汽車與護(hù)欄碰撞過程中車輛的理想運動規(guī)律和護(hù)欄的防撞機(jī)理,以提高護(hù)欄的耐撞性能。在ls-dyna軟件平臺中,根據(jù)樣車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和高速公路護(hù)欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn),建立了"汽車-乘員-護(hù)欄"碰撞耦合系統(tǒng)有限元模型。碰撞仿真結(jié)果表明,護(hù)欄通過變形吸收了62.2%的動能,起到了很好的導(dǎo)向作用。汽車的駛出角為8.2°,可以有效避免二次事故發(fā)生。護(hù)欄的最大橫向變形為750mm,假人頭部性能指標(biāo)hpc為508,假人胸部性能指標(biāo)thpc為25.2mm,假人腿部性能指標(biāo)fpc為1.15kn,均小于法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,汽車與護(hù)欄碰撞時不會對乘員造成嚴(yán)重傷害。

對標(biāo)準(zhǔn)的路基壓實土中圓形護(hù)欄立柱與土基的相互作用進(jìn)行了模擬,在此基礎(chǔ)上,基于非線性有限元軟件ls-dyna建立了波形梁護(hù)欄的有限元模型。在相同的碰撞條件下,對混凝土基礎(chǔ)中和土基中護(hù)欄的碰撞安全性進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明,車與土基中護(hù)欄碰撞時對乘員造成的傷害值小于車與混凝土基礎(chǔ)中護(hù)欄碰撞所造成的傷害值。

防撞活動護(hù)欄碰撞分析

根據(jù)幾何等效原理,分別建立了方形和圓形鋼管梁半剛性護(hù)欄,采用顯式非線性有限元分析方法,模擬了汽車碰撞兩種鋼管梁半剛性護(hù)欄的動態(tài)響應(yīng),對比研究了碰撞過程中兩種護(hù)欄的最大應(yīng)力、橫向位移和護(hù)欄系統(tǒng)及其各部件的吸能特性。結(jié)果表明,兩種護(hù)欄形式都有較好的防護(hù)作用,方形鋼管梁半剛性護(hù)欄的最大位移和最大mises應(yīng)力較圓形鋼管梁半剛性護(hù)欄小,但其變形吸能效果明顯比圓形鋼管梁半剛性護(hù)欄的吸能效果差。

汽車護(hù)欄碰撞實驗室的總體設(shè)計

針對地鐵車特點進(jìn)行不銹鋼地鐵車被動安全設(shè)計時難點之一是其端部吸能結(jié)構(gòu)的耐撞性設(shè)計。本文依據(jù)地鐵車體耐撞性設(shè)計理念,在車體端部結(jié)構(gòu)中設(shè)計整體承載式專用吸能結(jié)構(gòu)。建立頭車及中間車車體有限元模型,進(jìn)行編組列車的碰撞數(shù)值仿真。研究結(jié)果表明:整體承載式專用吸能結(jié)構(gòu)在撞擊過程中發(fā)生穩(wěn)定有序的塑性變形,沖擊能量的47%轉(zhuǎn)化為專用吸能結(jié)構(gòu)的塑性變形,表明該車的耐撞性符合設(shè)計理念。

針對我國高速公路護(hù)欄難以滿足不同車型碰撞需求的問題,對高速公路護(hù)欄的結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行研究。采用能量守恒方法,建立車輛騎跨護(hù)欄事故數(shù)學(xué)模型,提出了雙條半剛性護(hù)欄新型結(jié)構(gòu);采用均勻設(shè)計方法,對交通組成要素和車型外形參數(shù)進(jìn)行分析,確定了雙條半剛性護(hù)欄的有關(guān)參數(shù)。研究結(jié)果表明:該護(hù)欄可有效防止微型車下鉆護(hù)欄和大型、重型車騎跨護(hù)欄等惡性交通事故的發(fā)生。

實車與足尺護(hù)欄碰撞試驗是研究公路護(hù)欄安全性最直觀和有效的方法,但存在成本高、周期長、重復(fù)性差以及檢測數(shù)據(jù)量有限等不足.對轎車與護(hù)欄碰撞系統(tǒng)進(jìn)行有限元建模和仿真,并通過試驗驗證,主要特征參數(shù)具有很高的一致性.根據(jù)仿真的結(jié)果,能更深層次地分析影響系統(tǒng)安全性的因素,為高速公路護(hù)欄的設(shè)計、施工、設(shè)置以及轎車防撞性能的改進(jìn)提供有效依據(jù).

第３７卷　第５期 ２０１３年１０月 武漢理工大學(xué)學(xué)報（交通科學(xué)與工程版） ｊｏｕｒｎａｌ?。铮妗。鳎酰瑁幔睢。酰睿椋觯澹颍螅椋簦。铮妗。簦澹悖瑁睿铮欤铮纾鵟n（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?。螅悖椋澹睿悖濉。Γ澹睿纾椋睿澹澹颍椋睿纾‐nｖｏｌ．３７?。睿铮礬nｏｃｔ．２０１３ 防撞活動護(hù)欄碰撞分析＊ 閆書明 （北京中路安交通科技有限公司　北京　１０００７１） 摘要：為確定幾種新型防撞活動護(hù)欄安全性能，采用有限元仿真分析和實車足尺碰撞試驗相結(jié)合 的技術(shù)手段，對幾種新型防撞活動護(hù)欄進(jìn)行碰撞分析．結(jié)果表明，折疊式活動護(hù)欄對小型車輛形成 絆阻，不滿足評價標(biāo)準(zhǔn)要求；小客車和大客車碰撞鏈?zhǔn)交炷?、桁架式和鋼管預(yù)應(yīng)力索活動護(hù)欄后 均能恢復(fù)到正常行駛姿態(tài)，小客車車體重心處加速度最大值分別為９．７８，８．８和８．１ｇ，小客車駛 出角度分別為１０．２°，９．８°和１０．

城軌車輛的牽引系統(tǒng)對車輛的各方面運行情況具有較大的影響，是車輛運行中非常重要的系統(tǒng)。本文首先分析城軌車輛牽引系統(tǒng)的安全性設(shè)計，然后再提出城軌車輛牽引系統(tǒng)的安全性設(shè)計評估方法。

為降低危險路段車輛穿越護(hù)欄造成惡性事故的概率,提出特高防撞等級橋梁護(hù)欄設(shè)計方案,采用有限元仿真和實車足尺碰撞試驗相結(jié)合的技術(shù)手段,對其安全性能進(jìn)行評價。結(jié)果表明,車輛碰撞護(hù)欄后能夠平穩(wěn)駛出,并能夠恢復(fù)到正常行駛姿態(tài),小型車駛出角度為6.6°,大型車駛出角度為4.6°,大貨車碰撞護(hù)欄動態(tài)位移最大值為347mm,小車重心處加速度最大值為16.7g;仿真結(jié)果與試驗結(jié)果相一致,誤差在10%以內(nèi)?？梢娮o(hù)欄各項指標(biāo)均滿足評價標(biāo)準(zhǔn)要求,具備630kj防撞能力,可以在實際工程中應(yīng)用,同時也表明運用仿真方法進(jìn)行護(hù)欄安全評價具有一定的可行性。

碰撞力通過《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范（jtgd81-2006）》中所提供的碰撞力計算公式計算得到。

鳳凰型美觀混凝土護(hù)欄的實車碰撞試驗研究 作者：劉小勇，張穎，liuxiaoyong，zhangying 作者單位：北京中路安交通科技有限公司,北京,100071 刊名：公路工程 英文刊名：highwayengineering 年，卷(期)：2010,35(3) 參考文獻(xiàn)(11條) 1.方堅宇;張穎;劉小勇鳳凰型美觀混凝土護(hù)欄開發(fā)研究[期刊論文]-公路工程2008(06) 2.方堅宇;叢銀霞;馮雄輝常吉混凝土橋梁防測翻景觀護(hù)欄設(shè)計[期刊論文]-公路工程2008(06) 3.羅恒常德高速公路新型砼護(hù)欄研究數(shù)值模擬分析[期刊論文]-公路工程2008(04) 4.劉少源高速公路汽車與護(hù)欄碰撞的動力特性研究1994 5.張京明;江浩斌汽車工程概論2008 6.余志生汽車?yán)碚?000 7.于樹平;喬希永高速公路安全護(hù)欄試驗

依托金塘大橋護(hù)欄優(yōu)化設(shè)計及試驗檢測研究工程,通過理論分析結(jié)合實驗研究的方法研究分析了橋梁護(hù)欄在遭受車輛重大撞擊時對橋梁翼緣板的影響。研究結(jié)果表明,在目前的交通構(gòu)成下,85%的車輛撞擊事故不會對本橋梁的翼緣板造成損壞。

張涿高速公路臥佛寺連接線 康祁公路ht合同段 k0+000---k45+700 半鋼性護(hù)欄分項工程 開工報告 河北省榮昌交通實業(yè)有限公司 張家口交通工程項目部 二0一0年八月一日 目錄 1.分項工程開工報告批復(fù)單 2.進(jìn)場人員報驗單 3.進(jìn)場材料報驗單 4.進(jìn)場機(jī)械設(shè)備報驗單 5.恢復(fù)定線和施工放樣報驗單 6.工程概況及主要工程量 7.施工前期準(zhǔn)備 8.施工進(jìn)度計劃 9.主要工程施工技術(shù)方案及工藝框圖 10.工程質(zhì)量保證措施及質(zhì)量保證體系 11.雨季施工安排 12.環(huán)境保護(hù)及文明施工 13.廉政建設(shè) 14.安全生產(chǎn) 分項工程開工申請報告批復(fù)單 承包單位：河北省榮昌交通實業(yè)有限公司張家口交通工程項目部合同號：ht 監(jiān)理單位：張家口市路橋工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司 致：駐地監(jiān)理工程師 工程項目內(nèi)容：分項工程 工程范圍：半鋼性護(hù)欄（護(hù)欄板） 項目負(fù)責(zé)

通過建立三維護(hù)欄模型、汽車模型、碰撞模型,在不同碰撞角度、不同車速的情況下進(jìn)行了三維動態(tài)碰撞仿真實驗,并獲得了需要的碰撞分析數(shù)據(jù),得出了車輛速度和車輛碰撞角度的大小對安全性的影響評價。

為滿足節(jié)能與環(huán)保的需要，汽車輕量化是一個重要解決方案。該文探討應(yīng)用鎂合金代替鋼作為座椅骨架的可行性，以便改善其強(qiáng)度，并保持其低密度和較高吸振能力。進(jìn)行原型座椅的臺車后碰撞實驗和ls—dyna的有限元仿真計算，應(yīng)用taguchi方法進(jìn)行三水平正交數(shù)值試驗，進(jìn)行了應(yīng)力分布、加速度等參數(shù)的敏感性分析。通過仿真計算與靈敏度分析，得到了影響應(yīng)力水平的主要設(shè)計變量；得到了一款最佳化的鎂合金座椅骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)果表明：與常規(guī)鋼座椅骨架相比較，使用該方法的質(zhì)量節(jié)省可達(dá)40％。