刚性护栏及半刚性护栏与车辆碰撞的安全性模拟

研究汽车与护栏碰撞过程中车辆的理想运动规律和护栏的防撞机理,以提高护栏的耐撞性能.在ls-dyna软件平台中,根据样车的结构参数和高速公路护栏安全性能评价标准,建立了“汽车-乘员-护栏”碰撞耦合系统有限元模型.碰撞仿真结果表明,护栏通过变形吸收了62.2％的动能,起到了很好的导向作用.汽车的驶出角为8.2°,可以有效避免二次事故发生.扩栏的最大横向变形为750mm,假人头部性能指标hpc为508,假人胸部性能指标thpc为25.2mm,假人腿部性能指标fpc为1.15kn,均小于法规规定的标准值,汽车与护栏碰撞时不会对乘员造成严重伤害.

通过hypermesh和ls-dyna等软件,建立汽车碰撞护栏的有限元模型。参照相关的法规,对汽车速度为80km/h、碰撞角为20o的条件下汽车碰撞护栏过程进行安全性分析。乘员风险性主要依据碰撞过程中车辆在特定时间长度内的平均加速度及车辆的速度改变量的大小来衡量。根据仿真出的汽车质心处的加速度曲线及速度曲线对碰撞安全性进行分析,并提出改进方案。

汽车与缆索护栏碰撞是一个极为复杂的力学过程,影响其动力反应的因素很多。碰撞后的护栏系统如横梁、立柱、地基的变形情况以及碰撞车辆的变形、运动轨迹、倾覆等情况也极为复杂,而且有很大的随机性。根据缆索护栏的受力特点,对碰撞过程进行适当的假设,建立车辆与缆索护栏碰撞的简化计算模型,可为高速公路护栏的设计、施工提供借鉴。

针对车辆与护栏的实体碰撞试验难度大、经费高、周期长、数据不易获取的情况,基于ls-dyna有限元软件,在分析实际碰撞试验的基础上,建立了碰撞车辆仿真模型和护栏仿真模型,优化碰撞过程,最终形成了车辆-护栏碰撞仿真模型;同时,与实际试验数据进行对比,分析了误差形成原因。结果表明,仿真模型试验结果与实车试验结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。

护栏是重要的交通安全设施,车辆与公路护栏的侧面碰撞是一个较为复杂的事件.为了弥补实物碰撞实验周期长、研究成本高的不足,采用有限元仿真技术对此进行研究.建立了护栏受侧面碰撞的有限元模型并进行了仿真计算分析.将有限元计算所得加速度结果与相应规范中理论计算值进行比较,二者比较接近.结果表明可应用有限元法进行半刚性波形梁护栏受侧面碰撞仿真模拟,为新型护栏的研究开发缩短周期并节约成本.

研究汽车与护栏碰撞过程中车辆的理想运动规律和护栏的防撞机理,以提高护栏的耐撞性能。在ls-dyna软件平台中,根据样车的结构参数和高速公路护栏安全性能评价标准,建立了"汽车-乘员-护栏"碰撞耦合系统有限元模型。碰撞仿真结果表明,护栏通过变形吸收了62.2%的动能,起到了很好的导向作用。汽车的驶出角为8.2°,可以有效避免二次事故发生。护栏的最大横向变形为750mm,假人头部性能指标hpc为508,假人胸部性能指标thpc为25.2mm,假人腿部性能指标fpc为1.15kn,均小于法规规定的标准值,汽车与护栏碰撞时不会对乘员造成严重伤害。

对标准的路基压实土中圆形护栏立柱与土基的相互作用进行了模拟,在此基础上,基于非线性有限元软件ls-dyna建立了波形梁护栏的有限元模型。在相同的碰撞条件下,对混凝土基础中和土基中护栏的碰撞安全性进行了仿真研究。结果表明,车与土基中护栏碰撞时对乘员造成的伤害值小于车与混凝土基础中护栏碰撞所造成的伤害值。

防撞活动护栏碰撞分析

根据几何等效原理,分别建立了方形和圆形钢管梁半刚性护栏,采用显式非线性有限元分析方法,模拟了汽车碰撞两种钢管梁半刚性护栏的动态响应,对比研究了碰撞过程中两种护栏的最大应力、横向位移和护栏系统及其各部件的吸能特性。结果表明,两种护栏形式都有较好的防护作用,方形钢管梁半刚性护栏的最大位移和最大mises应力较圆形钢管梁半刚性护栏小,但其变形吸能效果明显比圆形钢管梁半刚性护栏的吸能效果差。

汽车护栏碰撞实验室的总体设计

针对地铁车特点进行不锈钢地铁车被动安全设计时难点之一是其端部吸能结构的耐撞性设计。本文依据地铁车体耐撞性设计理念,在车体端部结构中设计整体承载式专用吸能结构。建立头车及中间车车体有限元模型,进行编组列车的碰撞数值仿真。研究结果表明:整体承载式专用吸能结构在撞击过程中发生稳定有序的塑性变形,冲击能量的47%转化为专用吸能结构的塑性变形,表明该车的耐撞性符合设计理念。

针对我国高速公路护栏难以满足不同车型碰撞需求的问题,对高速公路护栏的结构及参数进行研究。采用能量守恒方法,建立车辆骑跨护栏事故数学模型,提出了双条半刚性护栏新型结构;采用均匀设计方法,对交通组成要素和车型外形参数进行分析,确定了双条半刚性护栏的有关参数。研究结果表明:该护栏可有效防止微型车下钻护栏和大型、重型车骑跨护栏等恶性交通事故的发生。

实车与足尺护栏碰撞试验是研究公路护栏安全性最直观和有效的方法,但存在成本高、周期长、重复性差以及检测数据量有限等不足.对轿车与护栏碰撞系统进行有限元建模和仿真,并通过试验验证,主要特征参数具有很高的一致性.根据仿真的结果,能更深层次地分析影响系统安全性的因素,为高速公路护栏的设计、施工、设置以及轿车防撞性能的改进提供有效依据.

第３７卷　第５期 ２０１３年１０月 武汉理工大学学报（交通科学与工程版） ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｗｕｈａｎ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｃｉｅｎｃｅ　＆ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） ｖｏｌ．３７　ｎｏ．５ ｏｃｔ．２０１３ 防撞活动护栏碰撞分析＊ 闫书明 （北京中路安交通科技有限公司　北京　１０００７１） 摘要：为确定几种新型防撞活动护栏安全性能，采用有限元仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合 的技术手段，对几种新型防撞活动护栏进行碰撞分析．结果表明，折叠式活动护栏对小型车辆形成 绊阻，不满足评价标准要求；小客车和大客车碰撞链式混凝土、桁架式和钢管预应力索活动护栏后 均能恢复到正常行驶姿态，小客车车体重心处加速度最大值分别为９．７８，８．８和８．１ｇ，小客车驶 出角度分别为１０．２°，９．８°和１０．

城轨车辆的牵引系统对车辆的各方面运行情况具有较大的影响，是车辆运行中非常重要的系统。本文首先分析城轨车辆牵引系统的安全性设计，然后再提出城轨车辆牵引系统的安全性设计评估方法。

为降低危险路段车辆穿越护栏造成恶性事故的概率,提出特高防撞等级桥梁护栏设计方案,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,对其安全性能进行评价。结果表明,车辆碰撞护栏后能够平稳驶出,并能够恢复到正常行驶姿态,小型车驶出角度为6.6°,大型车驶出角度为4.6°,大货车碰撞护栏动态位移最大值为347mm,小车重心处加速度最大值为16.7g;仿真结果与试验结果相一致,误差在10%以内。可见护栏各项指标均满足评价标准要求,具备630kj防撞能力,可以在实际工程中应用,同时也表明运用仿真方法进行护栏安全评价具有一定的可行性。

碰撞力通过《公路交通安全设施设计规范（jtgd81-2006）》中所提供的碰撞力计算公式计算得到。

凤凰型美观混凝土护栏的实车碰撞试验研究 作者：刘小勇，张颖，liuxiaoyong，zhangying 作者单位：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) 参考文献(11条) 1.方坚宇;张颖;刘小勇凤凰型美观混凝土护栏开发研究[期刊论文]-公路工程2008(06) 2.方坚宇;丛银霞;冯雄辉常吉混凝土桥梁防测翻景观护栏设计[期刊论文]-公路工程2008(06) 3.罗恒常德高速公路新型砼护栏研究数值模拟分析[期刊论文]-公路工程2008(04) 4.刘少源高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究1994 5.张京明;江浩斌汽车工程概论2008 6.余志生汽车理论2000 7.于树平;乔希永高速公路安全护栏试验

依托金塘大桥护栏优化设计及试验检测研究工程,通过理论分析结合实验研究的方法研究分析了桥梁护栏在遭受车辆重大撞击时对桥梁翼缘板的影响。研究结果表明,在目前的交通构成下,85%的车辆撞击事故不会对本桥梁的翼缘板造成损坏。

张涿高速公路卧佛寺连接线 康祁公路ht合同段 k0+000---k45+700 半钢性护栏分项工程 开工报告 河北省荣昌交通实业有限公司 张家口交通工程项目部 二0一0年八月一日 目录 1.分项工程开工报告批复单 2.进场人员报验单 3.进场材料报验单 4.进场机械设备报验单 5.恢复定线和施工放样报验单 6.工程概况及主要工程量 7.施工前期准备 8.施工进度计划 9.主要工程施工技术方案及工艺框图 10.工程质量保证措施及质量保证体系 11.雨季施工安排 12.环境保护及文明施工 13.廉政建设 14.安全生产 分项工程开工申请报告批复单 承包单位：河北省荣昌交通实业有限公司张家口交通工程项目部合同号：ht 监理单位：张家口市路桥工程监理咨询有限责任公司 致：驻地监理工程师 工程项目内容：分项工程 工程范围：半钢性护栏（护栏板） 项目负责

通过建立三维护栏模型、汽车模型、碰撞模型,在不同碰撞角度、不同车速的情况下进行了三维动态碰撞仿真实验,并获得了需要的碰撞分析数据,得出了车辆速度和车辆碰撞角度的大小对安全性的影响评价。

为满足节能与环保的需要，汽车轻量化是一个重要解决方案。该文探讨应用镁合金代替钢作为座椅骨架的可行性，以便改善其强度，并保持其低密度和较高吸振能力。进行原型座椅的台车后碰撞实验和ls—dyna的有限元仿真计算，应用taguchi方法进行三水平正交数值试验，进行了应力分布、加速度等参数的敏感性分析。通过仿真计算与灵敏度分析，得到了影响应力水平的主要设计变量；得到了一款最佳化的镁合金座椅骨架结构设计。结果表明：与常规钢座椅骨架相比较，使用该方法的质量节省可达40％。