半刚性波形梁护栏受侧面碰撞的有限元仿真

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.     

波形梁护栏结构参数对防撞性能的影响

护栏板和立柱是波形梁护栏的主要组成结构,为分析结构参数的变化对波形梁护栏防撞性能的影响,基于动态显式有限元法和LS-DYNA软件,建立了车辆-护栏碰撞动力学模型,以护栏板厚度和立柱厚度为设计变量,每个设计变量考虑4个水平,对8组不同结构参数组合的波形梁护栏进行汽车碰撞仿真试验,并对各工况计算结果进行分析。结果表明:板厚度为3.5mm、立柱厚度为4.5mm的组合和板及立柱厚度均为4.0mm的组合满足护栏防撞性能要求,与现行规范中波形梁护栏相比,二者在材料费用上分别节省12.5%和11.2%。     

汽车冲击防撞护栏运动响应计算机仿真

建撞立考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的汽车－钢筋混凝土防撞护栏连续系统的计算模型。利用计算机仿真模拟汽车冲撞钢筋混凝土护栏的全过程，给出汽车冲撞过程中的行车轨迹、减加速度响应以及钢筋混凝土护栏所受冲击力的形式与大小等。在汽车碰撞钢筋混凝土护力学运动模型基础上对辽宁省铁岭市马式堡公路大桥的防撞护栏进行了设计。     

混凝土结构道路护栏设计计算方法

为了研究我国混凝土结构道路护栏的设计计算方法,通过研究冲击荷载对混凝土结构护栏的动力作用过程,建立车辆撞击护栏的冲撞模型,获得撞击过程的碰撞力及其分布长度.应用运动学原理导出碰撞力的分布形式为1/4余弦曲线式.基于能量原理,通过建立车辆撞击混凝土护栏板的塑性变形屈服线,确定碰撞作用下混凝土结构道路护栏的抗冲击能力的计算方法.该方法与依据现行美国规范设计方法和我国有关规范方法所得的计算结果对比表明,在同一工况下新方法配筋明显小于另外2方法,计算过程更符合实际碰撞情况,可以为我国制定有关道路护栏设计规范提供技术参考.     

新型柔性护栏端头结构的拓扑优化

为了研发出一种能够满足我国新法规的新型柔性护栏端头,根据国内新出台的评价标准,利用汽车-护栏有限元模型仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合的方法,并结合元胞自动机的拓扑优化方法,展开对客车碰撞条件下的新型柔性护栏端头结构拓扑优化分析。利用耐撞性拓扑优化方法,对新型柔性护栏端头设计区域进行5种不同工况下的拓扑优化分析,并得出新型柔性护栏端头结构拓扑构型;最后,利用仿真软件针对所提取的"四角弧度"端头拓扑构型进行仿真验证分析。分析结果表明:收敛构型与原构型的质量分数比为0.3的端头拓扑构型能够有效避免现有柔性护栏端头由于强度过高以致车体发生绊阻和乘员加速度过大以及翻车事故的发生,车体X、Y、Z轴的最大加速度分别为11.0、0.38、4.0g,均小于评定标准的20g,满足碰撞安全性标准要求,可为公路护栏提供足够约束力,保证公路护栏的正常防护能力。     

钢-混组合护栏的力学模型及仿真分析

针对汽车与钢-混组合护栏碰撞过程中汽车和混凝土共同变形,建立汽车与钢-混组合护栏碰撞的计算模型,并用有限元通用显式程序LS-DYNA对碰撞运动进行数值仿真分析.在分析组合护栏中各组件在碰撞中的作用的基础上对组合护栏的抗撞能力进行综合评价.因钢-混组合护栏中钢结构能够在碰撞中吸收较多的能量,所以组合护栏的防撞能力得到很大的提高.仿真分析结果证明组合护栏防撞能力相对其他类型的护栏具有较大的优势.该研究为新型防撞护栏的设计提供了新的方法.     

汽车碰撞波形梁半刚性护栏的简化计算

应用Newmark β法,对汽车碰撞半刚性护栏进行简化计算,解决碰撞过程中的非线性问题.分别对不考虑汽车转动和考虑汽车转动建立了简化模型,对汽车碰撞护栏进行时程分析.通过与LS-DYNA有限元模拟结果对比表明,考虑汽车转动的简化计算方法能较准确地对碰撞过程进行时程分析,帮助护栏设计人员更清楚了解碰撞过程和碰撞作用机理,有利于护栏的优化设计.     

有限元法在汽车与护栏碰撞中的应用

护栏是重要的交通安全设施 ,汽车与公路护栏的碰撞是极其复杂的事件 ,涉及到人、车、护栏三方面的因素。模拟技术代替实物实验进行研究 ,可以弥补实验周期长、参数测量困难、实验成本高的不足。建立汽车与护栏的有限元模型并加以分析 ,然后与实际碰撞中的应力、应变、汽车和护栏的变形情况以及加速度进行比较 ,结果表明二者相当接近 ,所以有限元法可以用来模拟实物碰撞实验 ,指导护栏的设计 ,节省实物碰撞实验所需的大量时间和费用 ,为新型护栏的开发研究奠定基础。     

客车与半刚性双波梁护栏碰撞过程的研究

针对高速公路上客车与路侧防护栏的碰撞问题,建立某大型客车有限元模型和常见现行道路上的Q235双波梁钢护栏的有限元模型,采用Dyna求解器,研究车速为80 km/h、碰撞角为20°时,客车-护栏碰撞系统的动态响应过程.结果表明,双波梁护栏对客车的防护作用较差,虽可在一定程度上校正失控车辆,但客车最终会跨越护栏;客车前下端变形严重,但不会侵入乘员生存空间;护栏在碰撞过程中吸收的内能占车辆初始总动能的50%以上,可有效减缓汽车速度,降低道路交通事故的严重程度.     

单坡面混凝土护栏碰撞分析

为了解某单坡面混凝土护栏防撞能力和防护机理,运用有限元仿真方法和试验方法进行碰撞分析,结果证明,该单坡面混凝土护栏能防护速度为80 km/h的14 t大客车以20°的碰撞,各项指标满足防撞性能指标要求,具有400 kJ防撞能力;通过使车辆爬升和倾斜来吸收车辆动能和增加碰撞缓冲时间是单坡面混凝土护栏有效防护的一个重要机理;仿真结果和试验结果相吻合,表明运用仿真方法评价护栏安全性能具备一定可行性.研究结果为单坡面混凝土护栏的实际应用提供数据支持,为运用有限元动态仿真评价护栏安全性能方法的可靠性研究提供例证.     

有限元法在汽车与护栏碰撞中的应用

护栏是重要的交通安全设施，汽车与公路护栏的碰撞是极其复杂的事件，涉及到人、车、护栏三方面的因素。模拟技术代替实物实验进行研究，可以弥补实验周期长、参数测量困难、实验成本高的不足。建立汽车与护栏的有限元模型并加以分析，然后与实际碰撞中的应力、应变、汽车和护栏的变形情况以及加速度进行比较，结果表明二者相当接近，所以有限元法可以用来模拟实物碰撞实验，指导护栏的设计，节省实物碰撞实验所需的大量时间和费用，为新型护栏的开发研究奠定基础。     

高速公路新型波形梁护栏端头实车碰撞性能研究

车辆碰撞现有的波形梁护栏端头易发生波形梁板插入车体和翻车的恶性事故,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的方法,开发出一种满足使用要求的新型波形梁护栏端头.通过有限元分析研究端头各构件的工作性能和原理,确定实车足尺碰撞试验条件,并进行结构优化;实车足尺碰撞试验验证开发的新型波形梁护栏端头能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生,保护乘员安全,同时能够为标准段护栏提供足够约束力,保证标准段护栏的正常防护能力,满足相关评价标准的要求.     

汽车——护栏碰撞过程的仿真研究

运用计算机仿真技术，对汽车与弹性护栏的碰撞过程进行了仿真分析，用欧拉法和拉格朗日法建立了汽车三维运动分析模型，确定了汽车对护栏的碰撞模型，建立了弹性护栏数学模型分析弹性护栏的特性，并提出了弹性护栏受力后，其变形和内力的算法，最后给出了应用实例。     

基于Hypermesh/Ls-Dyna的油桶拦挡安全性能与适用条件研究

为了规范农村公路上应用较为普遍的、但本身并没有经历过防护能力验证的油桶拦挡的用法,需对其安全性能及适用条件进行深入分析。基于最新的JTG 05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》要求,应用Hypermesh软件建立汽车-拦挡碰撞的有限元模型,并在LS-DYNA环境下进行计算机仿真碰撞分析,根据分析结果来研究其安全性能和适用条件。结果表明:油桶拦挡的阻挡功能和缓冲功能满足C级防护标准的要求,导向功能不满足规范要求,其安全性能不满足规范要求;油桶拦挡宜做警示墩使用,以警示作用为主。     

汽车冲击防撞护栏的运动响应分析

对防撞护栏与汽车工作特性以及防撞护栏的结构进行分析，并分析现有计算冲击力的原理和方法，建立考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的汽车－钢筋混凝土防撞护栏连续系统的力学计算模型，确定车辆和防撞所栏系统动力方程，求解碰撞力的大不，给出在汽车冲撞过程中的减加速度 应以及护栏所受冲击力的计算表达式，以解放CA105B型汽车冲击钢筋混凝土护栏为例求解碰撞力，并与实车碰撞结果进行比较和分析，对改善我国公路桥梁防撞护栏结构及合理设计新型防撞护栏提供了重要的依据。     

汽车－护栏碰撞模型及仿真分析软件的研究

汽车－护栏碰撞模型及仿真分析软件的研究由冯联杰、周一鸣等老师合作研究的“汽车－护栏碰撞模型及仿真分析软件的研究”课题，于１９９５年１月９日在我院通过湖北省教育委员会主持的鉴定。本课题在理论上对汽车和护栏进行了系统深入的研究，提出了具有１１个自由度的三...     

轿车与公路护栏碰撞的有限元仿真

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.     

高速公路新型波形梁护栏端头实车碰撞性能研究

车辆碰撞现有的波形梁护栏端头易发生波形梁板插入车体和翻车的恶性事故,采用有限元仿真和实车足尺碰撞试验相结合的方法,开发出一种满足使用要求的新型波形梁护栏端头．通过有限元分析研究端头各构件的工作性能和原理,确定实车足尺碰撞试验条件,并进行结构优化;实车足尺碰撞试验验证开发的新型波形梁护栏端头能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生,保护乘员安全,同时能够为标准段护栏提供足够约束力,保证标准段护栏的正常防护能力,满足相关评价标准的要求。     

新型可导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重程度,根据事故形态和国内外相关标准,提出可导向防撞垫的碰撞试验条件与评价标准,采用有限元仿真和碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种新型可导向防撞垫结构.结果表明,开发的防撞垫能防护1.5 t的小型车辆以60 km/h速度正面碰撞和100 km/h速度侧面碰撞,车体碰撞方向加速度最大值分别为10.7g和16.1g,车辆姿态良好,对乘员形成安全保护;仿真结果和试验结果一致,误差在10%以内.     

船桥碰撞动力学过程的非线性数值模拟

为了确定船舶对桥墩碰撞力的大小,提出了基于非线性有限元分析技术的船舶和桥梁碰撞作用的动力全过程模拟方法.通过建立全船有限元模型并细化首部结构,考虑周围流场的作用,对强非线性的碰撞过程进行模拟.同时考虑了船舶吨位、碰撞初速度、碰撞位置、桥墩截面形式与尺寸等因素的影响,将不同吨位的计算结果和规范及经验公式进行了比较.结果表明,显式瞬态非线性有限元分析技术可以对船桥碰撞过程进行成功模拟;AASHTO公式适用于小吨位船舶的低速碰撞,修正的Wosin公式适用于大吨位船舶高速碰撞;船舶速度和吨位对最大碰撞力的影响最显著,碰撞的部位和桥墩截面形状影响次之,桥墩截面尺寸影响非常微弱.该方法可以有效地解决桥梁设计过程中碰撞力取值问题.