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.     

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%。     

波形梁护栏受侧面碰撞过程中的能量转换分析

波形梁护栏在受侧面碰撞时吸收碰撞能量的能力是衡量其安全性能的一项重要指标,为减小此碰撞事故造成的灾害损失程度,需对波形梁护栏在受侧面碰撞时的吸能能力进行研究分析.采用LS-DYNA动力学分析方法,对波形梁护栏在受侧面碰撞过程中的能量转换进行了对比分析,得出四种工况下碰撞能量的变化曲线,结果表明现有波形梁护栏的吸能能力尚有一定的提升空间,为进一步优化设计提供参考.     

波形梁护栏受侧而碰撞过程中的能量转换分析

波形梁护栏在受侧面碰撞时吸收碰撞能量的能力是衡量其安全性能的一项重要指标,为减小此碰撞事故造成的灾害损失程度,需对波形梁护栏在受侧面碰撞时的吸能能力进行研究分析．采用LS—DYNA动力学分析方法,对波形梁护栏在受侧面碰撞过程中的能量转换进行了对比分析,得出四种工况下碰撞能量的变化曲线,结果表明现有波形梁护栏的吸能能力尚有一定的提升空间,为进一步优化设计提供参考．     

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.     

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.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

高等级可导向防撞垫的实车碰撞试验研究

为满足高速公路出口三角区的安全防护需要,降低事故严重程度,通过计算机仿真方法研究了一种可导向防撞垫结构,该防撞垫的设计碰撞速度为正面碰撞100 km/h.经实车碰撞试验验证,该可导向防撞垫的防撞性能满足我国《高速公路护栏安全性能评价标准》要求.     

基于实车试验数据的换道预警规则

为了使换道预警值的设定更符合我国驾驶人的驾驶习惯,以道路试验数据为基础,分析了换道时本车与周围车辆的相对速度和距离对换道行为的影响,确定了不同速度级别下允许驾驶人执行换道操作的安全间距。研究了驾驶人取消换道和执行换道操作行为的不同特征,探讨了驾驶人对于危险判断的主观依据。最后,提出不同速度级别下针对本车周围车辆条件的预警规则,并进行了验证。结果表明:道路试验中针对周围车辆的预警比例与实际情况基本相符,提出的预警规则可行。     

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.     

儿童约束系统侧面碰撞试验对比分析

儿童乘员在侧面碰撞事故中受到严重或致命伤的风险远高于其他类型的碰撞事故,因此儿童约束系统的侧面碰撞安全性不容忽视,但目前国际上缺乏统一的关于儿童约束系统侧面碰撞的台车试验方法。针对该问题,重点分析了美国NHTSA、欧洲ISO29062、TUB,以及ADAC侧面碰撞试验方法的差异。对先进国家的儿童约束系统侧面碰撞动态试验进行研究有助于完善我国的汽车安全标准体系,为我国相关法规的制订提供一定的参考。     

车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究

车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求, 以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象, 针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点, 采用高度非线性显式动态有限元程序Hy perMesh 和LS-DYNA 进行了碰撞的数值模拟, 分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析, 验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上, 针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性, 提出了一些改进措施。     

新型轻钢房屋体系楼盖梁受力性能研究

采用试验和有限单元法对冷弯薄壁型钢房屋体系楼盖梁的受力性能进行了分析.在有限元模型中,采用塑性壳单元,考虑材料非线性和几何非线性影响,拉铆钉连接采用耦合模型.首先对代表性楼盖梁的试验和有限元分析进行全面比较,验证了本文给出的有限元模型能够准确分析楼盖梁的受力性能.然后采用有限元分析了不同高度、跨度楼盖梁的受力性能.最后给出了各种规格的楼盖梁极限均布线荷载,供工程设计应用.     

高强冷弯薄壁型钢住宅楼盖梁受力性能研究

在试验的基础上,采用有限单元法对高强冷弯薄壁型钢桁架楼盖梁的受力性能进行了研究.考虑材料非线性和几何非线性的影响,采用塑性壳单元建立有限元模型.桁架节点的拉铆钉采用节点耦合模型.将试验和有限元分析结果进行全面比较分析,验证了文中采用的有限单元法的准确性.然后采用此方法建模分析不同高度和跨度的楼盖梁的受力性能,以及桁架节点采用双铆钉连接时对桁架梁受力性能的影响.最终拟合出不同高度和跨度的楼盖梁的承载力估算公式,供工程设计参考.     

双腹板工字型GFRP腰梁连接受力性能研究

为研究深基坑支护中双腹板工字型GFRP腰梁连接节点力学性能,针对GFRP腰梁的两种套筒式连接方法开展两点对称加载足尺试验,借助ABAQUS有限元模拟软件建立两种连接方法的三维数值模型,分析不同连接方法GFRP腰梁的受力性能,并以腰梁跨中截面为研究对象,揭示连接套筒与GFRP腰梁的横向变形规律,掌握不同连接形式GFRP腰梁构件的极限状态和破坏形式。结果表明,双腹板工字型GFRP腰梁承载力高,构件的稳定性好;采用内置式钢套筒连接构件变形较小,节点承载力更高,现场安装方便,能够实现基坑支护中腰梁构件的循环利用,是GFRP腰梁现场施工的合理连接方式。     

预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点抗震性能研究

为优化预制底板伸出胡子筋造成运输难度大、施工不便等问题,提出了一种带预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点,并将其与出筋的装配式梁板节点和不出筋的装配式梁板节点进行了低周往复荷载加载试验,并分析3组试件的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、割线刚度以及能量耗散的差异性,并基于有限元建立了单调荷载下梁板节点模型,将其与往复荷载下的节点横向抗剪承载力对比。结果表明：角钢连接件减小了钢梁与叠合板之间的相对滑移,起到抗剪连接件的作用,提高了钢与混凝土之间的组合效应和抗震性能;设置角钢连接件,避免了叠合板底板伸出胡子筋带来的施工不便等问题。往复荷载下的梁板节点的横向承载力比单向荷载下降低了20.6%;横向荷载下,角钢连接件的根部应力最大,角钢上的钢筋也参与了抗剪工作,起到了增强预制层与现浇层的叠合性能的作用。     

CFRP加固火灾损伤后钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

将碳纤维布加固技术应用于火灾作用后钢筋混凝土结构加固的研究还不多.根据受火灾作用后钢筋混凝土梁性能变化特点,设计了碳纤维布加固的试验方案,试验结果表明加固后能明显提高梁的承载能力,碳纤维布加固是一种有效实用的方法,为火灾作用后混凝土结构的加固设计提供了试验和技术依据.对受火灾高温作用后同类结构的加固有一定的参考价值.     

铆粘钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究

笔者通过6根采用铆粘钢板加固的钢筋混凝土梁和1根未加固对照梁的受弯性能试验对比,分析了铆粘钢板加固梁正截面的受力特点以及承载能力、裂缝开展、刚度变化和加固效果,并与对照梁进行了对比,提出了铆粘钢板加固钢筋混凝土梁的受弯承载力建议计算方法．