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。     

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.     

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——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。     

公路桥梁钢筋混凝土墙式护栏设计

从空间弹性理论角度，对公路桥梁墙式护栏在汽车碰撞力作用下的墙体进行应力分析，找出墙体破坏区域，明确了碰撞后墙体的破坏形式，结果表明，纵向钢筋只是作为构造钢筋配置是不合适的，应根据实际碰撞力的大小进行讲稿，根据墙体破坏形式，给出了具体配筋计算方法，针对现用钢筋混凝土墙式护栏施工困难等问题，提出了改进的设计方案，改进的墙式护栏巳在铁岭辽开公路马仕堡大桥修建了试验工程，施工问题得以解决，使用效果良好。     

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。     

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.     

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.     

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...     

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.     

连续梁与行驶车辆耦合振动分析

为了分析公路桥梁与车辆之间的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整桥面耦合振动分析方法.根据GB/T 7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平度值,并作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,基于数值仿真分析,分别对不同等级桥面的连续梁桥进行了控制截面的挠度动力响应计算,得到了相应挠度冲击系数随桥面等级及车速变化规律.结果表明:桥梁挠度冲击系数随车速增加呈先增大后减小趋势;随着公路桥面等级变差,冲击系数呈非线性增大,桥面等级及车速是影响车辆动力作用的显著因素.     

随机激励下随机参数超空泡结构的动力可靠度

针对具有随机参数的超空泡结构在随机激励下的动力可靠性问题,使用八节点超参数壳单元对超空泡航行体建模,将超空泡尾部受到的冲击载荷及滑行力简化成2个存在某一相位差的平稳随机过程,利用虚拟激励法将双随机问题精确地转化为单随机问题.应用Newmark法结合虚拟激励摄动法计算出随机结构的应力响应,进而求出随机参数超空泡结构动力可靠性所需的全部数字特征.由首次超越破坏准则的动力可靠度公式,求出随机参数超空泡结构动力可靠度的均值和方差的计算公式,解决了具有随机参数超空泡结构的动力可靠性问题.通过算例与Monte Carlo方法结果的比较,验证文中方法的可行性和有效性.     

基于TESW的正面碰撞建模理论与验证

为了研究碰撞安全设计中乘员胸部减速度峰值大小与乘员约束系统、初始碰撞速度、车体结构和乘员响应之间的关系,以线性弹簧刚度k模拟乘员约束系统,并建立正面碰撞模型.在保持最大动态变形量C和反弹时间t相等的特征下,采取简化的尖顶等效方形波TESW（tipped equivalent square wave）拟合实际碰撞中的车体减速度,计算质心时间等参数确定波型TESW的关键点.详细推导了基于尖顶等效方形波TESW的胸车动力方程并进行求解,比较了基于TESW的胸部减速度与实际胸部减速度,进一步加深了基于TESW的正面碰撞理论.结果表明：基于正面碰撞的TESW建模理论是正确的,且可以指导实际车体乘员约束系统的初步设计.     

爆胎汽车电动助力转向系统补偿力矩算法

针对电动助力转向(EPS)系统可以根据汽车运动状态和驾驶员输入自由设计助力转向力矩的特点,研究了爆胎汽车EPS系统补偿力矩算法。通过建立EPS系统模型和爆胎动力学模型,计算爆胎产生的方向盘冲击力矩,在EPS系统助力转向电流基础上加入补偿电流,从而衰减冲击力矩。通过仿真试验对爆胎补偿力矩算法进行分析和验证,结果表明控制算法可以有效地对爆胎产生的方向盘冲击力矩进行补偿,减少驾驶员由于爆胎产生的不适感。     

伸缩缝参数对大跨度拱桥车致动力响应的影响

为探究伸缩缝参数对大跨度中承式钢管混凝土拱桥车致动力响应的影响,建立了考虑伸缩缝参数影响的车-桥耦合动力响应分析方法（车-缝-桥耦合动力响应分析方法）;进而以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,探究了伸缩缝高差、支撑刚度、缝宽等参数对车-缝-桥耦合动力响应的影响规律。结果表明:1）伸缩缝设计参数条件下,随车速的增加车辆对伸缩缝的竖向冲击作用呈先减小后增大的趋势,与主梁车致冲击作用相比,伸缩缝车致冲击作用更加显著;随车速增加主梁车致冲击系数呈增大趋势;考虑伸缩缝参数影响后,车辆对主梁的竖向冲击作用与空间位置有关,与伸缩缝位置相近的主梁测点冲击系数更大。2）伸缩缝参数变化条件下,中横梁升高会导致车辆对伸缩缝的冲击作用增大,而中横梁升高或降低均会导致车辆对梁端的冲击作用增大,并造成支座反力的增大;伸缩缝支撑刚度降低或缝宽变大时,车辆对伸缩缝中横梁的冲击作用影响均增大;伸缩缝参数对主梁1/4跨截面、1/2跨截面位移响应影响较小。     

基于人车环境协同的车辆弯道行驶安全预警系统

为了解决车辆弯道行驶安全问题,在虚拟仪器LabVIEW开发环境下设计了一套基于人车环境协同的车辆弯道行驶安全预警系统. 通过分析影响车辆行驶安全性的人、车、路、环境等因素,运用层次分析法和权的最小平方法建立基于人-车-路-环境的车辆行驶安全度静态综合评价体系;引入安全系数k,结合车辆行驶安全临界车速和车辆行驶安全度评价模型,构建基于人车环境协同的车辆弯道行驶安全预警模型,运用TruckSim仿真验证了模型的有效性. 在虚拟仪器LabVIEW开发环境下,设计了一套车辆弯道行驶安全预警系统,并进行了仿真验证. 结果表明:该预警系统可对驶入弯道且有危险的车辆进行预警,能有效提高车辆行驶安全性.     

自锚式悬索桥断索动力冲击效应模型试验研究

为探讨自锚式悬索桥在吊索瞬时破断作用下的动力冲击效应,以某在役自锚式悬索桥为背景,基于刚度相似理论建立1∶80的缩尺试验模型,进行不同区段内吊索的断索动力冲击效应模型试验。试验结果表明:不同区段吊索破断引起的冲击效应不同;断索会引起与破断吊索同侧同跨的相邻吊索区域内的动态内力重分布且动力冲击效应明显;与瞬断吊索紧邻的两根吊索中,较长吊索的动力冲击系数(DIF)和动力放大系数(DAF)均较大,其动力冲击效应和冲击作用敏感性更高;瞬断工况下的吊索拉力动态响应峰值较断索前普遍达到2倍以上,吊索的安全储备明显较低。相邻吊索在断索作用下的动力冲击效应显著,若相邻吊索存在腐蚀等缺陷,极易导致桥梁连续性断索,严重影响桥梁安全。     

基于车路协同的动态车辆安全状态评价模型

针对动态车辆安全状态评价指标参数多源、异构、动态的特点,系统地分析了影响车辆安全状态的驾驶员、车辆和环境因素并进行了信息分类,构建了车辆安全状态评价体系．基于模糊综合评判原理建立了车辆安全状态模糊综合评价模型,车辆行驶过程中通过车载终端提取评价指标的动态参数,得出车辆安全状态模糊评价集并基于加权平均原则计算其最大隶属度,根据最大“贴近度”原则对车辆直线跟车行驶和转弯行驶的安全状态进行评判,为动态车辆安全状态评价提供了一种新方法．