莫劲翔[1]2003年在《汽车碰撞动力学响应分析及波形梁护栏防护性能的改进研究》文中研究指明近年来，随着我国高速公路的不断延伸、拓展，公路上发生的交通事故也在逐年增加，其中近1／3的事故是由汽车与护栏碰撞造成的。目前我国对道路交通安全的研究尚处于起步阶段，因此在这方面所进行的研究工作就具有非常现实而重大的意义。 本文通过研究车辆、护栏在碰撞中的动态响应来揭示乘员的损伤与交通事故中的相关因素，如碰撞角度、速度等，之间的内在关系。通过对护栏结构的改进来改进护栏的防护性能，使乘员在事故中受到的损伤程度尽量减小。 本文基于计算机仿真技术，建立有限元的碰撞仿真系统，通过对比研究不同碰撞条件下汽车与护栏碰撞的动态响应来逐步展开对本课题的研究，并取得了一些有意义的结论： 1．在碰撞速度相同的情况下，轿车与护栏的碰撞位置随着碰撞角度的增大而逐渐远离护栏立柱，则轿车的质心加速度会稍有下降。 2．护栏板与汽车之间的摩擦对汽车的运动有很大的影响。随着摩擦力的增大，护栏对事故车辆的导向能力减弱，汽车的运动轨迹的校正变得困难。摩擦力过大还会使得汽车出现横向打转的情况。 3．护栏板与立柱之间的连接特性对护栏的防护性能有很大的影响。螺栓的强度不宜过大，以便在事故中没有随立柱一起向地面倒伏时就能失效以保证护栏板与立柱的及时分离，保证护栏整体高度不会降低。 在汽车与护栏的碰撞事故中，事故车辆的车轮常常会受到护栏立柱的阻碍作用，作用在汽车上的加速度会因此迅速增大以至车内乘员受到严重的伤害。针对这样的问题本文提出了一种分段弹出式的护栏立柱结构，并利用有限元的分析手段对传统护栏和采用这种立柱结构的护栏的防护性能进行了对比研究。研究结果表明分段弹出式的立柱结构具备更好的防护性能。
金秀娜[2]2013年在《道路护栏在冲击荷载下的性能研究》文中研究说明波形梁护栏作为重要的交通安全设施应用最广泛,但其设计标准大多是参考国外的同类标准制定,尚未达到最优水平,而且护栏混凝土基础的设置也是仅凭经验。基于这些问题,论文通过理论分析探讨波形梁护栏混凝土基础的设计方法,通过计算机仿真实验探讨护栏构件变化对护栏抗冲击性能的影响。主要的研究工作如下：(1)参考日本规范,以护栏受标准轴重汽车碰撞后立柱的滑动稳定作为极限状态,建立了与我国现行规范相呼应的波形梁护栏的混凝土基础的设计方法。(2)在考虑材料非线性和构件间复杂接触的基础上,建立了汽车—波形梁护栏动力分析模型；运用所建立的动力分析模型,计算了特定工况下的波形梁护栏的动力响应。(3)从护栏的吸能特性、汽车运行轨迹和护栏板的碰撞损害方面对波形梁护栏的性能进行分析。结果显示：除标准护栏外,护栏板厚度为3.5mm的波形梁护栏和立柱厚度为4.0mm的波形梁护栏的性能也都满足评价标准,防阻块形式为文中设计的新型防阻块时,护栏的性能可更有效地发挥。(4)将文中可作为实车碰撞方案的波形梁护栏与标准护栏的材料费用进行比较,得知：护栏板厚度为3.5mm的波形梁护栏的费用比标准护栏的节省了12.5%,立柱厚度为4.0mm的波形梁护栏的费用比标准护栏的节省了11.2%,具有文中设计的新型防阻块的波形梁护栏的材料费用与标准护栏的相当。本文的研究成果可为波形梁护栏基础的合理设置以及波形梁护栏的设计优化和标准修正提供参考。
伊政[3]2014年在《高速公路波形梁护栏碰撞仿真研究及其优化》文中进行了进一步梳理在我国高速公路交通事故中约有30%是由于车辆碰撞护栏造成的。由于高速公路车型格局在近年来发生了很大的变化，车型逐步的向微型化和重型化两个趋势发展。因此，在新的道路交通形势下，研究汽车与高速公路护栏的碰撞机理，找出当前高速公路护栏存在的问题，并设法提高护栏的防撞性能具有十分重要的意义。本文首先建立了标准波形梁护栏的有限元模型。在验证了汽车有限元模型的可靠性后建立了汽车与护栏碰撞仿真有限元模型。其次，研究了皮卡车与护栏在不同起始碰撞点位置时车体合成加速度和护栏动态变形量的情况。在此过程中发现，皮卡车与当前护栏碰撞时车体合成加速度超过了标准D81规定的20g限值，引起乘员较大损伤。而卡车与当前护栏碰撞时出现骑跨护栏的危险情况。结合皮卡车和卡车与当前护栏的碰撞仿真结果，再根据护栏的评价标准D81、F83得出结论：当前护栏无法满足防护要求。因此提出利用正交试验对当前护栏进行优化设计。之后，在选取合适的正交试验因素及水平后对当前护栏进行参数优化，得到了一个优化方案，并验证了优化后的护栏的各项指标均有很大程度的改善，其性能满足护栏评价标准D81、F83的要求。最后将叁波形梁护栏的H型钢立柱和H型钢防阻块应用于双波形梁护栏上，建立了叁种混合护栏的有限元模型，并利用皮卡车研究了其防撞效果。通过仿真分析发现叁种混合护栏的车体合成加速度均大于标准D81规定的20g限值，说明叁种混合护栏无法满足护栏评价标准D81的要求。本文的研究结论显示，通过正交试验得到的优化后的护栏防撞能力优于标准双波形梁护栏，在研究了H型钢立柱和H型钢防阻块应用于双波形梁护栏上的仿真结果发现，叁种混合护栏无法满足防护要求。本文的研究结果对于进一步改进我国当前使用的标准双波形梁护栏具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]. 汽车碰撞动力学响应分析及波形梁护栏防护性能的改进研究[D]. 莫劲翔. 湖南大学. 2003
[2]. 道路护栏在冲击荷载下的性能研究[D]. 金秀娜. 中南大学. 2013
[3]. 高速公路波形梁护栏碰撞仿真研究及其优化[D]. 伊政. 湖南大学. 2014