交通事故抛物地面碰撞力学参数的确定

基于抛物与地面碰撞的广义抛物运动模型，本文提出广义抛物抛距方程中因抛体碰撞地面引起的角度损失和速度损失的两个重要力学参数的确定方法。以汽车前照灯罩碎块为例，借助高速数字摄像机记录抛体以抛物线以及落地后弹跳和滑动—滚动的运动轨迹。通过抛物对两种地面的碰撞力学特性试验数据的分析，经数理统计方法处理获得两个力学参数。     

基于柔性防护网的落石防护设计

柔性防护网用于边坡落石防护具有独特的优越性，除了制造、施工、配置之外，防护设计方案的合理与否同样影响其防护效果。以某公路边坡为例，采用三维激光扫描技术对公路边坡进行了地形扫描，结合现场地质调查，运用数值模拟软件对边坡落石运动进行计算分析，获取落石运动轨迹、速度、能量以及弹跳高度，并在此基础上进行了落石防护设计，降低了柔性防护网失效可能性。     

落石灾害空间预测方法研究

对落石灾害进行准确空间预测,关键是求出落石最后一次与斜坡碰撞后的速度。基于落石的初始运动状态和成因,将落石类型概化为三种运动形式和六种基本破坏类型;结合运动过程可进一步划分,考虑斜坡形态,认为落石运动为坠落、滑落、斜抛、滚落和碰撞等状态复杂组合,对碰撞阶段进行详细分析,进而求出落石发生一种或多种运动后的速度,推求崩落距离;最后通过实例计算,验证了该法的合理性,为落石灾害的防治设计提供了依据。     

山区铁路危岩落石运动特征及防治研究

以燕山中山区某高陡边坡危岩落石地段铁路路基为依托,根据危岩落石发育特征及现场调查资料,运用ROCKFALL软件建立高陡边坡落石运动分析模型,系统研究落石运动特征;揭示落石弹跳和冲击特性;预测落石运动轨迹和落点分布规律,统计分析出陡坡上约7.5 %的危岩体失稳后将侵入路基,在此基础上提出了在陡崖顶部设置1道张口式帘式网的防治设计方案。     

RocFall软件在公路边坡危岩崩塌运动路径分析中的应用

以重庆市万州区三湾公路边坡危岩为典型代表进行分析,采用RocFall软件对危岩失稳崩塌的运动路径特点进行研究,得到落石运动距离、落石弹跳高度等图表与数据,以期对危岩的工程防治提供辅助作用。     

丰沙铁路K49段边坡柔性防护选型与布置

针对丰沙铁路K49+160~+890段边坡特征,进行边坡防护方案的比选;根据现场的地形特征,划分不同防护区域开展落石分析,得到了落石的最大速度、弹跳高度、冲击能量等主要参数和落石运动的轨迹。根据分析结果,对不同的防护区域,进行柔性防护的选型及布置,既保证了防护效果,也节约了防护造价,且对铁路的安全运行影响很小。     

公路沿线落石运动特征及被动防护优化

我国山区公路沿线落石灾害问题突出。对于该灾害问题,目前我国尚缺乏有效的防护措施。对某公路沿线典型坡面,运用落石分析软件RocFall,分析落石的运动特征,包括落石的冲击动能、运动轨迹、落点位置、弹跳高度及它们的统计结果,探讨了有关设置拦石墙、铺设植被等被动防护措施的优化设计。     

小平地隧道进口危岩落石分析及整治设计

根据成昆铁路小平地隧道洞口岩体结构发育分布情况,结合三维激光扫描技术解释,确定落石的最大直径及方量;通过落石模拟计算,分析危岩体的运动特征,包括落石落下的最大可能位置、弹跳高度和能量等;分析采用被动防护网和钢棚洞相应的安全性,在保证铁路运营安全的前提下合理确定整治措施的规模,进而提出了洞口防治的综合处理措施。该设计思路、落石防护结构型式具有代表性,对今后类似工程的处理具有很好的参考价值。     

导向式落石防护装置落石冲击模型分析

落石是西藏山区公路周边最常见的地质灾害之一,严重威胁人们的出行安全。落石具有冲击力大、运动范围广的特点。针对落石的冲击破坏特性,文章介绍了一种导向式落石防护装置。根据落石自由落体运动及冲击力模型得出落石冲击力大小的影响因素,并以导向作用模型阐释冲击碰撞过程中落石、闸板的运动转换以及装置的受力情况。最后以模型推论为基础,实例说明该装置针对不同大小的落石的导向运动方式。     

山区公路高陡边坡引导式柔性缓冲系统的设计方法

为了进一步推广引导式柔性缓冲系统的工程应用，验证其防护性能和可靠性，依托渝黔线高速公路区间内某山区桥梁的高陡边坡落石防护工程，开展了工程设计计算，并对引导式柔性缓冲系统的防护性能进行分析。首先利用无人机航测建立防护区域的三维模型，明确了桥梁结构与边坡的空间位置关系和防护需求；基于危岩体实际特征对5个边坡纵断面开展了落石运动轨迹分析，根据弹跳高度和冲击动能包络值确定防护高度和防护能级指标；初步设计了引导式柔性缓冲系统的部件规格参数，建立了系统的有限元模型，并通过与关键部件试验数据对比验证了数值模型的有效性；基于离散元-有限元耦合算法，分别验算了相同初始动能的单体落石和多体落石2种工况下引导式柔性缓冲系统的内力，对比分析了有无防护时落石灾害对桥梁结构的侵害情况，从而验证了防护效果。计算结果表明：满足设计要求的引导式柔性缓冲系统能够有效抑制落石弹跳高度，从而避免落石侵限和撞击桥梁结构；引导式柔性缓冲系统关键部件内力响应均未超过设计限值，但不同工况下相同部件的内力峰值差异较大，因此，应采用各工况内力包络值进行设计，且关键构件的承载力安全储备系数不应小于1.2；防护全过程的耗能机制主要由系统塑性变形、系统阻尼以及落石与边坡和系统的摩擦碰撞3部分构成，其中塑性变形和摩擦碰撞耗能占主导地位，可分别按40%和60%的比例进行设计；拦截区段和引导区段的设计耗能比例系数可分别按0.7和0.3考虑，各区段中的主要耗能部件均为耗能器和环形网片。在此基础上，提出了基于能量匹配原理的引导式柔性缓冲系统的工程设计方法及流程，并建议了针对不同性能目标的多水准设计策略，以期发挥系统更大的防护潜能。     

杭州某高边坡危岩体影响范围分析

以杭州市“龙山石壁”风貌保护治理工程高边坡为实例,对危岩体的影响范围进行了比较系统的分析研究.通过现场滚石试验,对危岩体影响范围进行了划定,运用Rocfall软件对落石运动轨迹进行了分析,评估其崩落后的滚动距离、危岩体坠落以后可能的弹跳高度,最终得出危岩体的影响范围.     

芦山地震灾区王家后山典型滚石运动特征研究

在芦山地震灾区滚石调查中发现,高陡斜坡若存在平台或近似平台,滚石危害会降低很多,因此可以考虑采用平台来作为滚石的一种防治措施。在对芦山地震灾区王家后山典型滚石运动轨迹进行分析计算的基础上,研究滚石在平台前后的运动轨迹和冲击力变化,结果表明:典型滚石在经过平台位置后,弹跳高度、冲击力以及动能都显著降低。     

地震诱发崩塌滚石的运动特性及防护研究

地震是造成崩塌滚石灾害的诱因之一。以青川某崩塌滚石灾害为例，运用DDA方法，对地震诱发斜坡危岩破坏，发生崩塌滚石的运动过程进行了模拟及研究。结果表明:地震诱发的危岩体因地形及高程产生放大效应时，破坏加剧，运动能力增强；崩塌滚石运动主要以滑动、滚动、跳跃为主；坡面摩擦增大时，能够显著限制滚石的运动能力；DDA方法能够模拟崩塌滚石的运动路径，可以为防护结构的设置位置提供依据。     

窗帘式柔性防护网的设计与应用

落石病害对铁路行车安全构成威胁。以丰沙铁路K49段珠窝东站南端的山体落石治理工程为例，针对山体落石病害常见的崩塌、滚坠落等形式，详细地分析了窗帘式柔性防护网治理落石病害的设计原理；运用RockFall软件，对落石轨迹、冲击能量、弹跳高度进行验算，论证了结构的安全性。采用窗帘式柔性防护网，对山体落石病害进行整治，取得了良好效果，确保了线路的安全营运。     

正面碰撞事故中乘员下沉对乘员伤害影响的研究

通过对正面碰撞事故中乘员下沉的运动情况进行分析,以及正面碰撞试验结果的比对分析,指出了因坐垫骨架刚度不够等原因,在碰撞中造成乘员有下沉现象时对乘员伤害的影响。     

Smoothing dry friction damping by dither generated in rolling contact of wheel and rail and its influence on ride dynamics of freight wagons

Friction dampers of mechanical systems are frequently exposed to medium-frequency (M-F) dither generated in the surrounding environment. A dithered system of technical importance is the railway freight wagon with friction dampers in the primary suspension developing two-dimensional friction, where dither is generated by the rolling contact of wheel and rail. This paper presents some results of the investigation of the influence of dither on dry friction damping. This influence has been studied experimentally and theoretically, and the parameters of dither influencing dry friction damping have been indicated. An experimental set-up has been designed that allows investigating friction damping in the presence of dither. The experiments have shown that friction damping in the presence of the M-F dither behaves like viscous damping. This means that dither smoothes dry friction as far as damping is concerned. To investigate this phenomenon theoretically, a rheological model of dry friction has been proposed that is applicable to one- and two-dimensional friction. In the latter case, the model takes into account friction anisotropy. According to performed numerical simulations of freight wagon motion, with dither supplied to the model through measured vertical accelerations of axle boxes, smoothing dry friction by dither strongly influences ride dynamics of the wagon with friction dampers in the primary suspension. Smoothing dry friction by dither should be accounted for in numerical simulations of motion of vehicles with friction dampers in the primary suspension by employing a proper model of the two-dimensional friction and application of realistic dither generated by rolling contact.     

基于前车轨迹预测的高速智能车运动规划

针对现有运动规划算法大多只考虑障碍车当前状态,本文中提出一种基于前车运动轨迹预测的高速车辆运动规划算法。首先,融合考虑驾驶意图与基于车辆运动模型的方法对前车轨迹进行预测;然后,采用贝塞尔曲线(Bezier)规划主车运动轨迹,结合避撞过程中与前车碰撞风险概率,高速避撞车辆速度变化特点以及车辆运动稳定性等因素建立目标函数,并考虑车辆动力学与运动学约束,使用序列二次规划(SQP)方法对Bezier曲线的控制点和主车运动目标点位置进行优化求解,得到最优避撞运动轨迹;最后,以前车直行和换道两种工况为例,对主车的避撞运动轨迹进行规划,分析不同工况下主车避撞过程中的运动状态变化以及与前车碰撞风险概率变化。结果表明,所提出的运动规划算法能够保证车辆的避撞安全性与运动稳定性。     

Investigation of Features of Tyre Rolling at Non-Small Velocities on the Basis of a Simple Tyre Model with Distributed Mass Periphery

SUMMARY

On the basis of the brush-type tyre model the paper considers the interaction between steady-state rolling deformable wheel and flat road surface as well as corresponding force and moment characteristics of the wheel.

At least two zones of sliding, anisotropic dry friction, sliding friction coefficient speed-dependent and instantaneous leap of the friction coefficient when transition from sliding to adhesion zone occurs, have been taken into account, as well as distributed peripheral mass of tyre, elasticity, pseudo-dry friction and damping properties in radial, tangential and lateral directions of the elements at the wheel periphery, including a visco-elastic belt. Vertical force distribution in the contact area is not supposed to be known in advance and follows from the calculation. As a result, sliding zone lengths, distributed forces in contact area, six components of generalized road reaction reduced to the wheel center, and rolling resistance moment are found as functions of vertical load, movement velocity, longitudinal and side slip, friction in contact area with road, stiffnesses, dry friction and damping in the tyre model elements and of distributed peripheral mass.

A computer program developed in Fortran and results of calculations are of particular interest for qualitative analysis including steady rolling of studded tyre and also racing car and aircraft tyres which peripheral mass shows itself in a special way because of great movement velocities.