车辆撞击中央分隔带开口活动护栏仿真分析及安全性能评估

为了研究不同类型车辆撞击下中央分隔带开口活动护栏防护性能,保证撞击后车辆以及乘客的安全,结合护栏防护等级和高速公路常见的车辆类型,基于显示动力有限元软件LS-DYNA分别建立了小型客车、大型客车和大型货车撞击护栏的精细化数值仿真模型.护栏结构采用梁单元和壳单元模拟,车辆结构采用壳单元模拟,该模拟方法可以有效反映高速碰撞...     

高速公路中央分隔带活动护栏问题与改进

综合分析了高速公路中央分隔带开口常用活动护栏存在问题,提出了一种水泥混凝土活动护栏,该型护栏充分发挥水泥混凝土护栏高防撞能力特性,并通过螺旋升降装置和引动脚轮实现了护栏的快速开启和移动。运用LS-DYNA建立车辆和护栏有限元模型,通过模拟碰撞实验和重锤冲击实验,证明该型活动护栏达到了Am级防撞能力。     

高速公路中央分隔带活动护栏问题与改进

综合分析了高速公路中央分隔带开口常用活动护栏存在问题,提出了一种水泥混凝土活动护栏,该型护栏充分发挥水泥混凝土护栏高防撞能力特性,并通过螺旋升降装置和引动脚轮实现了护栏的快速开启和移动。运用LS-DYNA建立车辆和护栏有限元模型,通过模拟碰撞实验和重锤冲击实验,证明该型活动护栏达到了Am级防撞能力。     

隧道入口护栏防护提升与乘员安全适应性分析

为提升高速公路隧道入口护栏的安全性能,采用调研分析、实车足尺碰撞试验和有限元仿真模拟综合研究方法,了解隧道入口护栏设置现状和安全防护提升需求,提出一种新型高防护等级金属梁柱式护栏,并给出其在隧道入口处的合理过渡设计。研究结果显示：护栏结构安全性能经实车碰撞试验验证,防护等级达到六（SS）级;护栏乘员安全适应性能经1.5 t小客车100 km/h和33 t大货车60 km/h以20°角碰撞模拟,车辆碰撞护栏时假人头部性能指标HPC均小于1 000,假人胸部压缩指标THCC均小于75 mm,假人大腿压缩力指标FFC均小于10 kN,假人各项性能指标均满足要求,护栏方案对车辆乘员安全适应性能较优,能够较好地保护车内乘员安全。研究为隧道入口护栏的安全性能提升及实际工程应用提供了有价值的参考。     

改扩建市政道路穿越高速公路桥梁的涉路安全评价研究

市政道路工程涉路项目日益增多，为梳理市政道路涉高速公路工程安全性评价，通过分析设计方案、施工工艺、交通组织、应急处置等对高速公路桥梁的安全影响，识别改扩建市政道路涉路工程风险点，提出穿越高速公路涉路工程质量和安全评价流程，分析得出道路专业6个和管线专业5个关键评价指标。采用有限元软件LS-DYNA 3D建立单体货车和混凝土护栏碰撞模型，碰撞速度为40 km/h～80 km/h。货车Ford F800模型经实车碰撞试验修正，研究碰撞速度、混凝土护栏等级与车辆侵入路侧区域的关系。建立市政道路下穿高速公路桥梁评估数值模型，模拟计算和评价桥梁安全性。结果表明，不同设计速度和护栏等级下的护栏迎撞面与路侧桥墩的最小安全距离建议在1.0 m～2.7 m之间，并应控制下穿道路施工与运营过程对高速公路桥梁的结构安全的影响。     

一种适用小半径路段的多功能型中央分隔带护栏开发

针对传统护栏在小半径曲线段安装困难以及防护能力不足的现状,研发了一种在小半径曲线路段安装方便的新型多功能型中央分隔带护栏。基于现行规范要求,建立了相应的显式有限元碰撞仿真模型,利用有限元分析软件进行了车辆与所研发多功能型护栏的非线性碰撞仿真计算,结果表明该结构护栏满足四级(SB级,防护能量≥280kJ)碰撞能量的防撞等级要求,各项碰撞安全性能指标均符合现行标准要求。在小半径曲线路段与应用于中央分隔带的传统波形梁和混凝土护栏进行了仿真对比分析,其在导向、缓冲、吸能功能上优于传统波形梁护栏和混凝土护栏。     

高速公路中央分隔带波形梁护栏高度的研究

以波形梁护栏静载缩比试验和冲击试验为基础,考虑护栏在碰撞时波形梁的全梁弯曲塑性变形是主要变形,其车辆的碰撞能主要由波形梁护栏的弯曲塑性变形能吸收,结合实际护栏和截面特性,建立了波形梁护栏和车辆计算模型;根据动能定理,以能量守恒为基础,考虑汽车碰撞护栏达到极限状态时,其动能全部转换为其他形式的能量,结合护栏的主要变形,建立高速公路中央分隔带波形梁护栏高度计算模型;采用调查咨询分析的方法,以大货车为主要车型,初始碰撞角度为20°,运行速度的80%作为碰撞速度,从而确定了波形梁护栏高度计算模型中的有关参数。研究结果表明,适合中国高速公路中间带波形梁护栏的高度宜为87.6 cm,可有效地防止大型车跃出和小型车钻撞护栏等恶性交通事故的发生。     

北京市公路特殊路段防撞护栏碰撞试验条件研究

现行公路规范规定护栏最高防撞能量为520 kJ,不能满足水资源保护区、水库、跨越干线铁路等特殊危险路段的安全防护需要,通过对北京市各高速公路交通流状况调查分析,对特殊路段护栏碰撞能量和碰撞试验条件进行研究,提出适合北京地区特殊防护路段护栏的碰撞试验条件为33 t重大货车以65 km/h速度、20°角碰撞护栏,碰撞能量为630 kJ,为新型高防护等级护栏的研究开发奠定基础。     

高速公路中央分隔带活动护栏设置问题及优化措施

截止2014年底,中国高速公路通车里程突破10万km,位居世界第一,由此带来的交通安全问题也日益凸显。大量碰撞事故的发生与中央分隔带有着密不可分的关系,其中以发生在中央分隔带开口处的事故最常见,高速公路中央分隔带开口处护栏的防撞变得越来越重要。文中通过对高速公路中央分隔带活动护栏设置常见问题的分析,提出相应改善措施。     

高速公路组合型波形板活动式钢护栏开发

根据高速公路实际使用需求开发了一种组合型波形板活动式钢护栏,设置在中央分隔带开口处.基于现行规范的要求确定了碰撞试验条件和安全性能评价标准,采用有限元软件IS-DYNA对车辆-活动护栏的碰撞过程进行了数值模拟,并开展了实车碰撞试验对活动护栏的防护能力进行验证.试验结果表明:该活动护栏的碰撞能量达到l60kJ,满足Am级...     

高速公路半刚性护栏端头研究

汽车与高速公路防撞护栏端头相撞是极其危险的事故。本文利用有限元分析软件LS-DYNA对汽车与半刚性波形护栏端头进行仿真模拟试验，根据其试验数据和研究结果进一步提出半刚性波形护栏端头设计的方法，从而降低交通事故对乘员的损伤程度。     

波形梁护栏加高改造方案研究

针对公路罩面导致的路侧波形梁护栏防护高度不足,研究并提出了基于内套管节点加高法的波形梁护栏加高改造方案,该方案可实现护栏随路面升高调节高度。采取HyperMesh和LS-DYNA联合仿真的方式开展了皮卡车、货车的有限元仿真试验对该种加高方案的可行性进行验证。通过对车辆重心加速度、车辆重心速度、车辆驶出角度、护栏最大动态变形量4个指标对护栏的防撞性能进行评价。通过各指标的分析结果以及对加高方案的阻挡功能、缓冲功能、导向功能、吸能作用的综合评价,证明了经过内套管节点加高法改造后的护栏满足B级波形梁护栏标准,适用于我国现行公路旧有波形梁护栏改造。     

高速公路护栏系统的有限元优化分析

首先对高速公路护栏系统进行了单部件的有限元优化分析,即通过对护栏系统主要的单个部件分别进行优化设计,以考察护栏系统在这些优化条件下的安全防护有效性和能量吸收特性。然后对高速公路护栏系统进行了多部件有限元优化分析,即在对单个部件优化的基础上,提出多部件复合优化分析方案。结果表明,分别增加或同时增加波形梁和防阻块的厚度为较优的方案,并据此提出一些建议,供工程设计参考。     

大跨连续刚构桥-船撞击动力响应研究

以某高速公路新建连续刚构桥为工程背景，采用非线性有限元分析方法，通过大型通用非线性有限元程序LS-DYNA建立全桥有限元模型和1 000 t船舶模型，对船-桥碰撞动力过程进行模拟，以确定船-桥碰撞过程中碰撞力的大小，并将有限元计算结果与规范经验公式进行比较。结果表明：船-桥碰撞过程中，船艏发生较大变形，吸收大部分的能量，将动能转化为势能；碰撞过程具有明显的非线性波动特征；各个规范经验公式计算的船撞力差异较大，且规范经验公式具有一定的局限性，有限元分析法能完整再现船-桥碰撞结构内部动力学过程，弥补规范经验公式的不足。     

城市道路用新型中分带护栏开发

结合依托工程,参考国内外相关标准,综合城市快速路桥梁交通流状况、景观以及维护要求等因素,提出一种新型城市用中央分隔带护栏结构,运用有限元仿真技术对其进行优化和安全防护性能评价。结果表明,新型中央分隔带护栏结构能够有效阻挡车辆,护栏各项指标均满足评价标准要求,防撞等级达到Am级,适用于城市快速路中央分隔带。     

三波护栏的耐撞性研究

通过建立完整的汽车-三波护栏-乘员-座椅-安全带系统模型,应用LS-D Y N A研究了三波护栏在强力撞击下的耐撞性与吸能特性,得出了梁板是吸能主体、三波护栏对失控车辆具有很强的引导能力、室内乘员的安全性能够满足要求等结论,指出了三波护栏在抵御强力撞击方面的主要问题是护拦的完整性不足,为三波护栏耐撞性能的提高指明了方向。     

基于ANSYS的高速公路路基动力响应特性模拟分析

以京化（北京-阳原县化稍营）高速公路二期路基工程为研究对象,借助非线性有限元数值分析软件AN-SYS进行了数值仿真模拟,研究分析车辆动荷载作用下路基的动力特性。结果表明：车辆动荷载作用下,路基动应力随深度的增加而呈衰减趋势;车辆动荷载对路基竖向动应力值σy影响较大,而水平向动应力值σx影响相对较小;车速差异对路基动应力值影响显著;动应力值沿水平方向衰减较快,其传递距离存在一定的范围。     

土基中波形梁护栏立柱的有限元模型研究

论述了土基在车与波形梁护栏碰撞过程中起着重要的作用,波形梁护栏立柱与土基的相互作用缺乏有效的建模方法,建立土基的实体模型将导致单元规模的增大和求解时间的延长。在对土壤材料模型输出的压缩变形特性和屈服特性进行了测试的基础上,使用非线性有限元软件LS-DYNA对波形梁护栏圆形立柱与土基的相互作用进行了模拟,探讨了使用非线性梁单元来正确模拟车与波形梁护栏碰撞过程中立柱与土基的相互作用,土基与立柱的相互作用力可简化为:垂直于波形横梁板的分力(X方向);平行于波形横梁板的分力(Y方向),为研究车与波形梁护栏碰撞过程中土基对护栏安全性能的影响提供了一种有效的方法。