车辆与弯道混凝土护栏碰撞的动态数值模拟及试验

对车辆与弯道混凝土护栏碰撞动态数值模拟结果和实车足尺碰撞试验结果进行对比分析，从车辆行驶轨迹、乘员冲击加速度以及车辆损伤形态3个方面，验证了动态数值模拟的准确性，并分析了弯道混凝土护栏曲线半径对乘员碰撞过程中所承受冲击加速度的影响；得到乘员风险的最不利护栏半径。结果表明：有限元仿真是进行汽车护栏碰撞研究的有效方法；弯道处护栏的形式对碰撞时乘员的安全有很大影响。     

钢索公路护栏的拦截性能研究

在汽车与公路护栏碰撞事故中,护栏不仅有拦截、导向作用,还要有良好的缓冲吸能特性,以减小由于乘坐空间过度变形以及人与车内物体二次碰撞对乘员的伤害。通过实车与钢索护栏的碰撞试验,研究了护栏、汽车和乘员的动态响应特性,结果表明,钢索护栏完全符合要求,可为高速公路护栏的设计、施工以及在不同地点的设置提供借鉴。     

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。     

汽车与不同形式高速公路护栏碰撞的试验研究

汽车与高速公路护栏碰撞事故中,护栏不仅有拦截、导向作用,还要有良好的缓冲吸能特性,以减小由于乘坐空间过度变形以及人与车内物体二次碰撞对乘员的伤害。通过实车与两种不同形式护栏的碰撞试验,研究车辆、护栏碰撞中的动态响应,分析护栏、汽车和乘员的特性以及相互关系;护栏的不同结构形式与安装方式对乘员的安全性的影响,为高速公路护栏的设计、施工以及在不同地点的设置提供有益的借鉴。     

新型B级移动钢护栏碰撞试验研究

移动钢护栏作为一种新型的临时隔离设施,目前暂无对应的标准和规范,对其碰撞试验的研究更少,本文简单介绍移动钢护栏的技术指标要求,然后通过实车足尺碰撞试验着重分析护栏的安全性能指标,希望能为以后移动钢护栏防护等级的判定提供一定的数据参考。     

耒宜高速公路混凝土护栏设计

通过对波形梁钢护栏及新泽西混凝土护栏的优缺点分析，在耒宜高速公路中央分隔带护栏设计中采用了一种新型混凝土护栏－单坡面槽形混凝土护栏，它一定程度上克服了新泽西护栏的缺点，并具有防撞、绿化、防水、防眩等综合功能。并通过计算机模拟碰撞试验和实车足尺碰撞试验对其安全性能进行分析和评价。     

耒宜高速公路混凝土护栏设计

通过对波形梁钢护栏及新泽西混凝土护栏的优缺点分析,在耒宜高速公路中央分隔带护栏设计中采用了一种新型混凝土护栏-单坡面槽形混凝土护栏,它一定程度上克服了新泽西护栏的缺点,并具有防撞、绿化、防水、防眩等综合功能.并通过计算机模拟碰撞试验和实车足尺碰撞试验对其安全性能进行分析和评价.     

装配式组合型桥梁护栏关键技术研究

竖向连接和纵向连接可靠是保证装配式护栏强度的关键技术。现提出一种装配式施工的组合型护栏,该护栏竖向连接采用内嵌式的方式进行锚固,纵向连接采用共用立柱连接钢板进行连接,实现了组合型护栏的装配化施工工艺。采用计算机仿真分析、台车试验和实车足尺碰撞试验等方法,对装配式组合型护栏竖向连接和纵向连接强度进行了研究,表明护栏结构安全可靠,满足五(SA)级护栏对于强度的条件。     

缆索护栏安全性能研究

缆索护栏是柔性护栏的一种,具有缓冲能力强、适应性强、造价低、美观通透等优点,在国内外曾经使用过,最根本的是它对车辆及乘原的安全性能。本文通过实车与多种结构的足尺缆索护栏进行碰撞试验,对获得的碰撞车辆和假人各项试验数据进行分析,能够较为准确的研究缆索护栏安全性能,总结缆索护栏的优缺点以及近年来在国内的应用情况。结果表明缆索护栏具有很广泛的应用前景,而其安全防护性能需要更深一步进行研究。     

基于过载保护功能的桥梁SS级型钢护栏结构研究

为避免超过护栏防护条件下碰撞荷载对钢梁桥主体结构造成损坏,实现桥梁护栏过载保护功能,通过理论计算、计算机仿真及实车足尺碰撞试验等方法,突破传统的护栏立柱与基础刚性连接模式,创新性地采取了立柱与基座铰接的方式,当碰撞荷载超过护栏防护能力时,护栏通过立柱旋转卸载,避免将过载力传给桥面板,实现对桥梁的过载保护。     

高速公路与铁路并行路段防撞挡墙设计研究

针对高速公路与铁路并行路段，既有高速公路通行的大型车辆会对铁路路基存在潜在安全隐患的问题，通过在高速公路路肩处设置波形护栏和混凝土挡墙，以防止车辆对铁路路基造成破坏。结合实际情况，建立了车辆-挡墙碰撞模型，通过分析挡墙的极限受力，确定了最大安全撞击力，再由碰撞力计算公式反求得到车辆的初始碰撞限速和车辆限重。计算结果表明:对通过高速公路毗邻铁路路基段载重货车及大型客车进行适当限速和限重，并设置SS级波形护栏及混凝土防撞挡墙,可以起到保护铁路路基安全的作用。     

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。     

汽车-护栏碰撞系统的安全性研究

基于VPG技术,通过建立完整的“汽车—道路—护栏—乘员—座椅—安全带”模型,从护栏结果的完整性、乘员风险指标和车辆运动轨迹等方面研究了轻型货车撞击三波护栏的安全性及重型货车撞击混凝土护栏的安全性,得出了一系列重要结论。     

高速公路中央分隔带易开型防撞活动护栏碰撞仿真

针对目前国内高速公路中央分隔带开口处活动护栏所存在的安全隐患,提出了一种中央分隔带活动护栏型式,并建立了新型活动护栏的有限元模型。基于HYPERMESH与LS-DYNA软件平台,以HYPERMESH进行前处理,LS-DYNA作为求解器,采用1.5 t皮卡车和10 t货车的有限元模型,分别以侧向碰撞角度20°、速度100 km/h和碰撞角度20°、速度60 km/h为碰撞条件进行了汽车-护栏碰撞仿真。仿真结果表明,该活动护栏满足160 kJ碰撞能量的Am级防撞要求;三向加速度均不大于规定值20 g,最大动态横向位移均小于规定值1.5 m。此新型高速公路中央分隔带活动护栏可以有效地阻挡车辆,并且对车辆具有导向性,使车辆回到正确的行驶方向,在保障乘员安全同时还能减少对车辆的损坏。     

正面碰撞时轿车后排乘员的保护

为提高轿车后排乘员在发生正面碰撞时的安全性,文章利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立包括某轿车车体、安全带和假人的乘员约束系统正面碰撞模型,并与碰撞试验结果进行对比,验证了模型有效性。利用该模型对安全带形式和座垫角度对乘员的HIC、胸部3ms加速度和左右大腿力等损伤值的影响进行了比较,表明使用3点式安全带同时匹配座垫倾角25°的方法,能使头部损伤下降59%,胸部伤害下降20%,腿部损伤下降70%,有效提高后排乘员的安全性。     

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。     

Crash analysis and dynamical behaviour of light road and rail vehicles

The main goal of crashworthiness is to ensure that vehicles are safer for occupants, cargo and other road or rail users. The crash analysis of vehicles involves structural impact and occupant biomechanics. The traditional approaches to crashworthiness not only do not take into account the full vehicle dynamics, but also uncouple the structural impact and the occupant biomechanics in the crash study. The most common strategy is to obtain an acceleration pulse from a vehicle structural impact analysis or experimental test, very often without taking into account the effect of suspensions in its dynamics, and afterwards feed this pulse into a rigid occupant compartment that contains models of passengers. Multibody dynamics is the most common methodology to build and analyse vehicle models for occupant biomechanics, vehicle dynamics and, with ever increasing popularity, structural crash analysis. In this work, the aspects of multibody modelling relevant to road and rail vehicles and to occupant biomechanical modelling are revised. Afterwards, it is shown how multibody models of vehicles and occupants are used in crash analysis. The more traditional aspects of vehicle dynamics are then introduced in the vehicle models in order to appraise their importance in the treatment of certain types of impact scenarios for which the crash outcome is sensitive to the relative orientation and alignment between vehicles. Through applications to the crashworthiness of road and of rail vehicles, selected problems are discussed and the need for coupled models of vehicle structures, suspension subsystems and occupants is emphasized.