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。     

基于轿车撞击的跨线桥中墩波形护栏改进方案分析

中央分隔带内桥墩受到失控车辆撞击不仅威胁跨线桥梁结构安全,还会造成巨大生命和财产损失,对跨线桥中墩处防护措施开展研究十分迫切。文中通过分析跨线桥中墩处护栏防撞目的和控制指标,提出利用护栏立柱加密、增设护栏梁板及两种措施结合的3种改进方案,通过建立护栏-车辆有限元模型开展碰撞仿真分析。结果表明,增设护栏梁板既能增大护栏刚度、减小护栏变形,还能增大车头及车身与梁板的撞击和摩擦接触面,对防护效果有适量改善;立柱加密在达到增大护栏刚度、减小护栏变形效果的同时增加了车辆侧翻和乘员受伤的危险;将立柱加密和增设梁板相结合,既能大幅减小护栏最大横向变形,又具有较好的耗能能力,在满足护栏阻挡、缓冲、导向功能的前提下,是针对小轿车撞击跨线桥中墩防护的合理方案。     

半刚性三波护栏与客车碰撞的仿真分析

针对高速公路广泛使用的半刚性波形护栏建立“汽车-护栏”有限元模型,分析模拟BHI型防阻块三波护栏与客车的碰撞过程,并从护栏结构的完整性、乘员风险指标和车辆轨迹三个方面研究三波护栏对客车的防御能力。结果表明,BHI型三波护栏对客车有良好的防御与导向能力,充分发挥了护栏的作用。整个仿真过程与实际情况基本相符。应用有限元法进行护栏与车辆碰撞仿真模拟不仅具有重复性强的优点,还可以提供试验所无法得到的结果。     

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。     

大客车车身骨架侧面碰撞模拟分析

阐述了汽车碰撞有限元法和接触碰撞系统,模拟了大客车与大客车侧面碰撞,并从骨架结构变形、乘员生存空间、碰撞能量、碰撞速度和加速度方面详细分析了撞击和被撞大客车车身骨架碰撞安全性,提出了提高大客车车身骨架耐撞性的方法.     

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。     

美国高速公路上的防撞预警带

高速公路两侧的护栏是用来吸收失控车辆的碰撞能量 ,阻拦失控车辆越出路外 ,减轻乘员人身伤害的一种装置。当然 ,最好是不要或尽量避免发生撞栏事故。设想 ,如果能添加某种预警装置 ,在车辆接近护栏 ,可能发生撞栏的那一刻 ,及时提醒驾驶员 ,这就必然会减轻或避免撞栏事故。2 0     

客车正面碰撞安全性仿真分析

根据所建立的客车有限元模型,进行其正面碰撞仿真分析。针对客车前部吸能区短、发生正面碰撞时吸能效果差的特点,提出在客车前部增加吸能模块的设计方案。仿真结果表明,前部吸能模块能吸收大部分碰撞能量,使整车的耐撞性能提高,使乘员的损伤风险降低,表明所提出的改进方案是有效的。     

座椅设计参数对低速尾撞中乘员颈部伤害影响的仿真研究

在MADYMO环境下建立包括座椅、座椅安全带、BIORIDⅡ假人的尾撞仿真模型,应用MADYMO及AUTODOE对座椅设计参数及座椅平动吸能机制对低速尾撞中乘员颈部损伤指标的影响进行了研究。模拟结果表明,座椅靠背铰旋转刚度、椅背屈服力矩、椅背接触刚度等参数对乘员头颈部响应的影响显著,通过适当的座椅参数设计可以达到降低尾撞中乘员损伤几率的目的。同时,座椅整体平动吸能对座椅尾撞安全性能的提高也在模拟中得到了验证。     

桥梁防船撞波纹钢夹层吸能结构耐撞性研究

为了确定桥梁防船撞波纹钢夹层结构的合理布置方式和结构参数,根据某长江大桥桥墩防撞需求设计波纹钢夹层结构,采用LS-DYNA软件建立夹层结构和船艏的有限元模型,模拟船艏撞击夹层结构的过程,分析不同波纹板布置方向、波纹板厚度和面板厚度下夹层结构的耐撞性指标和撞击力。结果表明:波纹板竖直布置比水平布置具备更好的吸能效果;波纹板厚度对耐撞性指标的影响不大;耐撞性指标随面板厚度的增大先增大后减小,厚度为7mm时耐撞性指标最大;波纹钢夹层结构对船舶撞击力的削减达到60%以上;波纹钢夹层结构对撞击能量不敏感,具备较好的稳健性和吸能效果。     

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。     

利用小波变换对钢索公路护栏的拦截性能研究

实车与足尺护栏碰撞试验是研究公路护栏的安全性最直观和有效的方法,其本质上是以实际交通事故再现的方式分析碰撞前后汽车相对护栏的运动状态和乘员伤害情况。通过实车与足尺钢索护栏的碰撞试验,用小波变换方法分析碰撞过程中的非线性、非稳态信号,能够较为准确的研究护栏、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,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。     

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。     

轿车车门侧面碰撞有限元模拟

针对轿车侧面碰撞安全性问题,通过有限元方法对中国产某轿车车门的侧面碰撞安全性进行了模拟分析。应用美国ETA/VPG及LS-DYNA软件,建立了车门有限元模型,参照美国侧面碰撞法规FMVSS 214,对车门结构侧面抗撞性能进行了有限元模拟分析,并对车门结构进行改进,探讨了相应的轿车侧面碰撞安全性改进措施。由改进前后的仿真计算结果对比表明:改进后车门向内的变形减少了,该车型侧面抗碰撞能力得到提高,从而使侧面碰撞安全性得到改善。     

微型客车车身结构正面碰撞参数化模型的建立

选取某微型客车为研究对象,通过实车正面碰撞试验和计算机仿真分析,建立了用于概念设计阶段的面向微型客车车身结构正面抗撞性设计的参数化模型,阐述了建立模型的建模技术。所建的参数化模型已经通过了有效性验证,而且该模型支持微型客车概念设计阶段的结构正面抗撞性快速方案设计。     

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。     

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。     

基于RCAR试验的汽车低速碰撞性能设计

介绍了RCAR低速碰撞试验与评价方法,RCAR碰撞结果对车辆保险费用的影响以及车辆低速碰撞性能设计的思路和方法,并以长城某轿车为例,利用仿真方法,从碰撞能量计算、吸能弹簧单元和吸能盒结构设计等方面具体阐述了车辆低速碰撞性能设计过程.     

一级公路改建高速公路中分带再利用护栏研究

某一级公路改建为高速公路,为缩短施工周期、降低工程造价,同时兼顾路面加铺工况,经过充分研究,在可再次使用原中央分隔带两波形梁护栏和路侧护栏结构的基础上,提出一种中分带再利用护栏。该结构采用计算机仿真方法进行安全性评估,并已通过实车足尺碰撞试验。试验结果表明,中分带再利用护栏防护等级达到三（Am）级,阻挡功能、缓冲功能、导向功能均满足要求,护栏安全性能可靠。该再利用护栏已在实际工程中应用,不仅提高了中央分隔带护栏的安全防护能力,而且取得良好的经济效益。