试验与仿真相结合对防撞垫进行评价

首先对一款新设计的TS级可导向防撞垫进行正面碰撞仿真模拟,在仿真结果符合碰撞标准后,进行实车碰撞试验,通过试验数据来修正初始碰撞模型.利用修正后的碰撞模型来模拟防撞垫其他三种碰撞,通过试验与仿真综合评价的结果表明该款防撞垫能满足TS级防撞性能要求.     

TS级可导向防撞垫的研究开发

针对我国高速公路三角分流地带存在不合理设计的情况,提出了一种新型可导向防撞垫结构。利用计算机仿真技术及实车碰撞试验对该防撞垫进行了正碰、斜碰、偏碰、正向侧碰、反向侧碰5种不同类型碰撞,依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)仿真结果及实车碰撞结果进行评价,评价结果均表明该防撞垫防护等级满足TS级标准要求。     

新型防撞垫安全性能仿真与试验

为降低公路交通分流处车辆碰撞护栏端部事故的严重性,结合对防撞垫缓冲吸能原理的分析,设计出一种新型防撞垫结构,通过有限元仿真模拟和实车碰撞试验进行防撞垫安全性能分析与评价。结果表明:设计的防撞垫结构能够防护1.5t的小客车以60km/h速度正面碰撞,碰撞后车辆安全停止,停车位置满足导向驶出框要求,防撞垫的变形形态符合设计预想的缓冲吸能机理,乘员碰撞速度、乘员碰撞后加速度以及假人测试结果均满足乘员风险指标要求,试验结果和仿真结果具有较好的一致性,部分量化指标的误差在10%以内。研究结果为设计人员提供了一种可供选择的防撞垫结构,应用后必将提高公路交通分流处的安全防护水平。     

路侧安全设施设计——美国加州路侧安全实践的启示

3．3．4防撞垫防撞垫设置的目的就是防护路侧或出口三角带的护栏端头或者混凝土桥梁墩台等障碍物,减低事故车辆的事故严重性,并正确重新导向。依据其工作特性大致可分为两种类型,即压缩型和惯量传递型。压缩型通过防撞垫本身的变形或破碎吸收能量。比如RE- ACT350,ADIEM350,和Quardguard等专利产品。这种类型的防撞垫必需刚性支座来工作。惯量传递型,即通过将碰撞车的惯量传递给其它物质以消能,比如砂桶。这种类型的防撞垫不需刚性支座来工作。     

吸能梁式公路可导向防撞垫开发研究

针对目前市场上公路防撞垫价格较高的现状,依据薄壁管梁的吸能原理,设计了一种缓冲吸能梁,通过计算机仿真分析研究,确定了单个吸能梁的吸能能力.吸能梁与支撑架组装成防撞垫,该防撞垫具有可导向功能,并且可根据需要调整吸能梁的组数以满足不同的车辆碰撞速度要求,最大程度地保障车内乘员安全,该防撞垫与国内外其他同类产品相比,其性价比优势明显.     

防撞垫及其在高速公路中的应用

本文介绍了防撞垫系统的原理、分类及其设计思想,根据我国高速公路交通安全设施的实际情况,阐述防撞垫系统在我国高速公路中的具体应用.     

独立桩防撞垫耐撞性拓扑优化设计

目前对独立桩(电线杆、树等路面固定物)专有的保护装置的研究还较少,现有设计一般只单方面考虑失控车辆或被撞击物的安全性。针对现有独立桩保护装置安全性不足的问题,设计了一种满足TB级(60 km/h)的保护独立桩的防撞垫。首先根据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013),并考虑城市道路行驶条件,选择1.5 t小客车作为碰撞车型,依次建立车辆-防撞垫正碰、斜碰和偏碰3种工况下的拓扑优化有限元模型;然后运用基于混合元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,对防撞垫进行耐撞性拓扑优化分析,获取了较为规则、合理的独立桩防撞垫的拓扑构型。利用正交试验设计方法对保护独立桩防撞垫进行优化设计,确定保护独立桩防撞垫的结构尺寸参数的最优组合。最后,对最优参数组合的防撞垫进行有限元仿真验证分析。结果表明,车辆撞击优化后的防撞垫,3种工况下的车辆质心加速度均小于20g,满足防撞垫安全性能评价标准要求;安装了防撞垫的独立桩受到的撞击力仅为没有安装防撞垫的独立桩受到的撞击力的1/3,能够大大降低独立桩断裂的风险。优化后的独立桩防撞垫结构尺寸较小,便于安装和使用,对于保护事故黑点、重要场景中的独立桩,保障乘员安全具有实用价值。     

钢套箱-群桩组合防撞结构防撞性能仿真分析

为确定船舶碰撞作用下钢套箱-群桩组合防撞结构的工作机理和防护能力,以余信贵大桥防撞设计为背景,采用显式动力分析软件LS-DYNA建立船舶-组合防撞结构碰撞计算模型,进行不同工况下船舶撞击防撞结构仿真分析,对碰撞相互作用过程、撞击荷载、船舶及结构响应进行分析。结果表明:中心碰撞时的碰撞荷载峰值、持时、冲量和桩顶位移比偏心碰撞时大;中心碰撞时船舶动能大部分转化为系统内能,偏心碰撞时船舶动能大部分保持在自身;典型中心碰撞工况下,船艏及组合防撞结构局部发生塑性变形,但未超过材料强度极限。该防撞结构具有较好的防撞吸能和导向能力,可以保护桥梁结构免受撞击,降低碰撞船舶的损伤。     

高速公路新型泡沫铝防撞护栏性能研究

利用泡沫铝材料良好的吸能特性,通过特殊设计将泡沫铝材料应用于道路护栏防阻块中,配合高延展性的合金钢三波护栏板,组成新型泡沫铝防阻块防撞护栏,对新型泡沫铝防阻块防撞护栏进行实车足尺碰撞试验,分析不同车型碰撞试验效果,并与传统护栏进行比较。结果显示:在防撞缓冲方面,新型泡沫铝防阻块防撞护栏优于传统牛角弯头护栏,具有良好的应用前景。并在京台高速公路德齐段改扩建工程中得以应用。     

护栏端头事故分析与解决方案

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重性,通过事故形态分析,提出护栏端头碰撞条件与评价标准,并给出解决方案。结果表明,小型车碰撞护栏端头易造成乘员严重伤害,应采用小型车对护栏端头进行安全评价;卷板式护栏端头通过卷曲波形梁板吸收车辆动能,碰撞方向加速度为12.5 g,可有效防护小型车100 km/h正面碰撞;吸能箱式防撞垫通过结构变形吸收能量,小型车60 km/h正面碰撞加速度最大为10.7 g,侧面碰撞加速度最大为16.1 g。研究成果对护栏端头安全设计和标准完善有指导作用。     

高速公路防撞护栏立柱改进设计

汽车与高速公路防撞护栏的碰撞是极其危险的。利用ANSYS／LS—DYNA对三种防撞护栏的立柱进行仿真模拟试验，根据研究结果进一步提出护栏设计和改进的方法，从而降低事故对乘员的损伤程度。     

面向内河航道中小桥梁的主动防撞预警系统设计

随着桥梁建设的高速发展以及航运业的日益繁忙,船撞桥问题逐渐成为航道管理和公路管理的痛点问题之一。基于广泛应用的柔性复合材料防撞设施,利用机器学习等方法建立碰撞感知模型,使用低频三轴加速度传感器、红外对射、超声波测距及雷达技术,初步设计出一种面向内河航道中小桥梁的主动防撞预警系统,该系统可降低船撞桥事故发生的数量,提高事故发生后的处理效率。可为船撞桥事故的快速评估提供数据支撑,实现撞击过程的三维感知,有效解决肇事船舶逃逸和难以定损的问题,具有较好的经济和社会效益。     

基于车路协同的高速公路车辆碰撞预警模型

为了预防和减少高速公路碰撞事故的发生,及时向高速公路一定范围内的相关车辆提供事故预警信息,提出了一种基于车路协同的高速公路车辆碰撞事故预警模型。首先,基于4G和DSRC通信网络构建了高速公路通信场景与事故预警框架。其次,建立了高速公路环境下双车道两车相撞的事故场景,分析了车辆在高速行驶时发生碰撞的动机以及可能发生的碰撞事故类型。最后,分析了追尾碰撞与侧向碰撞发生之前两车在横向和纵向两个方向接近的全过程,探索两种碰撞事故发生的内在规律,建立潜在碰撞事故判定规则,并基于车路协同技术建立了以时间、位置、速度、车间距以及制动距离为参数的车辆追尾碰撞预警模型与车辆侧向碰撞预警模型。针对实车场地试验对碰撞事故测试成本高难度大等问题,基于Veins仿真平台搭建了具备4G和DSRC异构通信网络环境的高速公路车联网仿真场景,对两种事故预警模型的性能进行测试。测试结果表明,在车速低于120 km/h的情况下,通过潜在碰撞事故判定得到预警结果,并给相关车辆发送事故预警消息广播,能有效避免追尾碰撞和侧向碰撞的发生。     

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。     

汽车防追尾外置安全气囊预警系统设计与仿真

高速公路发生追尾时对汽车破坏性巨大且人员伤亡率极高,为减少追尾事故带来的伤害设计了一套汽车防追尾外置安全气囊预警系统。该系统通过数学模型来对危险进行判定分析,采取安全距离预警、外置安全气囊点爆和安全带分级预紧三种措施,最大限度地卸去碰撞时的冲击力。实现碰撞前预警,碰撞前提前约束人体,点爆气囊,在发生追尾事故时为乘员提供最全面的保护。通过建立CarSim与Simulink的联合模型验证了系统的可行性。     

改进的山区高速公路伤亡事故贝叶斯网络及事故成因分析

为研究山区高速公路伤害和死亡事故的致因因素,利用故障树建立伤亡事故的贝叶斯网络模型,分别从人、车、路、环境4个方面分析事故影响因素,通过推理和计算可得出相应的发生概率.考虑故障树模型欠缺多态性、相关性和不确定性,提出改进的山区高速公路贝叶斯模型.研究发现:在受伤事故中,车辆因素和驾驶员因素占比最大,其次为道路和环境因素;在死亡事故中,道路因素占比相较于伤害事故增大,明显大于驾驶员因素;其中车辆类型为大型车、夜间无照明和超载3个致因因素导致伤亡事故的可能性增大最为显著.提取危险程度较高的影响因素并提出交通安全改善建议,对山区高速公路交通安全的改善治理工作具有重要意义.     

防撞垫用吸能桶结构研究

吸能桶是防撞垫研发的技术核心,其结构形式与设置方式直接影响防撞垫的防护性能。本文通过对吸能桶结构研究,确定了一种合理、可靠的防撞垫吸能桶型式和设置技术。结果表明:对于吸能桶来说,不同形式的加强肋板对其结构刚度影响较大。通过对不同加强肋结构吸能桶研究,得出带加劲环肋的镂空八边形吸能桶结构吸能效果较好;为实现逐级吸能、平稳吸能及持续吸能,防撞垫的吸能桶吸能效果应前弱后强,碰撞时可依次压缩。     

轿车车门侧面碰撞安全性结构改进

针对某型轿车白车身前车门侧面碰撞安全性差,可变形吸能区短的特点,利用加装防撞横梁和改进横梁材料的方法对车门进行改进.数值计算表明,改进后的结构提高了车门的侧面耐撞性,保证了司乘人员的安全.在车门中加装防撞杆可以有效提高车门侧面碰撞性能,将防撞杆的材料由普通钢改为高强钢,可进一步提高车门抗撞性,为今后开展汽车的侧面碰撞研究提供了借鉴方法.     

汽车碰撞研究的几个基本问题

介绍了世界上汽车碰撞事故造成的人员伤亡情况,阐述了为减少汽车碰撞事故而进行汽车碰撞研究的必要性。同时提出了在汽车碰撞研究中的几个基本问题,如汽车碰撞过程和人员受伤过程、汽车碰撞现场调查记录、衡量汽车碰撞强烈程度和指标等。     

交通安全新技术在高速公路应用实例

为了提高新技术应用效果,在文献检索和应用总结的基础上,分析了车速反馈技术、太阳能交通标志技术、路侧振动带技术、防撞垫技术等交通安全新技术在高速公路上的适用条件和技术要求,并根据分析结论,以庐山西海高速公路为依托进行了工程实施验证,可为其它高速公路交通安全新技术应用提供参考。