基于仿真模拟的双层双波护栏升级改造

结合沈海高速路侧波形梁护栏现状,提出一种双层双波护栏提质升级的改造方案,并利用计算机仿真模拟与实车碰撞试验对双层双波改造护栏的安全性能进行验证。采用经实车碰撞试验校核的仿真有限元模型,建立实车碰撞试验护栏和双层双波护栏的车辆-护栏碰撞仿真模型,模拟“车辆-护栏”碰撞过程,计算护栏的阻挡功能、导向功能、缓冲功能以及变形相关指标,分析双层双波护栏与实车碰撞试验护栏防护性能的差异,结果表明：防护等级安全性能各项指标均满足规范要求;双层双波护栏对中型客车和中型货车的阻挡功能指标优于实车碰撞试验护栏,小型客车碰撞双层双波护栏后顺利导出,双层双波护栏改造结构防护等级能够达到A级(160 kJ);现场实施时应对原护栏结构尺寸、基础以及力学性能指标等参数进行复核,并确保护栏的改造施工满足相关标准规范的要求。     

新型波形梁护栏端头开发

为降低由于碰撞波形梁护栏端头引起的乘员伤亡,参考国内外相关标准,依据中国的交通流特性,提出波形梁护栏端头的碰撞试验条件和评价标准,采用有限元仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种满足评价标准的新型波形梁护栏端头。计算结果表明:开发的新型波形梁护栏端头利用卷曲波形梁吸收车辆动能,能够有效避免波形梁插入车体和翻车事故的发生,车体重心加速度小于20g,保护了乘员安全,同时能够为标准段护栏提供足够约束力,保证标准段护栏的正常防护能力。护栏端头满足评价标准的要求,可为失控车辆提供安全防护。     

高速公路跨线桥防撞护栏碰撞试验条件及评价标准研究

基于中国交通规范、高速公路跨线桥交通事故的特征及高速公路跨线桥现有的安全问题,提出适合高速公路跨线桥的碰撞试验条件和评价标准.探讨了碰撞等级、碰撞车型、碰撞车辆的质量、碰撞速度及碰撞角度等试验条件的确定.根据跨线桥交通事故的特征和车辆乘员安全等要求,提出相关碰撞试验的评价标准,为开发跨线桥护栏和实车碰撞试验提供参考.     

一种中央分隔带分离式改进混凝土护栏的研究

路面加铺导致中央分隔带分离式混凝土护栏高度不足时,需要加高护栏,以提升护栏的防护性能.提出了一种在混凝土护栏上安装钢构件的改进混凝土护栏;采用小轿车、大型客车及大型货车3种车型进行了仿真碰撞分析及实车碰撞试验,研究了小轿车碰撞后乘员加速度a、车辆重心高度HG的变化及大型客/货车碰撞后改进混凝土护栏支撑梁和横梁变形情况.结果表明:小轿车碰撞后,车辆乘员加速度的纵向和横向分量均不大于200 m/s2;大型客/货车碰撞后,改进混凝土护栏的支撑梁和横梁变形出现了部分损坏,车辆能正常导出;改进混凝土护栏的防护等级可达到SAm级.     

山区公路安全设施设计浅析

针对山区公路的路线特点,结合驾驶员行驶特性以及车辆安全性能,分析山区公路不同路段安全设施(标志、标线、护栏等)的设计防护重点,达到较少交通事故,保证交通安全的目的。     

半刚性双波护栏与双条半刚性护栏防撞性能仿真对比

基于ANSYS/LS-DYNA仿真平台,对车辆与半刚性护栏碰撞进行了数值模拟计算,对比分析了半刚性双波护栏和双条半刚性护栏在车辆运行轨迹、乘员安全性及护栏变形量3个方面的差异。研究结果表明:半刚性双波护栏容易造成某些车辆与其碰撞时发生下钻事故和骑跨事故;双条半刚性护栏可以有效防止此类事故的发生,并达到了车内乘员和车辆行驶的安全要求。     

新型波形梁高强钢护栏的安全性能研究

为提高波形梁钢护栏的防护性能,针对目前波形梁钢护栏所选用的碳素结构钢材料的不足之处,研发了一种新型波形梁高强钢护栏。以SA级护栏为研究对象,依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05 01—2013),采用LS-DYNA软件分别对新型波形梁钢护栏和现行国标护栏进行碰撞仿真试验,同时进行实车足尺碰撞试验,试验结果表明,新型波形梁高强钢护栏的阻挡、导向和缓冲性能良好,能够满足标准规定的SA级要求。     

城市快速路桥梁护栏碰撞条件分析

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,按照规范要求分别确定出桥侧护栏和中分带护栏碰撞条件。经过研究确定:桥侧护栏防撞等级为SS级,防撞能量为520kJ,其碰撞试验条件组合为小型车采用1.5t小客车以100km/h的速度和20°的角度碰撞护栏、大型车采用18t大客车以80km/h的速度和20°的角度碰撞护栏;中分带护栏防撞等级为Am级,防撞能量为160kJ,其碰撞试验条件组合为小型车碰撞采用1.5t小客车以100km/h的速度和20°的角度碰撞护栏、大型车碰撞采用10t大客车以60km/h的速度、20°的角度碰撞护栏。研究表明,基于该碰撞条件设计验证的护栏,能够有效防护失控车辆,降低事故发生的概率,减少事故造成的损失,提高城市道路交通安全水平。     

公交客车安全技术标准有望出台

为进一步提高城市公交车辆的安全性，受交通运输部道路运输司委托，中国公路学会客车分会目前在北京召开了公交客车安全技术研讨会。研讨会讨论了制定《公交客车安全技术要求》标准的相关事宜以及客车应急窗、撤离舱口具体技术要求等内容。交通运输部道路运输司就公交客车安全技术提出了明确指示，要求从技术、标准方面进一步提高公交客车安全性，并将其落实到公交优先的发展战略上来。     

超高速公路三波护栏安全性碰撞仿真

从超高速公路三波护栏防护性能角度出发，运用有限元软件HyperWorks和LS-DYNA进行联合仿真。分别以100～180 km·h^-1为碰撞速度、5°～20°为碰撞角度，以护栏最大动态变形量和吸能量、汽车的驶出角和合成加速度为评价指标，对三波护栏的防护性能进行考量。研究结果表明：随着碰撞速度和角度增加，护栏吸能占比曲线呈先增后减再增趋势，波形梁是护栏的主要吸能部件。碰撞速度为160 km·h^-1、碰撞角度为20°时，护栏最大动态变形量为880.2 mm,超出750 mm安全值；碰撞速度为140 km·h^-1、碰撞角度为20°时，车辆驶出角为12.16°,超过驶入角的60%,对临近车道车辆造成不利影响，车辆合成加速度峰值为33.05 g,大于安全值20 g。该三波护栏用于设计速度低于140 km·h^-1的超高速公路，防护性能满足安全评价标准。     

对高速公路护栏设置安全性的探讨

就发生公路交通事故的因素进行了探讨,介绍了高速公路护栏结构和设置原则,据此进行了其防撞性能分析,以及安全性能的评价,并对提高现行的护栏防撞能力、保证护栏安全性提出了几点建议。     

山区公路路侧安全性研究及对策

山区公路的路侧事故率较高,这与山区公路中缺乏防护设施的保护有关。为改善山区公路安全性能,降低车辆冲出路外的路侧事故,对公路路侧安全性设计原则进行研究,从而提高路侧安全设计水平。针对山区公路特有的特点,提出在山区公路中应加强路侧护栏的设置,路侧护栏作为公路上基本的交通安全设施,能减轻事故的严重度。     

山区公路险要路段路侧护栏的优化设计

结合HYPERMESH和LS-DYNA,对护栏、道路以及车辆碰撞模型体系进行整合,最终建立起完整的碰撞模型体系.由LS-DYNA对不同的护栏设计方案进行仿真计算,得到了各个试验中的车辆行驶轨迹、车辆速度、加速度、车辆与护栏的位移、碰撞模型体系的接触界面力、碰撞过程中能量的转化情况、等效应力以及塑性应变等,并使用LS-PREPOST对这些数值进行了详细的分析.对比所有试验结果,结合护栏选择原则,得出了护栏设计方案中最合理的方案.     

常用波形梁护栏端头碰撞分析

车辆碰撞圆头式和地锚式端头时会发生恶性事故,故建立车辆碰撞端头的有限元模型,从侧面和正面碰撞两个角度对端头进行安全评价,分析事故形态和原因,以为新型端头的开发研究提供建议。研究结果表明:正面碰撞圆头式端头时,会发生波形梁板刺穿车体的事故;正面碰撞地锚式端头时,会发生翻车甚至翻滚的事故;侧面碰撞圆头式端头时,会发生车辆冲开护栏的事故;侧面碰撞地锚式端头时,会发生车辆翻越护栏的事故。通过对事故形态的分析,得出圆头式端头面积小且不能移动是波形梁板插入车体的主要原因,立柱不可倒伏是车辆加速度超标的主要原因,端头锚固力不足是车辆冲开护栏的主要原因,车辆爬升地锚式端头是翻车的主要原因。建议开发的新型波形梁护栏端头,能够沿波形梁板移动,与端头连接的立柱可倒伏,同时新型端头能够为标准段提供足够的约束力。以此为基础开发的新型波形梁护栏端头已应用于实际工程。     

桥梁钢护栏防撞性能有限元分析

梁柱式钢护栏作为一种半刚性护栏,具有一定的刚性和柔性,能依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞.为研究桥梁钢护栏的防撞性能,本文采用ABAQUS有限元分析软件对桥梁梁柱式钢护栏进行静力碰撞分析,研究了碰撞速度一定时,不同碰撞角度对碰撞性能的影响,结果表明在初始碰撞速度80 km/h不变的情况下,随着碰撞角度的增大,护栏的最大应力和最大位移都将增大,从而使护栏提前进入塑性阶段而屈服.     

轻质泡沫土路段波形护栏结构性能研究

波形护栏通过阻挡、缓冲、导向来降低失控车辆的碰撞损失,保障司乘人员的生命安全,是道路交通安全防护的重要设施。由于传统的线弹性有限元模型无法反映护栏发生塑性屈曲变形的真实情况,提出采用能量法对波形护栏的防撞性能进行验证,以佛山市某道路二期工程为例,对轻质泡沫土路段波形护栏的安全性能展开研究。研究表明,采用能量法计算出波形护栏的结构破损极限荷载大于设计碰撞力,满足波形护栏的防撞性能要求。     

汽车与防撞护栏的碰撞运动研究

对防撞护栏与汽车工作特性以及防撞机理进行分析,并分析现有计算碰撞力的原理和方法,修正考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的修正的质量一弹簧模型,确定车辆和防撞护栏系统动力方程,给出在汽车冲撞过程中护栏所受碰撞力的计算表达式,求解碰撞力,并与实车碰撞结果进行比较和分析.对合理设计新型防撞护栏提供了重要的依据.     

防撞活动护栏碰撞分析

为确定几种新型防撞活动护栏安全性能,采用有限元仿真分析和实车足尺碰撞试验相结合的技术手段,对几种新型防撞活动护栏进行碰撞分析.结果表明,折叠式活动护栏对小型车辆形成绊阻,不满足评价标准要求;小客车和大客车碰撞链式混凝土、桁架式和钢管预应力索活动护栏后均能恢复到正常行驶姿态,小客车车体重心处加速度最大值分别为9.78,8.8和8.1g,小客车驶出角度分别为10.2°,9.8°和10.2°,大客车驶出角度分别为6.8°,4°和0°,护栏最大动态变形分别为1.25,0.807和1.093 m,3种护栏防撞能力分别达到93,93和160kJ.     

钢管预应力索防撞活动护栏开发

采用钢管和预应力钢索组合结构,开发出新型防撞活动护栏,分析了活动护栏碰撞试验条件和安全评价标准,建立了有限元仿真模型,并采用LS-DYNA显式有限元程序进行求解,最后利用实车足尺碰撞试验对活动护栏进行安全评价。试验结果表明:该护栏防撞能力达到160 kJ;碰撞后车辆能够恢复正常行驶姿态;小车、大车碰撞时护栏最大动态位移试验结果分别为972、1 093 mm,仿真结果分别为913、1 100 mm;小车、大车驶出角度试验结果分别为10.2°、0°,仿真结果分别为9.1°、0°。仿真结果与试验结果一致,活动护栏满足评价标准要求。     

不同车型与波形梁护栏数值碰撞的仿真模拟分析

为了检验不同波形梁护栏对于即将冲出路外的大客车的拦阻作用的有效性和阻拦效果较好的护栏对半挂车的阻拦效果,分别建立大客车、半挂车和波形梁护栏的有限元模型,在动力学范畴内利用计算机仿真软件完成大客车、半挂车与波形梁护栏的碰撞实验,并通过动力学计算软件LS—DYNA3D,在该软件环境下完成车辆一护栏之间的碰撞大变形计算。在得到试验结果后,用HyperView提取结果文件,观察车辆和护栏的变形、云图、瞬变以及速度衰减历程曲线。最后对得出的碰撞实验结果数据进行对比分析,以较为真实反应车辆和护栏碰撞的发生机理．并为弼f．有护栏提出政善提供依据．