声屏障防撞安全技术仿真分析

针对现有公路声屏障结构存在的对碰撞车辆产生严重绊阻的安全问题,采用理论分析、计算机仿真等技术手段对失控车辆碰撞声屏障的形态特点、绊阻原因等进行了深入分析,找出了影响声屏障防护安全的关键因素,并研究提出了一种集安全防护、隔(吸)音降噪和景观于一体的多功能新型声屏障结构,这种新型声屏障结构与混凝土护栏的组合系统,最大能够对SA级(400kJ)碰撞条件进行有效防护,消除了现状声屏障结构存在的固有安全风险,大大提升了公路行车安全水平。     

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。     

凤凰型美观混凝土护栏的实车碰撞试验研究

根据常(德)—吉(首)高速公路SS级防撞等级的凤凰型美观混凝土护栏的实车碰撞试验研究,主要介绍了公路护栏安全性能、防撞性能和导向性能的实车碰撞试验及评价方法,从试验的准备、试验及数据采集、试验结果数据的分析、试验结果的评价等方面进行了全面概述,同时,对碰撞试验条件参数、试验车型、数据采集、性能评价指标及评价标准等提出了相应要求,为今后护栏的研究和设计提供经验参考,也可以作为其它交通安全防护设施的设计、研究及性能评价的借鉴实例。     

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。     

新型梁柱式钢护栏研发与防撞性能试验研究

按照新的JTG B05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》,设计了一款新型SS级的梁柱式钢护栏,利用LS-DYNA软件对其进行碰撞仿真模拟。在仿真评价通过后,进行了实车足尺寸碰撞试验验证。结果表明该款护栏防撞级别能够达到SS级。     

框架式开口护栏标准段实车足尺碰撞试验

为解决中央分隔带开口处防撞性能低的问题,保证中央分隔带防撞强度的连续性,提出了一种新型框架式开口护栏结构,采用实车足尺碰撞试验方法对框架式开口护栏结构进行安全性能评价。根据试验结果可知该开口护栏各项指标满足评价标准的要求,防护等级达到三级(A级,防护能量160kJ),开启关闭方便、横向动态变形小、景观效果好,对于提高中央分隔带安全水平具有重要意义。     

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.     

公路运营期护栏安全性评价方法研究

公路护栏的安全性评价不应局限于设计阶段的实车足尺碰撞试验,还应评价其在实际道路交通条件下的安全性能表现。为了解决我国公路运营期护栏安全性评价仅停留在"设计符合性检查"层面的问题,本文结合实际道路交通条件及相关交通事故对公路运营期护栏安全性评价进行深入研究,提出了一种基于公路线形、交通特性、车辆碰撞能量及碰撞护栏事故的评价方法。通过在济青高速双层双波护栏上进行应用,证明了该评价方法的合理性及可操作性。公路运营期护栏安全性评价方法的提出对于完善护栏安全性评价体系,提高公路护栏安全防护水平具有重要的意义。     

公路防撞开口护栏自动开启技术研究

针对当前具有防撞功能的中央分隔带开口护栏基本都采用人工开启的方式,效率低且安全隐患大,现研究一种防撞开口护栏的自动开启系统,通过改造现有A级中央分隔带开口护栏接头形式、设置升降式限位立柱以及改造端部导向形式等使护栏结构实现移动功能,同时采用可编程逻辑控制器(PLC)对护栏体的平移及限位立柱的升降进行逻辑控制,既保证了护栏的防撞功能,又实现了护栏的自动开启和关闭。通过实车足尺碰撞试验及运行试验表明,该护栏系统不仅具备三级(Am)的防撞能力,且在3.5 min内开启长度可达20 m,相较于人工开启,极大缩短了操作时间,提高了开启效率,实现了公路领域防护设施的自动化控制。     

汽车铝质防撞梁的轻量化设计及分析

运用结构优化的方法,对防撞梁进行轻量化设计并分析防撞梁的刚度、模态、托钩强度及高速刚性墙碰撞等工况性能。结果表明:铝合金防撞梁的轻量化及安全性能较高强度钢均有明显改善,且铝合金防撞梁吸能量大,加速度峰值小,在满足被动安全性与行人保护安全性要求的同时,可实现轻量化。     

新型四级多功能型护栏实车足尺碰撞试验研究

为了提高武易高速公路双向行驶匝道区域的行车安全性,针对目前应用于高速公路护栏的不足之处,提出了一种新型四级(SB)多功能型护栏,该护栏采用模块化设计,刚度合理,在车辆碰撞产生横向变形较小的条件下具有较好的缓冲吸能功能。为验证护栏是否满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)规定的四级(SB级,防护能量≥280kJ)防护等级的要求,依据评价标准采用小型客车、中型客车、大型货车对护栏进行了实车足尺碰撞试验,试验结果表明新型四级(SB)多功能型护栏满足评价标准要求,护栏最大横向动态变形值满足武易高速公路实际要求,可以应用于工程实际。     

长沙暮坪湘江特大桥主桥抗撞性能研究与防撞设计

为保证长沙暮坪湘江特大桥主桥船-桥碰撞安全性,对该桥进行了抗撞性能研究与防撞设计。采用LS-DYNA软件开展船-桥碰撞分析,确定设防船撞力;结合冲击谱近似方法确定设防船撞动力作用,计算桥墩动力需求与抗撞能力,评估结构安全性;针对主墩拱脚防护及过渡墩抗弯能力不足等问题,提出由UHPC面板、内置X型耗能钢板、EPS泡沫及D型防撞护舷等构成的钢-UHPC组合防撞设计方案,并开展防撞效果有限元分析。结果表明：除撞击力峰值外,最高水位工况下结构响应均大于最低水位工况;未设置防撞装置时主墩具有较好的抗撞能力,且有一定的安全富余,而过渡墩无法满足抗弯需求;主墩设置防撞装置能在1.5 s内将船舶侧撞速度降为0,有效地阻止了船舶侧向侵入,过渡墩防撞装置钢板厚10 mm时,撞击力峰值降低了35%,主要响应峰值降幅达40%～50%。     

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。     

山区公路低成本箱式填石护栏的研究开发

以满足安全防护要求和尽可能降低成本为原则,研究开发出一种适用于山区公路的箱式填石护栏。该护栏以便于山区就地取材的片石(毛石)为护栏原材料,采用预制拼装混凝土箱体方式施工,降低了护栏施工的成本和周期。根据实车碰撞试验结果,箱式填石护栏防撞等级能够达到A级(160kJ),各项安全性能评价指标均满足相关标准要求,小客车和大货车碰撞护栏后,护栏整体结构均未损坏,减小了碰撞后护栏的维修工作量,从而可降低运营期的养护成本。通过在贵州省部分山区公路路段的实际工程应用,研究总结了箱式填石护栏的施工工艺和施工注意事项。     

公路声屏障设计方法探讨

本文依据我国公路声屏障绕射减噪量实用计算方法及公路声屏障吸声结构等试验研究，论述了公路声屏障的设计思路与方法，并应用于我国第一座公路声屏障的修建。     

基于测速与测距技术的汽车安全座椅设计

为提高汽车的正面防撞安全性能,降低甚至避免二次碰撞危害,文章特提出一种新型的汽车安全座椅的设计方案。文章介绍了基于测速与测距技术的汽车安全座椅在功能、结构设计及椅背倾角调节等方面的关键问题,并从基础理论的角度进行了可行性验证,说明该技术能提前预测碰撞危险,并及时采取措施避让,提高了汽车的安全性。     

基于熵权TOPSIS法的CFRP防撞梁轻量化研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,本文中基于抗撞性要求将某乘用车保险杠原钢制防撞梁替换为CFRP,并进行铺层优化设计。首先对CFRP层合板进行力学性能试验以获得材料参数,并通过三点弯曲仿真试验验证其准确性,然后根据等刚度设计原理,确定CFRP防撞梁的厚度,并通过保险杠低速碰撞有限元仿真对比分析两种材料防撞梁的抗撞性能。在此基础上,以质量、比吸能、最大侵入量和碰撞力峰值为目标,采用熵权TOPSIS方法对CFRP防撞梁进行铺层优化,确定出最优铺层方案。结果表明,在保证抗撞性能要求的条件下,优化后的CFRP防撞梁比原钢制防撞梁减轻了76.82%。     

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。     

小偏置碰撞中车轮侵入方向对于车门防撞管的影响

根据中国保险汽车安全指数(C-IASI)提出的关于低重合率正面碰撞(SOFC)的评价试验(25%小偏置正面碰撞试验)及评价规范对某车型进行评价和优化。基于Pam-Crash求解器,使用有限元仿真法研究车身及门内防撞管在受到从车轮传递的不同方向的载荷条件下的变形情况及乘员舱的侵入量,并针对其中的防撞管出现的问题提出优化方案。研究表明,车门防撞管是否能有效支撑,对于乘员舱侵入量大小有显著的影响,通过增加车门防撞管支架的方案,能够有效防止防撞管脱出,增强防撞管安装稳定性。     

新型中央分隔带开口护栏的实车碰撞试验研究

依托长(沙)-益(阳)高速公路中央分隔带开口护栏实车足尺碰撞试验,介绍了最新的公路护栏安全性能评价标准,对试验准备、数据采集以及评价方法作了全面概述,同时对试验条件作了详细说明,为今后公路护栏的研究测试提出经验性参考,也为其他相关交通安全防护设施研究提供借鉴。