云川金沙江大桥防船撞装置与工程应用

随着跨江桥梁的增多及航道的升级,越来越多的桥梁面临船撞风险。合适的防撞装置能增加桥梁的抗冲击能力,减小桥梁与船舶的事故损失。现介绍云川金沙江大桥的防撞装置,从消能效果验证、承载力验算等方面进行阐述,并列举工程应用实例,证明该装置的实用性。     

某航道桥下部结构受船舶撞击后安全性能评估及修复

为评估航道桥下部结构的船撞安全性,以遭受船撞的某内河航道桥为研究对象,采用有限元方法和相关规范计算受撞击的5号桥墩自身水平抗力、船撞力、墩顶位移,并从墩顶位移和桥墩抗力两方面对受撞桥墩的安全性进行评估。结果表明:5号桥墩的横桥向和顺桥向抗力均由桩基强度控制,分别为2528 kN和1142 kN;事故船撞击工况下,墩顶最大横桥向和顺桥向位移分别为7.6 mm、13.4 mm,满足位移限值要求;沿横桥向和顺桥向的船撞安全系数分别为1.67和0.94,顺桥向的自身抗力不足以抵抗瞬时船撞力,导致桥墩桩基础受损,建议采用增大截面法对受损桩基础进行加固补强,并设置独立防撞墩以保障桥梁结构安全。基于分析过程,总结了桥梁下部结构船撞安全评估的一般流程。     

梯度负泊松比结构填充吸能盒多工况优化设计

汽车碰撞过程中,非理想的斜向碰撞较为普遍.本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究,发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响,随着冲击角度的增大,吸能量呈下降趋势.将梯度负泊松比点阵结构作为填充材料引入吸能盒设计,以吸能盒外壳厚度与内芯3个厚度梯度值为设计变量,最大综合吸能量、最小轴向峰值力和质...     

汽车主动避撞系统的发展现状及趋势

阐述了汽车主动避撞系统的实现思路和结构,重点介绍了状态识别、安全状态判断、系统控制理论方法等关键技术,指出了汽车主动避撞系统研究中存在的一些问题及发展趋势.     

材料参数对车身吸能元件抗撞性影响的数值分析

基于数值分析方法研究了材料参数对车身薄壁吸能构件抗撞性的影响.以材料参数为变量,选取多个离散的设计点,用显式有限元分析,求得这些点的比吸能;采用响应面法建立了表示比吸能随材料参数而变化的曲面,和高次多项式拟合时的相对误差曲线.最后给出了有限元分析得到的构件轴对称叠缩变形图,与试验结果吻合很好,表明响应面法与显式有限元技术相结合的方法可行有效.     

车辆吸能部件的碰撞试验与数值仿真

为了设计某列车耐撞性车体, 实现列车被动安全保护, 进行了台车碰撞试验和数值仿真计算, 研究了耐撞性车体吸能部件的吸能特性。在台车撞击试验过程中, 吸能部件从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形, 吸收的冲击动能与最大变形量基本成正比关系, 说明该部件具有良好的吸能效果。并在此基础上, 应用显式动力有限元理论建立了其有限元撞击模型, 进行了数值仿真计算。相关性分析结果表明: 仿真结果与试验结果基本一致, 在整个撞击过程中, 撞击力曲线基本吻合, 最大撞击力峰值分别为2486.3、2423.1kN, 最大变形量误差和初始撞击力峰值误差都小于3%, 反弹速度误差小于4%。显然, 利用撞击试验验证了数值计算的有效性和可靠性, 利用数值计算设计和优化车辆吸能部件是可行的。     

潜艇水下碰撞特性数值研究

  目的  为更好地模拟和分析潜艇舷间多层阵列结构碰撞后的变形损伤特征及能量耗散特点,  方法  选取双壳体潜艇舯部具有代表性的主压载水舱舱段作为研究对象,利用非线性有限元软件ABAQUS,分别对双壳体舷间加装多层阵列结构前后的舱段,从结构变形损伤模式、结构动态响应特性及各构件吸能分布特性等方面开展对比分析。  结果  结果表明,舷间加装多层阵列结构后,耐压壳体受到冲击作用而发生塑性变形吸收的能量相对于防护前减少了75%。  结论  舷间多层阵列结构具有良好的防护特性,可以有效提高舱段结构的耐撞性,使其在遭受碰撞冲击载荷后将耐压壳体的损伤控制在合理范围之内。     

智能汽车对无信号交叉口行人的避撞控制

针对智能汽车在无信号交叉口对横穿行人的避撞问题,研究了主动转向避撞控制策略。基于多层模型预测控制方法,采用分层控制策略设计局部规划层控制器与全局跟踪层控制器,在此基础上根据交叉口处汽车与行人的轨迹特征计算人车碰撞剩余时间,改进传统人工势场法构造避撞函数,规划出既能规避交叉口内存在碰撞风险的行人又能使偏差最小的局部避撞路径,并使智能汽车在满足多项动力学约束时准确跟踪参考路径,通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台,结合广东省2006—2018年交通事故数据库选取对交叉口人车碰撞有显著影响的因素,设计仿真场景进行仿真分析。结果表明：智能汽车能在多个初始点完成对参考路径的跟踪,控制器对不同速度和附着条件有较高的鲁棒性,高速低附着场景中,智能汽车横向加速度小于0.4 g、质心侧偏角小于2°、前轮侧偏角小于2.5°,各约束量满足舒适性和平稳性条件;4个典型交叉口场景中,智能汽车以不同速度直行或转弯通过交叉口,均能识别横穿行人中存在碰撞风险的行人实现主动转向避撞。     

CFRP多胞结构吸能机制及多工况耐撞性设计

将轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)应用到多胞结构设计中,有望进一步提升CFRP薄壁结构的耐撞性能及吸能效率。为了研究CFRP多胞结构在多角度加载工况作用下的能量吸收机制及耐撞性能,采用机织平纹CFRP预浸料制备CFRP单胞管以及2个不同规格的CFRP多胞管,并通过调整壁厚使所有结构的质量保持相等;随后,对上述3个试样开展准静态轴向压溃试验,通过试验揭示CFRP多胞管的耐撞性能。此外,建立CFRP多胞管的有限元模型,采用数值仿真的方法揭示多胞管的能量吸收机制,并基于试验验证的有限元模型进一步分析9种不同规格的CFRP多胞结构在多种加载角度下的压溃性能。最后,采用多指标评价方法(COPRAS)对不同构型的多胞管在多种压溃角度下的耐撞性能进行综合评价。试验结果表明:单胞管发生了不稳定的局部屈曲,多胞管发生了稳定的渐进失效,并且在等质量的条件下,多胞管的总吸能比单胞管的总吸能高约68%。仿真结果表明:层内损伤是CFRP多胞管以及单胞管的主要吸能机制,其能量耗散值约占总能量的50%;且随着加载角度的增加,各结构的总吸能逐渐下降,但各吸能机制所耗散能量的占比变化不大,增加胞数以及内壁胞壁的厚度均能小幅度提升多胞管的能量吸收特性。综合耐撞性评价结果表明:试样MT3-4[胞数为9,内部胞壁厚度b为1.178 0 mm(5层),外部胞壁厚度c为0.235 6 mm(1层)]在多种压溃角度下具有更好的综合耐撞性能。     

基于欧洲标准的某出口地铁列车耐撞性分析

针对目前国内轨道车辆碰撞安全性分析评估过程简单,片面应用EN15227标准,没有形成完整、系统、详细的评估方法及过程的现状,在详细解读EN15227耐撞性要求的基础上,以某出口海外地铁项目为例,对列车耐撞性进行研究,给出列车碰撞分析规程及耐撞性指标评估方法,并提出一种简单易行的求车辆碰撞平均减速度方法,避免了常规计算方法的繁琐性.