【摘要】：高速公路中央分隔帶設(shè)置開口是為方便特殊車輛在緊急情況下通行,所以此處設(shè)置的活動護欄需要滿足易開啟性和靈活性。但是現(xiàn)有的活動護欄往往注重了靈活性和易開啟性,卻忽略了防撞性能,當(dāng)失控車輛沖撞活動護欄,因防撞能力較差,致使失控車輛沖向?qū)ο蜍嚨涝斐闪嗽S多惡性交通事故。所以對于高速公路中央分隔帶活動護欄如何在滿足易開啟性和靈活性的基礎(chǔ)上還要兼顧防撞性能就變得尤為重要。本文對一種新型的中央分隔帶活動護欄的結(jié)構(gòu)形式進行碰撞仿真。建立基于Hypermesh與Ls-dyna軟件平臺,以Hypermesh進行前處理,Ls-dyna作為求解器的汽車-護欄碰撞仿真。在Hypermesh軟件中對活動護欄的各個部件進行網(wǎng)格劃分,并對其約束和簡化。為保證汽車有限元模型在碰撞仿真中的有效性與真實性,對皮卡車與貨車的有限元模型進行了符合條件的調(diào)整與設(shè)置,最后進行汽車與剛性墻碰撞仿真試驗,從碰撞變形情況、碰撞能量、座椅處速度、剛性墻受力四種情況驗證汽車有限元模型的有效性。分別以中央分隔帶開口護欄中點和沿試驗車輛行車方向距離中央分隔帶開口護欄終點2m的位置處,側(cè)向碰撞角度20°、速度100km/h和碰撞角度20°、速度60km/h為碰撞初始條件進行了汽車-護欄碰撞仿真。仿真結(jié)果表明,該活動護欄滿足Am級防撞要求,其中在護欄中點碰撞仿真試驗中,皮卡車的X、Y、Z方向加速度分別為8.13g、7.81g、6.54g,最大動態(tài)橫向位移為0.853m;貨車的X、Y、Z方向加速度為4.27g,2.60g,2.15g,最大動態(tài)橫向位移為0.894m。在護欄末端碰撞仿真試驗中,皮卡車的X、Y、Z方向加速度分別為7.54g,4.82g,10.10g,最大動態(tài)橫向位移為0.028m;貨車的X、Y、Z方向加速度為11.03g,5.33g,7.07g,最大動態(tài)橫向位移為0.346m。三向加速度均不大于規(guī)定值20g,最大動態(tài)橫向位移均小于規(guī)定值1.5m。此新型高速公路中央分隔帶活動護欄可以有效的阻擋車輛,并且對車輛具有導(dǎo)向性,使車輛回到正確的行駛方向,在保障乘員安全同時還能減少對車輛的損壞。最后將汽車-護欄有限元碰撞仿真的試驗結(jié)果與實車-護欄碰撞的試驗結(jié)果進行了對比分析,汽車-護欄有限元碰撞仿真的試驗結(jié)果可靠。研究結(jié)果表明中央分隔帶易開型防撞活動護欄在滿足易開啟和移動便捷性的前提下,具有一定的阻擋能力和導(dǎo)向能力,且能有效的緩沖撞擊,減少對車輛的損壞,其結(jié)構(gòu)規(guī)則簡明,安裝方便。此外本文的研究結(jié)果對計算機模擬汽車與護欄碰撞的方法和進一步改進我國當(dāng)前使用的中央分隔帶活動護欄具有一定的參考價值。
【圖文】：

護欄；第三類是具有一定改進空間的活動護欄；第四類是加強型活動護欄逡逑２．１．１插拔式活動護欄和推拉式活動護欄逡逑插拔式活動護欄（圖２－１）是最早使用的一種活動護欄、結(jié)構(gòu)形式簡單、造價低，逡逑多用于一些早年建設(shè)的高速公路中央分隔帶開口處。但防撞能力差，靈活性差，防盜功逡逑能差，對于交通安全僅僅只能起到警示的作用。伸縮式活動護欄（圖２－２）靈活性高、逡逑外觀美觀。但防撞能力差，且一旦被碰撞后難以修復(fù)，，修復(fù)性極差，且造價較高。這兩逡逑類護欄都屬于防撞能力差，但易開啟的活動護欄，目前己經(jīng)很少被使用。逡逑Ｉ邋Ｉ邋（Ｉｌｌｌｌｉ邋｜邐ｔ邋擎逡逑邐１．．逡逑Ｉｚ逡逑圖２－１插拔式活動護欄邐圖２－２伸縮式活動護欄逡逑２．邋１．２充填式活動護欄和混凝土式活動護欄逡逑充填式活動護欄（圖２－３）和混凝土式活動護欄（圖２－４）屬于第二類型的活動護逡逑欄，其護欄有一定的防撞能力，但是活動和開啟性差。這種類型的護欄主要靠自重和自逡逑身的力學(xué)特性，但是端部和分節(jié)連接處沒用做好合理的處理且結(jié)構(gòu)笨重，對于活動護欄逡逑靈活性的要求不能滿足。對于混凝土式活動護欄結(jié)構(gòu)對車輛的損傷較大，不能有效緩沖逡逑撞擊

護欄；第三類是具有一定改進空間的活動護欄；第四類是加強型活動護欄逡逑２．１．１插拔式活動護欄和推拉式活動護欄逡逑插拔式活動護欄（圖２－１）是最早使用的一種活動護欄、結(jié)構(gòu)形式簡單、造價低，逡逑多用于一些早年建設(shè)的高速公路中央分隔帶開口處。但防撞能力差，靈活性差，防盜功逡逑能差，對于交通安全僅僅只能起到警示的作用。伸縮式活動護欄（圖２－２）靈活性高、逡逑外觀美觀。但防撞能力差，且一旦被碰撞后難以修復(fù)，修復(fù)性極差，且造價較高。這兩逡逑類護欄都屬于防撞能力差，但易開啟的活動護欄，目前己經(jīng)很少被使用。逡逑Ｉ邋Ｉ邋（Ｉｌｌｌｌｉ邋｜邐ｔ邋擎逡逑邐１．．逡逑Ｉｚ逡逑圖２－１插拔式活動護欄邐圖２－２伸縮式活動護欄逡逑２．邋１．２充填式活動護欄和混凝土式活動護欄逡逑充填式活動護欄（圖２－３）和混凝土式活動護欄（圖２－４）屬于第二類型的活動護逡逑欄，其護欄有一定的防撞能力，但是活動和開啟性差。這種類型的護欄主要靠自重和自逡逑身的力學(xué)特性，但是端部和分節(jié)連接處沒用做好合理的處理且結(jié)構(gòu)笨重，對于活動護欄逡逑靈活性的要求不能滿足。對于混凝土式活動護欄結(jié)構(gòu)對車輛的損傷較大，不能有效緩沖逡逑撞擊
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U417.12

【參考文獻】

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本文編號：2601995