車輛碰撞隔離護欄已成為了城市道路交通事故的主要表現(xiàn)形式之一。其造成損傷形式主要有二:其一“長桿侵徹損傷”,該護欄是由多個薄壁長桿連接而成,在碰撞事故中極易形成薄壁長桿而刺穿車體且貫穿乘員胸部;其二“氣囊損傷”,氣囊在非正常狀態(tài)下沖擊胸部。故對碰撞城市道路隔離護欄的薄壁長桿形成機理、乘員損傷和該護欄的優(yōu)化改進的研究具有非常重要的實際意義。首先,針對車輛與城市道路隔離護欄碰撞事故后薄壁長桿形成的問題。應用CATIA和HYPERMESH建立整車-護欄的碰撞仿真計算模型,并用有限元通用顯式程序LS-DYNA進行數(shù)值仿真分析;重現(xiàn)和分析護欄薄壁長桿的變形過程和形成機理;選取護欄交通事故監(jiān)控和典型的事故案例與仿真結(jié)果進行對比分析;最后采用控制變量法對長桿是否形成的影響因素進行研究。通過仿真發(fā)現(xiàn)薄壁長桿是由自身結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)部連接失效而形成;且其形成與碰撞角度、碰撞速度和護欄高度因素有關。其次,針對薄壁長桿形成后刺穿乘員胸部問題。利用醫(yī)學軟件（MIMICS）和工程軟件（HYPERMESH）建立了以中國人體為特征的胸骨穿透有限元模型,研究和再現(xiàn)薄壁長桿穿透駕駛員胸部的損傷機理和貫穿過程。生物力學胸部模型... 

【文章來源】：青島理工大學山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

車輛與城市道路護欄碰撞事故Fig.1.2Collisionaccidentofvehicleandcityroadguardrail

青島理工大學工程碩士學位論文7第2章動態(tài)顯式非線性有限元理論車輛與隔離護欄發(fā)生碰撞、長桿貫穿胸部、氣囊沖擊胸部的研究涉及到非線性的相關理論。在其碰撞時的非線性問題主要表現(xiàn)在位移和應變[28,29]。在碰撞過程中材料變形方式為非線性彈塑性材料[30]。解決車輛碰撞問題主要建立在力學基礎上，采用一般方法解決碰撞非線性問題是相當棘手的。然而，有限元理論和仿真軟件的成熟對于解決非線性問題還是有幫助的。通過其結(jié)合可以較為準確模擬碰撞仿真過程，并可以得到和查看碰撞后能量、應變、應力等變化。2.1物質(zhì)描述與非線性動態(tài)方程2.1.1物體運動描述如圖2.1所示，物體運動可以用其來表示。在時間為0和t兩個時刻狀態(tài)。式(2-1)表示t=0時的矢量，如下：X==1,2,3(21)式(2-1)中，表示是物體的坐標，表示坐標矢量基。故可用x=，（可以表示為空間坐標），來描述質(zhì)點在運動過程中的具體位置。圖2.1物體初始和現(xiàn)時構(gòu)形[31]Fig2.1Theinitialandpresentconfigurationoftheobject[31]拉格朗日法和歐拉法是用來闡述物體運動和變形狀態(tài)。區(qū)別在于坐標位置的選取，分別稱為物質(zhì)描述和空間描述，以及分別描述物質(zhì)坐標和空間坐標隨時間的變化。

青島理工大學工程碩士學位論文102.4沙漏控制為了在仿真計算過程中增加運算速率和減少計算時間，通常采用積分來簡化運算。故常通過沙漏解決計算不穩(wěn)定情況。當其出現(xiàn)時，常會降低計算結(jié)果準確性，導致與實際不符。因此把這方法定義沙漏。為了使本文在汽車碰撞仿真分析中，能夠得到更加準確的結(jié)果，故沙漏的控制水平應當盡可能的降低。把仿真中的沙漏能準確控制在系統(tǒng)內(nèi)能的10%以下，使其得到的結(jié)果具有可靠性。2.5四面體和六面體單元計算方法有限元法分析過程主要分為三個部分，分別為前處理、計算、后處理。前處理對于計算仿真結(jié)果的準確性有著密不可分的聯(lián)系。在網(wǎng)格劃分中，四面體包括4個節(jié)點（3個自由度）如圖2.2。圖2.2四面體單元示意圖Fig.2.2Schematicdiagramoftetrahedralelements四面體單元的位移公式和形函數(shù)矩陣見公式(2-16)和式(2-17){(,,)=0+1+2+3(,,)=0+1+2+3(,,)=0+1+2+3(216)(,,)3×1=[100010001200020002300030003400040004]=3×1212×1(217)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3362275