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新型刚性护栏防撞性能的数值模拟公路学报鹏艿略,冯英攀中张引国第卷第摘要:为了验证在车辆与护栏的碰撞过程中,通过改造标准突炷粮招曰だ菇孛嫘问嚼锤纳其防撞性能的可能性,开发设计了型刚性护栏,并引入软件环境中进行碰撞仿真分析。数值模拟结果表明:混凝土刚性护栏截面形式的改变对碰撞过程的影响显著,型刚性护栏结构具有更好的车辆导向性和乘员安全性;通过改造混凝土刚性护栏截面形式来改善其防撞性能的做法是可行的;给出的型刚性护栏的设计图可为进一步的实车碰撞试验提供参考依据。关键词:道路工程;刚性护栏;数值模拟;防撞性能;护栏形式优化中图分类号:.随着高速公路的发展,交通安全问题日益显现。根据中国公安部交通事故统计资料钩凳翘卮交通事故的主要形态,而设置安全护栏则是预防坠一般认为,公路上的安全护栏应尽量实现以下功能阻止车辆越出路外;钩盗净馗吹秸常行驶方向;⑸鲎彩保猿丝偷乃鹕顺潭任最小;苡盏技菔辉钡氖酉摺4右陨条功能可以看出,要想防止车辆越出路外,必然要求护栏具有相当的力学强度和刚度,才能抵挡车辆的冲撞;,上海;本┍汲垡淮髂防铡た死乘估掌涤邢薰荆本车型在疞孓文献标志码:。.文章编号:——琙,—琓..,珺:琲..琲簉籸籲;籫●●。。。。馹一基金项目:国家自然科学基金项目作者简介:张鹏,男,山东诸城人,高级工程师,工学博士,博士后,猰簔.。.,,—,.收稿日期:——
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删童鸥计算模型公路学报保护乘客免受伤害或减轻伤害程度的角度考虑,希望护栏的刚度不要太大。很显然,这止δ芤G是互相矛盾的。安全护拦的设计要旨,可以说就在于找出这两者间的平衡点。目前汽车一护栏碰撞安全性能的研究主要有种方法:实车碰撞试验和数值模拟【啊>」苁党蹬撞试验被公认为综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法,然而实车碰撞试验费用高昂,且由于碰撞过程涉及的因素鲎菜俣取⑴鲎步嵌鹊较多,为了对碰撞过程进行全面研究,需要进行多次试验,研究往往要受到经济条件的限制。相比之下,数值模拟在时间和经济性方面的优势非常明显。刚性护栏笪募虺莆;だ是一种基本不变形的护栏结构,其主要代表形式是混凝土护栏。混凝土护栏之所以具有防护功能,主要是因为其专门设计的断面形状能使碰撞车辆爬高并转向,从而吸收碰撞能量。但当车辆的碰撞角度较大时,由于混凝成比较严重的后果。本文中笔者通过基于—疘。狣氖的D馐匝椋诒Vせだ赋性能力的条件下,探讨适当降低护栏刚度以提高护栏导向性和乘员安全性的可行性。为了进行比较,基于规范规定的突炷粱栏分别建立帜P停标准突炷粱だ简称型护栏P停改进突炷粱だ简称型护栏P汀型护栏的截面几何尺寸如图所示;型护栏是在型护栏原有几何尺寸的基础上,桥面标高以上的部分用混凝土板替代ツ潦堤澹诨だ付瞬可柚靡坏兰泳⒗摺<泳⒗甙搴穸纫。本文中结合某桥梁的几何尺寸分别建立了只だ傅挠邢拊<扑隳P停琒突だ赣檬堤单元建立,型护栏在桥面标高以上部分用壳体单元建立,在桥面标高以下部分用建立。由于有限元网格对计算精度有较大的影响,通过试算最终确定实体混凝土单元的三向尺寸均在左右;壳体单元的双向尺寸均为左右,单元厚度方向的高斯积分点设置为个。由于本文的主要目的是研究护栏刚度对车辆导向性和安全性的影响,为了便于比较,混凝土采用理!欢椤R想弹塑性模型,强度等级为?悸堑降サ慊