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护栏板和立柱是波形梁护栏板的主要组成结构

 发表时间:2020-01-16 16:19:25 作者:东灿波形护栏  栏板和柱是波形梁翼子板的主要部件。为了分析结构参数对波形梁翼子板防撞性能的影响,基于动力显式有限元方法和LS-DYNA软件,建立了车辆-护栏碰撞动力学模型。翼子板和柱的厚度作为设计变量,每个设计变量考虑4个层次。对8组不同结构参数组合的波形梁护栏进行了车辆碰撞模拟试验,分析了不同工况下的计算结果。结果表明,板厚3.5mm、柱厚4.5mm、板厚4.0mm的组合满足护栏防撞性能要求。与现行规范中的波形梁护栏相比,两者可分别节约材料成本12.5%和11.2%。

护栏板和立柱是波形梁护栏板的主要组成结构
 
当车辆与圆头和地锚型端部碰撞时,将会发生严重事故。为此,建立了汽车碰撞端部的有限元模型,从侧面碰撞和正面碰撞两个角度评价端部的安全性,分析事故形式和原因,为新型端部的开发研究提供建议。研究结果表明,当圆头端在前方碰撞时,会发生波形梁板刺穿车身的事故。地锚式端头正面碰撞时,会发生倾覆甚至翻滚的事故。当圆头端碰撞到侧面时,车辆会撞破护栏。当地锚式端头受到侧面撞击时,车辆会翻倒护栏。通过对事故模式的分析,得出圆头端面积小、不可移动是波形梁板插入车体的主要原因,立柱不倒伏是车辆加速度超标的主要原因,端部锚固力不足是车辆突破护栏的主要原因,爬升地锚端是车辆倾覆的主要原因。建议开发一种新型波形梁护栏端头,可沿波形梁板移动,与端头连接的立柱可倒伏,而新型端头可为标准截面提供足够的约束力。在此基础上开发的新型波形梁护栏端头已应用于实际工程。

为了减少与波形梁护栏端部碰撞造成的乘客伤亡,现有波形梁护栏端部容易发生严重事故,如车辆与波形梁护栏端部碰撞时,波形梁插入车身并倾覆。参考国内外相关标准,结合我国交通流特点,提出波形梁护栏端部碰撞试验条件和评价标准。结合有限元仿真和实车足尺碰撞试验,研制出一种满足使用要求的新型波形梁护栏端头。通过有限元分析,研究了端部各部件的工作性能和工作原理,确定了实际车辆的足尺碰撞试验条件,并对结构进行了优化,实车足尺碰撞试验验证了新型波形梁护栏的研制端能够有效防止波形梁插入车身和翻车事故,保护乘客安全。同时,能够为标准截面护栏提供足够的约束力,保证标准截面护栏的正常防护能力,满足相关评价标准的要求。计算结果表明,新型波形梁护栏的展开端利用卷曲波形梁吸收车辆动能。本发明能有效防止波形梁插入车体,发生翻车事故,车体重心加速度小于20g,保护乘客安全,同时为标准断面护栏提供足够的约束力,保证标准断面护栏的正常保护能力。护栏端部符合评估标准要求,可为失控车辆提供安全保护。
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