土基對波形梁護(hù)欄安全性能影響的仿真研究.pdf

1、波形梁護(hù)欄是我國高速公路上廣泛使用的一種道路安全防護(hù)設(shè)施。土基對護(hù)欄的安全性能有重要影響，當(dāng)土基的性質(zhì)滿足不了相關(guān)要求時(shí)，護(hù)欄結(jié)構(gòu)的整體剛度將降低，當(dāng)受到車輛碰撞沖擊時(shí)，其橫向位移將增大，結(jié)果會使護(hù)欄的安全性能降低，因此，研究土基對護(hù)欄安全性能的影響具有重要的意義。 有限元方法是研究護(hù)欄安全性能的一種有效方法。本文首先對碰撞有限元的基本理論和相關(guān)算法作了簡單闡述，包括求解控制方程、沙漏控制、時(shí)間積分和步長控制以及接觸——碰撞算法

2、等，通過對沖擊載荷下波形橫梁變形的模擬，討論了碰撞模擬中參數(shù)的選??；文中介紹了巖土本構(gòu)模型的相關(guān)理論和非線性有限元軟件LS-DYNA中的巖土材料模型，對該軟件中的78號材料模型進(jìn)行了測試，使用Lagrange算法和多物質(zhì)Euler 算法對護(hù)欄圓形立柱的橫向準(zhǔn)靜態(tài)加載進(jìn)行了仿真，探討了土基壓實(shí)度對橫向力的影響；針對目前圓形立柱與土基的相互作用缺乏有效的建模方法，在對圓形立柱與土基的相互作用進(jìn)行模擬的前提下，提出了一種使用非線性彈簧單元來正

3、確模擬圓形立柱與土基相互作用的方法，在此基礎(chǔ)上建立了波形梁護(hù)欄的有限元模型，并對該模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證；最后，在車輛總質(zhì)量為2000kg，碰撞角度為20°和碰撞速度為100km/h的條件下，研究了土基壓實(shí)度對護(hù)欄安全性能的影響。 論文研究表明：當(dāng)土基壓實(shí)度較小時(shí)，護(hù)欄的橫向位移主要受土基壓實(shí)度影響，當(dāng)土基壓實(shí)度在96％以上時(shí)，護(hù)欄的橫向位移主要受立柱失效的影響，橫梁截面力的變化趨勢與橫向位移的變化趨勢一致，本文所進(jìn)行的研究工作