高速公路波形梁護(hù)欄碰撞仿真研究及其優(yōu)化.pdf

1、在我國(guó)高速公路交通事故中約有30％是由于車(chē)輛碰撞護(hù)欄造成的。由于高速公路車(chē)型格局在近年來(lái)發(fā)生了很大的變化，車(chē)型逐步的向微型化和重型化兩個(gè)趨勢(shì)發(fā)展。因此，在新的道路交通形勢(shì)下，研究汽車(chē)與高速公路護(hù)欄的碰撞機(jī)理，找出當(dāng)前高速公路護(hù)欄存在的問(wèn)題，并設(shè)法提高護(hù)欄的防撞性能具有十分重要的意義。
　　本文首先建立了標(biāo)準(zhǔn)波形梁護(hù)欄的有限元模型。在驗(yàn)證了汽車(chē)有限元模型的可靠性后建立了汽車(chē)與護(hù)欄碰撞仿真有限元模型。其次，研究了皮卡車(chē)與護(hù)欄在不同起始

2、碰撞點(diǎn)位置時(shí)車(chē)體合成加速度和護(hù)欄動(dòng)態(tài)變形量的情況。在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，皮卡車(chē)與當(dāng)前護(hù)欄碰撞時(shí)車(chē)體合成加速度超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)D81規(guī)定的209限值，引起乘員較大損傷。而卡車(chē)與當(dāng)前護(hù)欄碰撞時(shí)出現(xiàn)騎跨護(hù)欄的危險(xiǎn)情況。結(jié)合皮卡車(chē)和卡車(chē)與當(dāng)前護(hù)欄的碰撞仿真結(jié)果，再根據(jù)護(hù)欄的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)D81、F83得出結(jié)論:當(dāng)前護(hù)欄無(wú)法滿(mǎn)足防護(hù)要求。因此提出利用正交試驗(yàn)對(duì)當(dāng)前護(hù)欄進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。之后，在選取合適的正交試驗(yàn)因素及水平后對(duì)當(dāng)前護(hù)欄進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，得到了一個(gè)優(yōu)化方案，并

3、驗(yàn)證了優(yōu)化后的護(hù)欄的各項(xiàng)指標(biāo)均有很大程度的改善，其性能滿(mǎn)足護(hù)欄評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)D81、F83的要求。
　　最后將三波形梁護(hù)欄的H型鋼立柱和H型鋼防阻塊應(yīng)用于雙波形梁護(hù)欄上，建立了三種混合護(hù)欄的有限元模型，并利用皮卡車(chē)研究了其防撞效果。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)三種混合護(hù)欄的車(chē)體合成加速度均大于標(biāo)準(zhǔn)D81規(guī)定的209限值，說(shuō)明三種混合護(hù)欄無(wú)法滿(mǎn)足護(hù)欄評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)D81的要求。
　　本文的研究結(jié)論顯示，通過(guò)正交試驗(yàn)得到的優(yōu)化后的護(hù)欄防撞能力優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)雙