基于碰撞过程分析的混凝土护栏结构形式研究
发布时间：2021-05-15 07:29
混凝土护栏是我国公路中重要的交通设施之一。在所有交通事故中,汽车碰撞护栏引发的事故占到了很大比例,可造成严重的人员伤亡和财产损失。因此分析混凝土护栏在与汽车碰撞过程中的作用,对减少重大交通事故具有重要意义。本文首先介绍了混凝土护栏的结构形式和评价标准;然后利用HyperMesh软件建立轿车—护栏碰撞模型,并用LS-DYNA软件进行计算,最后通过HyperGraph软件和HyperView软件对计算结果进行后处理。通过改变护栏结构形式和汽车碰撞初始条件,深入研究碰撞中轿车的动态响应和护栏的碰撞特性,得出了护栏结构参数对护栏碰撞特性的影响规律。通过对比分析F型和单坡型两种护栏的碰撞特性发现:单坡型护栏使得车辆跃起高度较小,即对车辆稳定性更好;而F型护栏使车辆产生的加速度更小,即对乘员人身安全性更有利。进一步对F型护栏参数研究的结果表明:F型护栏的上下斜面对车辆稳定性和安全性都有影响,坡面越缓,汽车峰值加速度越小,跃起高度越大;护栏坡面越陡,汽车峰值加速度越大,跃起高度越小。另外,在不被破坏的前提下,混凝土抗压强度对护栏防撞性能的影响不明显;护栏与车辆之间的摩擦力越大,车辆峰值加速度也越大,...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 公路护栏概述
1.2.1 护栏分类和特点
1.2.2 混凝土护栏分类
1.2.3 公路护栏的防撞性能评价
1.2.4 碰撞点设置
1.3 国内外研究现状
1.3.1 车辆-护栏碰撞的国外研究现状
1.3.2 车辆-护栏碰撞的国内研究现状
1.4 本文研究目的和内容
2. 非线性有限元的基本理论
2.1 控制方程
2.1.1 运动方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 质量守恒方程
2.1.4 能量守恒方程
2.2 边界条件
2.3 空间有限元离散
2.4 时间积分算法及时间步长设置
2.5 沙漏控制
2.6 接触算法
2.7 本章小结
3. 混凝土护栏建模与碰撞参数设置
3.1 HyperWorks与LS-DYNA软件介绍
3.1.1 HyperWorks软件介绍
3.1.2 LS-DYNA软件介绍
3.2 轿车有限元模型
3.3 混凝土模型选择
3.4 混凝土护栏建模
3.5 碰撞参数设置
3.5.1 接触控制
3.5.2 约束条件
3.5.3 加速度传感器的设置和坐标系的选取
3.6 本章小结
4. 轿车与护栏碰撞仿真计算及结果分析
4.1 碰撞过程的仿真分析
4.2 护栏安全性能评价指标
4.3 单坡型护栏与F型护栏安全性能评价
4.4 护栏结构形式对护栏安全性能的研究
4.4.1 F型护栏上坡面对护栏安全性能的影响
4.4.2 F型护栏下坡面对护栏安全性能的影响
4.4.3 单坡型护栏倾斜角度对护栏安全性能的影响
4.5 护栏参数分析
4.5.1 护栏材料对护栏安全性能的影响
4.5.2 车辆与护栏之间摩擦系数对护栏安全性能的影响
4.6 其他因素对护栏安全性能的影响
4.6.1 碰撞角度对护栏安全性能的影响
4.6.2 轮胎与地面之间摩擦力对护栏安全性能的影响
4.7 小型货车与护栏碰撞结果分析
4.8 本章小结
5. 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路交通运输安全发展报告（2017）[J]. Matthias Gsul,胡予红,周旋,宁丙文,米建英,刘佳,王光远,王静,董晨,张露丹. 中国应急管理. 2018(02)
[2]“谁持彩练当空舞” 中国高速公路发展世界瞩目[J]. 申爱萍. 驾驶园. 2017(07)
[3]LS-DYNA中混凝土损伤模型（K&C）的基本力学行为分析[J]. 陈林,颜泽峰. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2017(02)
[4]永吉高速公路混凝土护栏优化设计[J]. 雷正保,肖震宇. 交通科技. 2016(06)
[5]单坡形护栏在车辆撞击下的仿真研究[J]. 李彤煜,周德源,胡煜文. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]中国交通事故的统计分析及对策[J]. 王博宇,李杰伟. 当代经济. 2015(20)
[7]基于车辆-护栏碰撞的乘员风险评价方法[J]. 乔希永,张国胜,王成虎,任春晓. 公路交通科技. 2013(04)
[8]单坡型桥梁混凝土护栏裂纹防撞性能影响分析[J]. 邓亮,梁亚平,何欣凯,王益川,闫书明. 公路工程. 2012(05)
[9]混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数确定研究[J]. 姜华,贺拴海,王君杰. 振动与冲击. 2012(15)
[10]单坡面混凝土护栏碰撞分析[J]. 闫书明. 北京工业大学学报. 2012(04)
博士论文
[1]基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用[D]. 于海祥.重庆大学 2009
[2]轿车与高速公路护栏碰撞事故分析及仿真研究[D]. 黄红武.湖南大学 2003
[3]汽车碰撞安全性设计与改进技术[D]. 张维刚.湖南大学 2002
硕士论文
[1]轮胎与地面相互作用的数值仿真[D]. 田小锋.国防科学技术大学 2012
[2]汽车与高速公路混凝土护栏碰撞事故分析及仿真研究[D]. 贾翠平.武汉理工大学 2007
本文编号：3187228
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 公路护栏概述
1.2.1 护栏分类和特点
1.2.2 混凝土护栏分类
1.2.3 公路护栏的防撞性能评价
1.2.4 碰撞点设置
1.3 国内外研究现状
1.3.1 车辆-护栏碰撞的国外研究现状
1.3.2 车辆-护栏碰撞的国内研究现状
1.4 本文研究目的和内容
2. 非线性有限元的基本理论
2.1 控制方程
2.1.1 运动方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 质量守恒方程
2.1.4 能量守恒方程
2.2 边界条件
2.3 空间有限元离散
2.4 时间积分算法及时间步长设置
2.5 沙漏控制
2.6 接触算法
2.7 本章小结
3. 混凝土护栏建模与碰撞参数设置
3.1 HyperWorks与LS-DYNA软件介绍
3.1.1 HyperWorks软件介绍
3.1.2 LS-DYNA软件介绍
3.2 轿车有限元模型
3.3 混凝土模型选择
3.4 混凝土护栏建模
3.5 碰撞参数设置
3.5.1 接触控制
3.5.2 约束条件
3.5.3 加速度传感器的设置和坐标系的选取
3.6 本章小结
4. 轿车与护栏碰撞仿真计算及结果分析
4.1 碰撞过程的仿真分析
4.2 护栏安全性能评价指标
4.3 单坡型护栏与F型护栏安全性能评价
4.4 护栏结构形式对护栏安全性能的研究
4.4.1 F型护栏上坡面对护栏安全性能的影响
4.4.2 F型护栏下坡面对护栏安全性能的影响
4.4.3 单坡型护栏倾斜角度对护栏安全性能的影响
4.5 护栏参数分析
4.5.1 护栏材料对护栏安全性能的影响
4.5.2 车辆与护栏之间摩擦系数对护栏安全性能的影响
4.6 其他因素对护栏安全性能的影响
4.6.1 碰撞角度对护栏安全性能的影响
4.6.2 轮胎与地面之间摩擦力对护栏安全性能的影响
4.7 小型货车与护栏碰撞结果分析
4.8 本章小结
5. 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路交通运输安全发展报告（2017）[J]. Matthias Gsul,胡予红,周旋,宁丙文,米建英,刘佳,王光远,王静,董晨,张露丹. 中国应急管理. 2018(02)
[2]“谁持彩练当空舞” 中国高速公路发展世界瞩目[J]. 申爱萍. 驾驶园. 2017(07)
[3]LS-DYNA中混凝土损伤模型（K&C）的基本力学行为分析[J]. 陈林,颜泽峰. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2017(02)
[4]永吉高速公路混凝土护栏优化设计[J]. 雷正保,肖震宇. 交通科技. 2016(06)
[5]单坡形护栏在车辆撞击下的仿真研究[J]. 李彤煜,周德源,胡煜文. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]中国交通事故的统计分析及对策[J]. 王博宇,李杰伟. 当代经济. 2015(20)
[7]基于车辆-护栏碰撞的乘员风险评价方法[J]. 乔希永,张国胜,王成虎,任春晓. 公路交通科技. 2013(04)
[8]单坡型桥梁混凝土护栏裂纹防撞性能影响分析[J]. 邓亮,梁亚平,何欣凯,王益川,闫书明. 公路工程. 2012(05)
[9]混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数确定研究[J]. 姜华,贺拴海,王君杰. 振动与冲击. 2012(15)
[10]单坡面混凝土护栏碰撞分析[J]. 闫书明. 北京工业大学学报. 2012(04)
博士论文
[1]基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用[D]. 于海祥.重庆大学 2009
[2]轿车与高速公路护栏碰撞事故分析及仿真研究[D]. 黄红武.湖南大学 2003
[3]汽车碰撞安全性设计与改进技术[D]. 张维刚.湖南大学 2002
硕士论文
[1]轮胎与地面相互作用的数值仿真[D]. 田小锋.国防科学技术大学 2012
[2]汽车与高速公路混凝土护栏碰撞事故分析及仿真研究[D]. 贾翠平.武汉理工大学 2007
本文编号：3187228
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