轿车与护栏碰撞仿真分析及护栏立柱优化

发布时间：2020-04-05 10:48

【摘要】：随着经济的不断发展,小轿车已成为人们必不可少的出行工具,但是事物都具有两面性,小轿车的普及一方面给人们带来了极大的便利,另一方面却也造成了越来越多的交通事故。护栏是交通安全设施中的重要组成部分,能够有效保护车内人员的生命安全,因此对于护栏防撞性能的研究是非常有必要的。计算机仿真分析法在解决高速公路上车辆与护栏的碰撞安全问题中起到很重要的作用。本文主要研究对象是小轿车对于护栏的碰撞,因此以某款车的有限元模型为基础,按照公路交通安全设施设计中对细节的相关要求建立了护栏的模型,并参考高速公路护栏安全性能评价标准建立了车辆-护栏的碰撞安全系统的有限元模型。其次对汽车-护栏的碰撞安全系统进行有限元仿真分析,从车辆的运行轨迹、车辆质心加速度、护栏最大动态变形量及护栏各部件的吸能情况等方面对现有护栏进行分析,发现在碰撞过程中立柱的绊阻现象使得车辆质心处加速度超过了国家限值20g,使得车内乘员的生命安全遭到了严重的威胁。针对这一现象进行了理论分析,找出产生绊阻的原因,并进行立柱的改进设计,分别是在原有立柱基础上添加填充物的立柱和增大车轮与立柱的横向距离的N型弯曲立柱,并利用有限元仿真验证了两种改进立柱对于提高车辆-护栏碰撞系统的安全性能有着明显的效果。最后利用正交试验的方法研究了护栏板厚度、立柱间距、立柱厚度及立柱结构对于汽车-护栏的碰撞系统的安全性能的影响,选取了较优的参数组合,并验证了该种组合可以有效避免或减少立柱绊阻问题,相对于原护栏来说碰撞安全性能都有了很大的提升。
【图文】：

图 5.1 立柱间距为 2000mm 的仿真模型Fig. 5.1 Simulation model for guardrail between vehicle and column with spacing of 2000mm

图 5.2 立柱间距为 3000mm 的仿真模型Fig. 5.2 Simulation model for guardrail between vehicle and column with spacing of 3000mm为了维持护栏总长 44000mm 是不变的，使得各碰撞模型的对比性更强些，因此立碰撞模型的时候，立柱间距为 2000mm 的模型选择 22 跨，立柱间距为 3000mm型选择 14 跨，，总长为 42000mm。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.14;U417.12

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 乔希永;张国胜;王成虎;任春晓;;基于车辆-护栏碰撞的乘员风险评价方法[J];公路交通科技;2013年04期

2 张振宇;杨鄂川;吴祖兴;;基于车辆及乘员安全的汽车护栏碰撞仿真分析[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年09期

3 周延朝;梁乃兴;黎晓;;波形梁护栏受汽车碰撞有限元分析[J];山西建筑;2009年29期

4 于学兵;毛娟娟;刘丽萍;;半刚性三波护栏与客车碰撞的仿真分析[J];汽车科技;2009年03期

5 周炜;张天侠;乔希永;崔海涛;朴松爱;;汽车与不同形式高速公路护栏碰撞的试验研究[J];公路交通科技;2006年07期

6 雷正保;杨兆;;汽车—护栏碰撞系统的安全性研究[J];汽车工程;2006年02期

7 江德增,黄小清,汤立群;冲击荷载下半刚性护栏的非线性有限元分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年03期

8 龚剑,张金换,黄世霖,刘凤梧;PAM-CRASH碰撞模拟中主要控制参数影响的分析[J];振动与冲击;2002年03期

9 曹伟,郭蕴清,李辉;浅谈高速公路防撞护栏的施工经验[J];河南交通科技;2000年04期

10 丁桦，贾日学，储劲草，庞曰成，周春明;汽车与护拦碰撞特性的研究──车与波形梁护拦碰撞过程的力学模型[J];中国公路学报;1996年03期

相关博士学位论文 前1条

1 雷正保;大变形结构的耐撞性[D];中南大学;2004年

相关硕士学位论文 前5条

1 李晶;汽车与公路护栏碰撞安全性研究[D];哈尔滨工程大学;2015年

2 伊政;高速公路波形梁护栏碰撞仿真研究及其优化[D];湖南大学;2014年

3 郑玉娜;基于车身碰撞安全性的高速公路护栏的结构优化设计[D];湖南大学;2013年

4 贾翠平;汽车与高速公路混凝土护栏碰撞事故分析及仿真研究[D];武汉理工大学;2007年

5 张胜平;高速公路中央分隔带护栏碰撞仿真实验的研究与应用[D];长安大学;2004年

本文编号：2614917