公路液罐车碰撞仿真失效研究

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1、分类号:U4610710-2015122083硕士学位论文公路液罐车碰撞仿真失效研究闫艳导师姓名职称沈小燕副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称载运工具运用工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学ResearchonfailuresimulationofhighwaytankercollisionsimulationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YanYanSupervisor：A.Prof.ShenXiaoyanChang’anUniversity,Xi’an

2、,China摘要汽油、液化天然气等危险货物是国家社会经济发展和生产生活必不可少的材料，因这些货物通常需要采用罐式车辆运输，伴之产生的危险货物罐车运输量也日益增加。罐车相对于其他类型危险货物运输车辆而言，具有容积大、重心不稳等问题，故道路运输过程中大约有70%~80%的危险货物事故的发生均与罐式车辆相关。如何降低或避免罐车运输事故对于提升整个危险货物运输安全至关重要。当罐式车辆与大尺寸撞击物（如客车等）碰撞时，因撞击物尺寸和冲击能量的差异，罐体等受撞构件会因巨大外部冲击荷载而出现大变形破裂等形式损伤。撞击过程中造成的罐体破损及卸料管道开裂、断裂，和因未装设或紧急切断阀（平衡底阀）失效

3、而导致的危险货物泄漏、扩散、火灾、爆炸等二次伤害会带来不同程度的灾难。因此，掌握碰撞时罐体结构损伤变形及失效机理，据此分析失效泄漏规律控制液罐碰撞危害具有现实意义。为了研究不同条件下罐体碰撞中的损毁情况，本文运用有限元软件HyperMesh分别建立了客车和罐车的有限元模型，并导入LS-DYNA求解器，进而计算模拟出液罐车与客车碰撞过程的能量变化及结构变形等特性，采用附加质量法分析罐内充装液体对碰撞结果及破裂失效的影响。此基础上，依据罐体碰撞破裂部位的基本形状和特征参数估算失效面积，并依据液体特性定量计算可能导致的泄漏量。最后，结合仿真结果提出罐体结构优化措施，以及事故应急救援处置建

4、议。仿真结果表明：满载时，在相同接触位移的条件下，初始撞击速度越大，液罐车罐体的变形区域越小；根据位移云图判断罐体失效速度范围，进一步确定罐体临界破裂速度。关键词：危险货物运输，罐式车辆，碰撞仿真，失效分析，应急处理IAbstractGasoline,liquefiednaturalgasandotherdangerousgoodsareindispensablematerialsforthecountry'ssocio-economicdevelopmentandproductionandlife.Asthesegoodsareusuallytransportedbytankve

5、hicles,theamountofdangerousgoodstankersproducedisalsoincreasing.Comparedwithothertypesofdangerousgoodstransportvehicles,tankershaveproblemssuchaslargevolume,unstablecenterofgravity,etc.Therefore,about70%to80%ofdangerousgoodsaccidentsduringroadtransportationarerelatedtotankvehicles.Howtoreduceo

6、ravoidtankertransportaccidentsiscrucialtoimprovethesafetyoftheentiredangerousgoodstransport.Whencollisionoccurredbetweentankvehicleandlarge-sizeimpactvehicle(suchaspassengercar),duetothedifferenceofimpactsizeandimpactenergy,tankwillcauselargedeformationandbreakagedamageduetohugeexternalimpactl

7、oad.Collisionisnotthemaincauseofseriousconsequences.Thesecondaryaccidentssuchasleakage,diffusionandexplosionofdangerousgoodsoftencausemoreseriousdisastersduetocollision,tankruptureandvalvedamage.Therefore,itisimportanttograspthedamagean