汽车与波形梁护栏碰撞仿真研究

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1、分类号：U27；U4610710-09122032硕士学位论文汽车与波形梁护栏碰撞仿真研究田东翔导师姓名职称陈涛副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2012年5月7日论文答辩日期2012年6月9日学位授予单位长安大学ThesimulationonvehiclevsW-beamguardrailcollisionsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TianDongxiangSupervisor：Prof.ChenTa

2、oChang’anUniversity,Xi’an,Chinaii摘要波形梁护栏是我国高速公路上普遍使用的一种道路交通安全设施，我国近三分之一的道路交通事故与汽车碰撞护栏有关。汽车与波形梁护栏碰撞的研究工作对新型护栏设计以及旧护栏改造具有重要的学术意义和工程价值。为了更好适应公路建设的需要，我国于2006年出台的《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2006)对《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）中Grb-A-E波形梁护栏的结构型式进行了修改，栏板厚度增加了4mm的规

3、定。本文针对栏板厚度规定的修改，首先在Hypermesh中建立栏板厚度为3mm和4mm的波形梁护栏模型，使用显式有限元软件PAM-CRASH进行汽车与护栏碰撞的仿真计算，验证本文所建立模型的有效性。其次，进行了汽车与波形梁护栏碰撞仿真试验。在相同碰撞初始条件下，分别对栏板厚度为3mm和4mm的波型梁护栏进行碰撞仿真计算，依据《高速公路护栏安全性能评价标准》（JTG/TF83-01-2004）对比分析新、旧标准护栏对失控车辆的防护能力。仿真结果表明，旧标准护栏易发生立柱对车轮的阻绊，护栏最大动态变形量179

4、0mm远大于新标准护栏最大动态变形量738mm；车体质心加速度远大于20g，未能对失控车辆起到良好导向作用。最后，根据仿真结果，参考汽车与护栏碰撞作用机理，提出了旧标准护栏改造方案，并对旧标准改造护栏进行有仿真计算，对仿真计算结果进行对比分析。结果表明，两种改造方案均有良好导向性能，护栏最大动态变形量分别为436mm和494mm，符合安全性能评价标准相关规定，但立柱间距为2000mm的旧标准改造护栏车体三向质心加速度最大值大于20g，对车内乘员不利。立柱间距为3000mm的旧标准改造护栏车体质心加速度均接

5、近20g，与新标准护栏数据基本相同，安全性能良好。关键词：汽车，波形梁护栏，PAM-CRASH，仿真iAbstractW-beamguardrailasanimportantroad-safetyprotectionequipmenthasbeenwidelyusedinhighwayaroundChina.Nearly1/3accidentsareduetotheimpactbetweenvehiclesandguardrails.Theresearchworksthatvehiclesandbarri

6、ershasaveryrealisticandgreatmeaning.Inordertoadapttotheneedsofhighwayconstructionbetter,Chinapromulgated《GuidelinesforDesignofHighwaysafetyFacilities》(JTG/TD81-2006)in2006,whichmodifiedGrab-A-Ew-beamguardrailstructuretypein《HighwayTrafficSafetyFacilityDes

7、ignandConstructionTechnologystandard》（JTJ074-94）.Thisarticleestablishes3mmsteeplechasethicknessguardrailmodelsand4mmsteeplechasethicknessguardrailmodelsinHyepermesh,andsimulatesvehiclecrashguardrailusingtheexplicitfiniteelementsoftwarePAM-CRASH,testesandv

8、erifythemodelsareefficacious.Secondly,thisarticlestimulatesvehiclecrashguardrail.Thisarticlestimulatesvehiclecrashguardrailswith3mmand4mmsteeplechasethicknessinthesamecollisionconditions,andanalysistheirdefensivecap