山区公路险要路段路侧护栏的优化设计.pdf

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1、第29卷第1期交通科学与工程V01．29No．12013年3月JOURNALOFTRANSPORTSCIENCEANDENGINEERINGMar．2O13文章编号：1674—599X【2013)01-0076—05山区公路险要路段路侧护栏的优化设计吴中，余佳，孔令香，施金金(河海大学土木与交通工程学院，江苏南京210089)摘要：结合HYPERMESH和L~DYNA，对护栏、道路以及车辆碰撞模型体系进行整合，最终建立起完整的碰撞模型体系．由LS-DYNA对不同的护栏设计方案进行仿真计算，得到了各个试验中的车辆行驶轨迹、车辆速度、加速度

2、、车辆与护栏的位移、碰撞模型体系的接触界面力、碰撞过程中能量的转化情况、等效应力以及塑性应变等，并使用LS-PREPOST对这些数值进行了详细的分析．对比所有试验结果，结合护栏选择原则，得出了护栏设计方案中最合理的方案．关键词：山区公路险要路段；路侧护栏；非线性有限元；仿真；碰撞中图分类号：U213文献标识码：ATheoptimaldesignofroadsidefenceindangeroussectionsofmountainroadsWUZhong，YUJia，KONGLing—xiang，SHIJi州in(CollegeofCi

3、vilEngineeringandTransportationEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210089，China)Abstract：HYPERMESHandLS-DYNAmodelsystemarecombinedfortheintegrationoftheguardrail，roads，andvehiclecollision，andacompletecollisionmodelsystemisestablished．Differentguardrailsaredesignedbyasimul

4、ationcalculationofLS-DYNA，wewillobtaineachtestvehicletravelinglocus，theamountofdisplacementofthevehi—clespeed，acceleration，vehicleandguardrail，thecontactinterfaceforceofthecollisionmodelsystem，thetransformationofenergyinthecollisionprocesscase，thestressandplasticstrain，e

5、tc，byusingofLS-PREPOSTonthesedataindetail．Comparingwithalltestresultsandthefenceselectionprinciple，aguardraildesignofthemostreasonablesolutioncanbeobtained．Keywords：mountainroads；roadsidefence；nonlinearfiniteelement；simulation；collision据中国统计局资料显示，每年死于交通事故事故死亡率一直居高不下．的人数接

6、近十万．道路交通安全事故已成为中国着重对山区公路险要路段软弱路基处的路侧一个不得不正视的问题．而山区公路由于其特殊护栏进行研究，可使用非线性有限元软件LS-DY—的地形，存在着不少安全隐患．山区公路中，临河NA[1]仿真计算汽车与护栏的碰撞过程．使用该软和临谷等险要路段比例较大，一旦车辆在这些险件求解单元的离散方式时，大多采用拉格朗日坐要路段冲出路外，后果不堪设想．也因此山区公路标下离散求解方法．此方法不受时间、场地限制，收稿日期：2O12一l2—27作者简介：吴中(1964一)，河海大学教授，博士．第1期昊中，等：山区公路险要路段路侧

7、护栏的优化设计77并可针对各种结构参数的变化计算出冲撞的反应，可模拟不同初始碰撞条件的碰撞过程，从而利2整体碰撞模型建立用少量经费，设计出防护功能好、性价比高的护栏，这对山区公路安全具有重要意义，为以后护栏碰撞模型使用卡车自重约为5．012t，配重的研究工作提供一定的理论基础和设计依据．2．875t，总重约7．887t．总高度约为3335mm，总宽度约为2380mm，总长度约为8580mm．模1护栏结构设计型中采用壳单元，单元厚度为4．3mm，采用24号材料MAT—PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY．驾山区公路险要路

8、段路侧护栏的设计[2]主要是驶室外壳及车门采用壳单元，单元厚度为1mm，在土路肩宽度有限的情况下使护栏固定生根，从而采用24号材料[4]．发动机采用体单元，使用1号防止车辆冲破护栏坠落路外危险地段，造成严重