超高速公路三波护栏安全性碰撞仿真

从超高速公路三波护栏防护性能角度出发,运用有限元软件HyperWorks和LS-DYNA进行联合仿真。分别以100~180 km·h^(-1)为碰撞速度、5°~20°为碰撞角度,以护栏最大动态变形量和吸能量、汽车的驶出角和合成加速度为评价指标,对三波护栏的防护性能进行考量。研究结果表明:随着碰撞速度和角度增加,护栏吸能占比曲线呈先增后减再增趋势,波形梁是护栏的主要吸能部件。碰撞速度为160 km·h^(-1)、碰撞角度为20°时,护栏最大动态变形量为880.2 mm,超出750 mm安全值;碰撞速度为140 km·h^(-1)、碰撞角度为20°时,车辆驶出角为12.16°,超过驶入角的60%,对临近车道车辆造成不利影响,车辆合成加速度峰值为33.05 g,大于安全值20 g。该三波护栏用于设计速度低于140 km·h^(-1)的超高速公路,防护性能满足安全评价标准。

改进型三波护栏研究

结合交通部行业标准“公路三波形梁钢护栏”的制订 ,介绍改进型三波护栏的组成和设计特征 。

公路路侧护栏结构形式改善方法

护栏作为一类常见的道路交通安全设施,对于预防路侧事故的发生或减轻事故严重程度具有重要作用。研究以Gr-SB-2E型三波护栏为例,利用ANSYS软件构建了有限元模型,分析了其在较大力(大型车、大角度、高速碰撞)撞击情况下的位移和应力分布情况,提出了结构形式改善方法,仿真验证结果表明护栏在减小立柱间距和增加波数后能有效提升其抗撞击能力,安全防护性能显著增强。

护栏结构安全裕度研究

提出护栏安全裕度的概念,将安全裕度概念引入护栏的结构设计和选型中。采用经实车碰撞试验校核的有限元仿真模型,通过仿真模拟方法分析A级(160 kJ)三波波形梁护栏和SA级(400 kJ)混凝土护栏的安全裕度。三波波形梁护栏的极限防护能力为中型客车176 kJ,护栏安全裕度为16 kJ,混凝土护栏的极限防护能力为大型货车440 kJ,护栏安全裕度为40 kJ,SA级混凝土护栏安全裕度略大于A级三波波形梁护栏。安全裕度较高的护栏更适合应用在车型构成复杂、超载超速可能性大、交通事故率较高的高风险路段。