半剛性護(hù)欄防碰撞性能數(shù)值計算分析.pdf

1、半剛性防撞護(hù)欄在國內(nèi)和世界上都是應(yīng)用最為廣泛的護(hù)欄形式之一.中國的《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范》給出了一般護(hù)欄設(shè)計的撞擊力及其分布,但對護(hù)欄剛度均勻分布的假設(shè)并不能很好適用于半剛性護(hù)欄.國內(nèi)學(xué)者對護(hù)欄簡化分析模型的研究又往往忽略了車輛的變形,材料的應(yīng)變速率效應(yīng)等諸多非線性因素的影響,有較大的局限性.該文結(jié)合東海大橋防撞護(hù)欄抗碰撞性能分析研究的工程實際,進(jìn)行了以下四方面的工作:1、建立了僅包括護(hù)欄體系的ANSYS靜力分析簡化模

2、型和考慮車輛與護(hù)欄變形耦合作用的較精確的LS_DYNA動力分析模型.前者考慮了支托對橫梁及立柱的連接作用,較好模擬了支托與簡化橫梁的連接,討論了局部模型的取法和邊界條件的確定.后者在前者的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考慮了車輛變形的耦合作用、車輪與橋面板的接觸作用以及材料的應(yīng)變速率效應(yīng)等等,并較好模擬了牽引車與掛車連接的鉸效應(yīng).兩個模型均充分考慮了計算精度和效率的統(tǒng)一,實現(xiàn)了兩者間較好的協(xié)調(diào)性.2、結(jié)合《規(guī)范》的假設(shè),以LS_DYNA的動力分析結(jié)果為

3、依據(jù),較合理地確定了兩種工況護(hù)欄靜力分析的荷載及其在上、中兩橫梁的分配和分布,進(jìn)行了護(hù)欄體系的非線性靜力分析,提出了對護(hù)欄設(shè)計研究依彈性分析——動力碰撞分析——非線性分析進(jìn)行的思路.3、通過三階段兩模型的靜、動力分析,對東海大橋防撞護(hù)欄的抗碰撞性能做出了滿足工程精度要求的評價;針對原模型支托剛度不足的問題,提出了改進(jìn)方案,并對兩種方案的動力計算結(jié)果進(jìn)行了分析對比.4、通過LS_DYNA的動力分析,研究了碰撞過程中車輛的運(yùn)動規(guī)律、碰撞能量