防大客車側(cè)翻的半剛性護(hù)欄研究.pdf

1、大客車側(cè)翻現(xiàn)象是一種日常生活中最常見的交通事故之一，也是造成人身和財(cái)產(chǎn)損失最嚴(yán)重的情況之一。作為高速公路上的最后一道防線:半剛性護(hù)欄，其重要作用可想而知。國(guó)內(nèi)外對(duì)于半剛性護(hù)欄的研究已有多年，并取得了一定的成果，但對(duì)防大客車側(cè)翻的半剛性護(hù)欄研究還未出現(xiàn)。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，以防止大客車側(cè)翻為研究目的，對(duì)半剛性護(hù)欄的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析及優(yōu)化，并設(shè)計(jì)出帶有改進(jìn)立柱結(jié)構(gòu)可有效防止客車側(cè)翻的護(hù)欄。論文主要的工作內(nèi)容如下:
　　首先進(jìn)

2、行側(cè)翻數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)。以轎車與地面拌翻臨界側(cè)翻力模型為基礎(chǔ)，提出了護(hù)欄與大客車碰撞的臨界力模型。采用MATLAB計(jì)算得到規(guī)律曲線，并對(duì)其進(jìn)行分析，提煉出影響側(cè)翻的主要因素，為后續(xù)的研究做準(zhǔn)備，并提供護(hù)欄防側(cè)翻性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　然后建立大客車及護(hù)欄有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。以某客車項(xiàng)目提供的12米大客車UG三維模型，建立其有限元模型，并進(jìn)行側(cè)翻仿真實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比試驗(yàn)及仿真的加速度曲線及能量分析，驗(yàn)證了模型的可靠性。參照《高速公

3、路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ074-1994)中對(duì)護(hù)欄尺寸的規(guī)定，建立了護(hù)欄的三維模型及建立有限元模型，并進(jìn)行護(hù)欄沖擊載荷仿真實(shí)驗(yàn)。與《沖擊荷載下高速公路護(hù)欄的實(shí)驗(yàn)研究和優(yōu)化分析》中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了護(hù)欄模型的可靠性。
　　隨后研究分析了護(hù)欄結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)影響大客車側(cè)翻的影響，以立柱直徑，厚度，護(hù)欄高度等五項(xiàng)參數(shù)為試驗(yàn)因子，進(jìn)行L18(2×34)的正交仿真試驗(yàn)。并對(duì)仿真后的曲線及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與歸納，確定了護(hù)欄影響

4、大客車側(cè)翻的顯著性因素，并得出最優(yōu)組合值護(hù)欄。
　　最后基于最優(yōu)組合值護(hù)欄，結(jié)合鋼板彈簧原理，提出了更合理的護(hù)欄形式:改進(jìn)立柱型護(hù)欄，通過其與改進(jìn)前的最優(yōu)組合值護(hù)欄對(duì)比，表明改進(jìn)立柱型護(hù)欄是可有效防止大客車側(cè)翻的半剛性護(hù)欄，且優(yōu)于傳統(tǒng)護(hù)欄。
　　結(jié)果表明:改進(jìn)立柱型護(hù)欄的撞后最大傾角為22°，碰撞力沖量為51.5kN·s，最大動(dòng)態(tài)位移為602mm，使大客車產(chǎn)生的最大質(zhì)心Z向位移為168mm;均小于最優(yōu)組合值護(hù)欄對(duì)應(yīng)的42°，