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基于碰撞分析的山区公路护栏结构优化设计
| 论文题名： | 基于碰撞分析的山区公路护栏结构优化设计 |
| 关键词： | 山区公路;波形梁护栏;碰撞分析;结构优化 |
| 摘要： | 我国山地和丘陵占陆地总面积的43%，山区公路在公路总里程中所占比例较大。由于山区公路受地形限制，交通事故较普通公路更为严重。其中路侧事故比例超过三分之一，严重威胁驾乘人员的生命和财产安全。波形梁护栏被广泛应用于路侧，保护车辆和乘员安全。通过计算机仿真研究护栏的安全性，并进行优化设计，提高护栏安全性，具有重要现实意义。 通过模拟两种客车分别与山区护栏碰撞，从三个方面分别评价护栏的安全性能，并提出合理改进建议。首先，针对山区公路交通事故的特点，对国内外护栏研究现状进行分析；其次，对客车与波形梁护栏碰撞的有限元理论、有限元算法和控制方法进行详细叙述，为后续的碰撞分析提供理论基础；然后，在RADIOSS环境下，根据碰撞要求对客车模型适当简化，使用HyperMesh，分别划分两种客车和山区护栏的有限元网格，建立连接关系和网格属性，最终完成客车和护栏模型，并按照规定要求，设置不同客车的碰撞条件。 参照《公路护栏安全性能评价标准》（JTG B05-01-2013）的规定，完成碰撞仿真，并从阻挡功能、缓冲功能和导向功能三个方面对护栏安全性进行评价，得到如下结论：对于两种客车，护栏阻挡功能较弱，立柱被撞断，最大动态变形量超过标准规定的100cm，车辆有冲过护栏的可能；护栏缓冲功能良好，加速度值都小于标准规定的20g；护栏导向功能，对于中型客车良好，能使中型客车恢复到原来行驶方向，但对小型客车发生了阻绊，使其发生横转。 根据以上结论，提出改进措施： （1）使用Optistruct对护栏板进行形状优化，提高护栏板刚度； （2）增加护栏板数量； （3）增加护栏高度。经过再次碰撞仿真分析，改进后的护栏能过满足两种客车的碰撞要求。 |
| 作者： | 周大安 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李文勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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