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基于LS-DYNA的车辆与半刚性护栏碰撞的有限元仿真
| 论文题名： | 基于LS-DYNA的车辆与半刚性护栏碰撞的有限元仿真 |
| 关键词： | 桥梁护栏;橡胶垫;防阻块;车辆碰撞;耗能能力;缓冲性能 |
| 摘要： | 我国交通路网发达，各类桥梁数量众多，已建成桥梁的护栏在通车一段时间能满足防护要求，随着汽车工业与我国护栏行业标准的发展，很大一部分现有护栏已不能满足要求。桥梁护栏作为保护车辆行驶安全的最后一道防线其安全性至关重要，金属梁柱式防撞护栏凭借其自重小、结构型式灵活、有较强的耗能能力等优点广泛应用于大跨度桥梁。本文结合半刚性护栏标准段和厢式货车对护栏安全性能进行了研究，具体工作如下： 首先，从防撞护栏的分类、评价标准入手，就各类护栏的优缺点、适用环境进行了简单介绍。并以金属梁柱式护栏为例，对车辆与护栏碰撞的相互作用机理和耗能原理进行了简单分析。 其次，在CATIA中建立好护栏三维模型后，运用HyperMesh对模型进行了网格划分，定义了模型材料及属性；在适当的简化条件下建立了多组以Ford F800为原型的“车辆-护栏”有限元模型，并对其部分计算控制参数进行了介绍。 最后，研究护栏立柱、横梁厚度变化对护栏安全性能的影响。在此基础上，研究橡胶垫与O型钢防阻块对防撞护栏各项功能的影响。对三种半刚性护栏体系计算结果进行不同工况分析，结果表明： (1)所有护栏组合均能顺利拦截行驶车辆，并不会出现绊阻现象和驶出导向框。在护栏刚度增加时，立柱的最大位移值随之变小，耗能能力降低，缓冲性能变差； (2)增加橡胶垫后，护栏耗能能力和导向能力也有一定增加，缓冲功能各项指标均向较原体系有不同程度降低，证明增加橡胶垫以提高护栏的缓冲性能可行； (3)将仅作为固定的连接件更换为O型钢防阻块后，护栏的导向能力良好，耗能能力与缓冲能力有显著提高。但防阻块厚度增加，其变形、耗能能力将会降低。 |
| 作者： | 熊刚 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 周方圆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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