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带缓冲装置的限高防护架与超高车辆碰撞的动力响应分析
| 论文题名： | 带缓冲装置的限高防护架与超高车辆碰撞的动力响应分析 |
| 关键词： | 限高防护架;橡胶缓冲器;半刚性;超高车辆碰撞;动力响应分析 |
| 摘要： | 限高防护架是保护铁路桥涵极为重要的安全设施之一。目前应用最为广泛的防护架形式多为刚性的,而半刚性以及柔性防护架的研究与应用还很少,相关规范的研究也是空白。防护架的作用是:当超高车辆与防护架发生碰撞时,在避免自身发生破坏的前提下,吸收部分碰撞能量,阻止超高车辆引发更大的灾害及事故。因此,限高防护架应在满足强度和刚度的同时,还必须达到一定的的吸能及稳定要求。 橡胶缓冲器突出的优点是具有良好的缓冲作用和吸能特性,半刚性节点是在动力荷载作用下具有良好的耗能性能,若将二者应用于限高防护架上,可能有潜在的经济效益和广阔的应用前景。 本文采用ANSYS/LS-DYNA软件,对限高防护架与超高车辆的碰撞进行了仿真与分析。对采用刚性节点未加设橡胶缓冲器与加设橡胶缓冲器以及刚性连接与半刚性连接等多组模型进行有限元仿真、碰撞中的动力响应分析对比,分析研究发现: (1)限高防护架加设橡胶缓冲器装置后,防护架单元的应力和节点的位移、速度、加速度、碰撞力等响应均有所减小,各动力响应指标达到峰值的时间增大,且系统中防护架及车辆的塑性变形均明显减小,部分内能转化为橡胶缓冲器的弹性变形能,使整个碰撞的动力参数峰值降低。 (2)限高防护架梁柱节点采用半刚性连接后,防护架的动力响应变化总体上趋于增大。碰撞结束后,防护架吸收的内能较多,且有超过一半的内能是防护架螺栓的塑性应变能,这充分说明了半刚性节点具备良好的耗能性能。同时,车辆塑性应变能较少,损坏减轻,动力加速度峰值降低,对车内人员的伤害减少。 (3)通过与现有防护架的分析、对比研究,为铁路、公路桥限高防护架的工程设计提供很好的参考价值,对相关规范的制定、完善也是非常有益的。 |
| 作者： | 郝珊珊 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 曲淑英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 烟台大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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