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汽车与交通安全设施的碰撞事故分析及仿真研究
| 论文题名： | 汽车与交通安全设施的碰撞事故分析及仿真研究 |
| 关键词： | 汽车;路侧护栏;计算集群;碰撞仿真;动力学响应;事故分析;有限元建模 |
| 摘要： | 随着我国近年来公路里程以及私家车数量的迅速增加，道路交通事故的数量也逐年攀升，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，其中大约有1/3的交通死亡事故发生在汽车与护栏以及标志牌立柱等路侧安全设施碰撞的单车事故中。所以分析汽车与公路护栏碰撞事故，研究人体损伤防护以及护栏和车辆防护性能的改进，已引起了世界各国的日益重视。同时，近几年高性能计算机技术领域不断取得重大突破，使得计算机仿真技术在交通安全设施的研发过程中发挥了不可替代的作用，大大缩短了研发周期，有效降低了研发成本。 本文以某公路路侧防撞护栏的设计项目为依托，运用计算机仿真技术和实车碰撞试验相结合的方法，对汽车与路侧护栏的碰撞事故进行了系统的研究。首先利用大型通用有限元分析软件HyperWorks和LS-DYNA相结合建立了汽车-护栏碰撞仿真系统初始模型，然后经过仿真计算对初始护栏模型的结构进行了改进，并将改进后模型的碰撞仿真实验结果与实车试验数据进行对比，验证了模型的可靠性和精确度，最后通过改变不同的仿真参数(碰撞条件)，即车辆的初始碰撞速度和初始碰撞角度，对不同碰撞条件下车辆的动态响应和护栏的防护性能进行研究，提出了当前研究所遇到的问题和解决方案，并对下一步的研究工作进行了展望。 碰撞过程属于非线性大变形的范畴，该类问题的仿真计算对计算机的性能提出了很高的要求，本文采用基于高性能计算集群的并行计算方法大大提高了计算效率。第二章将详细介绍基于两种不同软件的高性能计算服务器集群的搭建方法。 实车试验准备周期长且非常昂贵，而准确可靠的前期仿真计算可以大大提高实车试验成功的概率。仿真结果的可靠性取决于有限元模型的精确程度，而精确的有限元模型是在对模型的反复计算和改进中形成的，有限元建模的方法和经验非常重要。希望本文的研究方法和成果可以为以后致力于该类研究工作的同学提供有用的参考和帮助。 |
| 作者： | 姚伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张代胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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