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半刚性护栏防碰撞性能数值计算分析
| 论文题名： | 半刚性护栏防碰撞性能数值计算分析 |
| 关键词： | 半刚性护栏;车辆;碰撞;LS_DYNA;ANSYS;有限元;非线性 |
| 摘要： | 半刚性防撞护栏在国内和世界上都是应用最为广泛的护栏形式之一.中国的《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》给出了一般护栏设计的撞击力及其分布,但对护栏刚度均匀分布的假设并不能很好适用于半刚性护栏.国内学者对护栏简化分析模型的研究又往往忽略了车辆的变形,材料的应变速率效应等诸多非线性因素的影响,有较大的局限性.该文结合东海大桥防撞护栏抗碰撞性能分析研究的工程实际,进行了以下四方面的工作:1、建立了仅包括护栏体系的ANSYS静力分析简化模型和考虑车辆与护栏变形耦合作用的较精确的LS_DYNA动力分析模型.前者考虑了支托对横梁及立柱的连接作用,较好模拟了支托与简化横梁的连接,讨论了局部模型的取法和边界条件的确定.后者在前者的基础上,进一步考虑了车辆变形的耦合作用、车轮与桥面板的接触作用以及材料的应变速率效应等等,并较好模拟了牵引车与挂车连接的铰效应.两个模型均充分考虑了计算精度和效率的统一,实现了两者间较好的协调性.2、结合《规范》的假设,以LS_DYNA的动力分析结果为依据,较合理地确定了两种工况护栏静力分析的荷载及其在上、中两横梁的分配和分布,进行了护栏体系的非线性静力分析,提出了对护栏设计研究依弹性分析——动力碰撞分析——非线性分析进行的思路.3、通过三阶段两模型的静、动力分析,对东海大桥防撞护栏的抗碰撞性能做出了满足工程精度要求的评价;针对原模型支托刚度不足的问题,提出了改进方案,并对两种方案的动力计算结果进行了分析对比.4、通过LS_DYNA的动力分析,研究了碰撞过程中车辆的运动规律、碰撞能量变化规律、撞击力分布规律、护栏体系变形能时程特性、护栏体系材料应变速率时程特性以及护栏体系的响应时程特性等. |
| 作者： | 陈权 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 钱江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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