【摘 要】
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近年来,我国交通事故频繁发生,护栏作为路面上防止车辆冲出路外的重要防护设施,在减少交通事故中扮演了一个重要的角色。目前,我国大部分护栏采用低碳钢材料,其刚度大、质量重,在碰撞过程中钢材不能通过产生较大塑性变形的方式来合理吸能,发生碰撞事故后缓冲作用小、车辆变形大,易造成重大人员和经济损失。因此,对护栏材料的研究也是一个必不可少的话题。本文对高效吸能合金护栏进行深入研究,通过数值仿真的方法对比了传统
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近年来,我国交通事故频繁发生,护栏作为路面上防止车辆冲出路外的重要防护设施,在减少交通事故中扮演了一个重要的角色。目前,我国大部分护栏采用低碳钢材料,其刚度大、质量重,在碰撞过程中钢材不能通过产生较大塑性变形的方式来合理吸能,发生碰撞事故后缓冲作用小、车辆变形大,易造成重大人员和经济损失。因此,对护栏材料的研究也是一个必不可少的话题。本文对高效吸能合金护栏进行深入研究,通过数值仿真的方法对比了传统钢护栏和合金护栏的各项性能。此外,为了充分发挥合金材料的优越性能,在护栏满足安全性的前提下,通过尽可能减少合金材料用量的方式对护栏的结构进行优化,比选了合金护栏的最优结构形式,为合金护栏的设计与使用提供了一定的理论指导。本文主要的研究内容与结论如下:（1）对高效吸能合金材料进行简要介绍,参考图纸建立了护栏有限元模型,对护栏结构进行了防护能力验算,随后选取了规范中的3种试验车型,分别将这3种车辆的有限元模型碰撞刚性墙,碰撞过程能量守恒,车辆模型具备可靠性。（2）根据规范对SB级防护等级的合金护栏的安全性能进行评价,随后以传统的钢护栏作为参考对象,分析合金护栏的各项性能。研究发现,与传统钢护栏相比,三种车辆碰撞合金护栏的加速度更小,给乘员带来的风险更小;1.5t小客车碰撞合金护栏的撞击力峰值折减了7%,10t中型客车碰撞合金护栏的撞击力峰值折减了17%,18t大型货车碰撞合金护栏的撞击力峰值折减了15.8%;1.5t小客车碰撞合金护栏后吸能效果提升了22.6%,10t中型客车碰撞合金护栏后吸能效果提升了36.6%,18t大型货车碰撞合金护栏后吸能效果提升了47.4%,随着车辆吨位的增加,合金护栏的吸能效果的提升越来越明显。此外,三种车辆碰撞合金护栏变形量更大,同时合金护栏的回弹量更大,随着车辆吨位的增加,护栏回弹量也随着增加,合金护栏抵抗变形的能力更强。（3）分别从改变立柱间距和横梁厚度两个角度对合金护栏的结构进行优化,评价优化后护栏的安全性能,最后对优化后护栏的工程经济效益进行论述。结果表明,在满足安全性的前提下,采取立柱间距为1.5m,横梁厚度为4mm,立柱厚度为8mm的合金护栏更具经济效益。
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