刚性护栏及半刚性护栏与车辆碰撞的安全性模拟分析-东南大学学报.PDF

第４２卷第２期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．２ 　 ２０１２年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｒ．２０１２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１２．０２．０３３ 刚性护栏及半刚性护栏与车辆碰撞的安全性模拟分析 赵永利　　柳天振 （东南大学交通学院，南京２１００９６） 摘要：为了明确刚性护栏与半刚性护栏的安全性能及适用性，基于动态显示有限元法建立了车 辆碰撞护栏模型，对我国高速公路常用的刚性护栏和半刚性护栏的安全性进行了模拟分析，计算 了不同质量的车辆与护栏碰撞时的护栏变形、车辆质心加速度及车辆轨迹．模拟结果表明，刚性 护栏具有抗冲击性强的优势，但驾乘人员所承受的冲击力较大，且车辆导向性较差；半刚性护栏 具有较好的车辆导向性，对驾乘人员也有一定的保护作用，但抗大型车辆的冲击性能较差．建议 在选择护栏时，应当根据这２种护栏各自的优缺点，结合路段的地形、交通组成情况进行选用．此 外，为了提高护栏的安全性能，需增加半刚性护栏的波形板厚度，而对于刚性护栏，需要在其表面 上安装一层弹性材料． 关键词：刚性护栏；半刚性护栏；仿真；碰撞；安全性 中图分类号：Ｕ４１６　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１２）０２０３６９０５ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅｉｎｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｗｉｔｈｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌａｎｄｓｅｍｉｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌ ＺｈａｏＹｏｎｇｌｉ　　ＬｉｕＴｉａｎｚｈｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｉｇｉｄｂａｒｒｉｅｒｇｕａｒｄｒａｉｌａｎｄ ｓｅｍｉｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌ，ａｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｉｎｃｏｌｌｉｓｉｏｎｗｉｔｈｇｕａｒｄｒａｉｌｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｅｘｐｌｉｃｉｔｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌａｎｄｔｈｅｓｅｍｉ ｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｏｎｔｈｅｈｉｇｈｗａｙｉｎＣｈｉｎａｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｇｕａｒｄｒａｉｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｗｈｅｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｃｏｌｌｉｄｅｗｉｔｈｔｈｅ ｇｕａｒｄｒａｉｌｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆ ｓｔｒｏｎｇｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｂｕｔｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｓｓｕｆｆｅｒｓａｌａｒｇｅｉｍｐａｃｔａｎｄｔｈｅｃａｒｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｐｏｏｒ．Ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅｓｅｍｉｒｉｇｉｄｇｕａｒｄｒａｉｌｃａｎｂｅｔｔｅｒｇｕｉｄｅｔｈｅｃａｒｔｏｔｈｅｎｏｒｍａｌｔｒａｆｆｉｃｌａｎｅａｎｄｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔ ｓａｆｅｔｙｃａｎｂｅｂｅｔｔｅｒｅｎｓｕｒｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｅｓｉｓｔｉｎｇｌａｒｇｅｖｅｈｉｃｌｅｓｉｓｐｏｏｒｅｒ．Ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔｉｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｕａｒｄｒａｉｌｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｇｕａｒｄｒａｉｌｓ ｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄ