針對目前公路側(cè)廣泛使用的波形護欄 ， 建立護欄和客車的 ＣＡＤ 模型 ， 通過有限元前處 理軟件 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ劃 分客車 － 護欄網(wǎng)格 ， 建立完整的客車 － 護欄碰撞模型 ； 使用動力學分析軟件 ＲＡＤＩＯＳＳ 進行仿真計算 ， 得出客車與波形護欄碰撞的主要參數(shù) ， 分析得到客車與波形護欄碰撞時 的運行軌跡 、 碰撞能量和碰撞加速度 ， 據(jù)此分析客車與護欄碰撞的安全性 ， 并提出護欄改進建議 。
波形護欄模型的建立
根據(jù)碰撞后的變形程度不同 ， 護欄可分為柔性 護欄 、 半剛性護欄和剛性護欄三類 。 波形護欄是半 剛性護欄中的一種 ， 由于其剛度適中 ， 碰撞后通過變 形吸收能量 ， 對車輛和駕乘人員具有較好的保護作 用 ， 還能阻擋車輛沖出路面 ， 正確引導車輛方向回 正 ， 故被廣泛應(yīng)用 。 波形護欄由立柱 、 防阻塊和波形 梁板構(gòu)成 ， 各構(gòu)件之間用螺栓連接 。 由于碰撞時很 少出現(xiàn)護欄斷裂的情況 ， 護欄板采用整塊板建模 ， 厚 度為 ４ｍｍ；立柱采用外徑為 １４０ｍｍ 的圓形管 ， 厚 度為 ４．５ ｍｍ；防阻塊厚度為 ４．５ ｍｍ。通過 Ｓｏｌｉｄ－ Ｗｏｒｋｓ 建立護欄 ＣＡＤ 模型 ， 運用 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ 進行 網(wǎng)格劃分 。 波形梁板 、 立柱和防阻塊均為鈑金結(jié)構(gòu) ， 采用 Ｓｈｅｌｌ 單元模擬 。 根據(jù) 《 公路交通安全設(shè)施 設(shè) 計細則 》， 護欄模型總長 ８０ ｍ，分 ２０ 跨 。 局部有限 元模型見圖 １
客車有限元模型的建立
客車整車尺寸為 １１?。福担?ｍｍ（長 ）× ２?。担埃?ｍｍ （ 寬 ）× ２ ９５０ｍｍ（高 ）。 首先通過 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 建立 ＣＡＤ 模型 ， 然后將 ＣＡＤ 模型導入 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ 中進 行網(wǎng)格劃分 。 為保證計算速度和結(jié)果的準確性 ， 對 客車模型進行適當簡化 ： 客車蒙皮 、 內(nèi)飾和玻璃對碰 撞結(jié)果影響很小 ， 建模中省略 ； 發(fā)動機 、 油箱和座椅 等基本不發(fā)生碰撞變形 ， 建模中省略 。 對于省略的 部件添加均布質(zhì)量和集中質(zhì)量點 ， 保證客車總重和 質(zhì)心位置不變 。 車身骨架和底盤多為薄壁結(jié)構(gòu) ， 使 用 Ｓｈｅｌｌ 單元模擬 ， 對于部件間的焊縫連接采用共 節(jié)點的方式進行模擬 。 網(wǎng)格尺寸為 ２０ｍｍ，既能保 證運算精度 ， 又能減少運算時間 ， 網(wǎng)格質(zhì)量要求見表 １。車身材料在 ＲＡＤＩＯＳＳ 環(huán)境下選用 Ｍ３６ ＿ ＰＬＡＳ ＿ ＴＡＢ，客車底盤選用 １６Ｍｎ 材料 ， 其他車身骨架選 用 Ｑ２３５ 材料 。 加強板采用 Ｒｂｏｄｙ 連接 ； 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 采用 ＳＰＲＩＮＧ３Ｎ 單元模擬 。 客車 ＣＡＥ 模型共劃分 為 ４０４?。埃埃?個 節(jié) 點 和 ３８９ ９０４ 個 單 元 ， 總 質(zhì) 量 為 １０?。埃常叮耄?。客 車 － 波形護欄碰撞模型見圖 ２，碰撞位 置位于護欄總長 １／ ３ 處 。
現(xiàn)有護欄的導向功能良好 ， 但并不能完全滿足 客車碰撞要求 ， 存在發(fā)生二次傷害的可能 ， 需加強護 欄阻擋功能 。 建議提高立柱的剛度或增大立柱的密 度 ， 以防立柱被撞倒 ， 增強護欄的阻擋功能 ； 將雙波 梁欄板改為三波梁欄板 ， 提高護欄板的剛度 ， 減小護 欄變形量 ， 提高護欄的阻擋功能 ； 改用屈服強度和極 限強度更高的護欄材料 。
主營產(chǎn)品：旋轉(zhuǎn)護欄 波形護欄 仿竹護欄 垃圾桶 金屬宿舍床 文件柜
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