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高速公路安全护栏端部设计优化研究

作　者: 宋慧
导　师: 王元庆
学　校: 长安大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 护栏端部力学分析优化解体消能仿真分析
分类号: U417.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 83次
引　用: 2次
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内容摘要

交通安全问题是全社会关注的一个热点问题,路侧交通事故占交通事故总数中相当大的比例,路侧护栏作为高速公路上防护危险障碍物的有效手段,其端部处理得合适与否与道路交通安全息息相关。论文结合我国路侧半刚性安全护栏端部的设计现状,指出了半刚性护栏端部设计中存在的问题;就汽车与半刚性护栏端部碰撞系统的作用机理,分别从两者碰撞的的一维和二维状态、静力学等方面进行了分析;基于护栏端部解体消能设计思想,分析了解体消能端部木质立柱和木质防阻块、吸能缓冲组件、端头形式构造的优化改进,并采用理论力学中的动量定理、动能定理、碰撞原理等理论,计算解体消能护栏端部在与汽车碰撞过程中的运动形态,从而得到解体消能护栏端部较好的吸能效果;采用MSC.ADAMS计算机仿真模拟软件和ANSYS有限元结构分析软件进行碰撞仿真,模拟显示了端部解体消能结构在碰撞仿真过程中的运动状态;与普通半刚性护栏端部设计仿真结果比较表明,优化设计具有很好的吸能效果及优越的可靠性和安全性;本文研究成果在陕蒙高速公路上进行了试验段施工,取得了成功,安全效果还有待观测。本文的创新点主要体现在对解体消能护栏端部的力学分析、仿真研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-20
  1.1 研究背景  9-12
  1.2 国内外研究概况  12-18
    1.2.1 国外研究概况  12-14
    1.2.2 国内研究概况  14-17
    1.2.3 国内外护栏端部设计研究评述  17-18
  1.3 研究目的与意义  18
  1.4 本文研究的主要内容和技术路线  18-20
第二章汽车与半刚性护栏端部碰撞系统的研究  20-44
  2.1 汽车与护栏端部碰撞事故分析  20-27
    2.1.1 高速公路事故特点及成因分析  20-23
    2.1.2 合理设置护栏端部对保障行车安全的重要作用  23-27
  2.2 半刚性安全护栏端部设计的改进  27-36
    2.2.1 我国现存护栏端部的设计  27-28
    2.2.2 基于国际研究经验对安全护栏端部优化设计  28-36
  2.3 汽车与半刚性护栏端部碰撞系统的力学分析  36-43
    2.3.1 车辆与半刚性护栏端部相撞的相互作用机理  36-37
    2.3.2 车辆与半刚性护栏端部相撞的一维和二维分析  37-40
    2.3.3 车辆与半刚性护栏端部碰撞的静力学分析  40-43
  2.4 本章小结  43-44
第三章汽车与吸能护栏端部碰撞的研究  44-51
  3.1 汽车与吸能护栏端部碰撞分析  44-47
    3.1.1 吸能护栏端部的简化模型  44-45
    3.1.2 车辆与吸能护栏端部碰撞的力学分析方法  45-47
  3.2 模拟试验逆向推导车辆与吸能护栏端部碰撞的过程  47-50
    3.2.1 模拟试验逆向推导车辆与吸能护栏端部碰撞的过程概述  47-48
    3.2.2 模拟试验逆向推导车辆与吸能护栏端部碰撞的算例  48-50
  3.3 本章小结  50-51
第四章汽车与解体消能护栏端部碰撞的仿真模拟分析  51-68
  4.1 对汽车与护栏端部系统碰撞的方法研究  51-54
    4.1.1 概述  51
    4.1.2 研究方法  51-54
  4.2 基于ADAMS汽车-护栏端部仿真分析的基本理论  54-57
    4.2.1 建模理论  55
    4.2.2 多体系统动力学数值求解  55-57
  4.3 基于ADAMS汽车-护栏端部仿真碰撞模型的建立  57-60
  4.4 仿真结果分析  60-67
    4.4.1 结果分析  60-65
    4.4.2 原设计护栏端部与优化设计护栏端部仿真结果对比  65-67
  4.5 小结  67-68
第五章应用实例  68-78
  5.1 陕蒙高速公路概况  68-69
  5.2 护栏端部原设计分析  69-70
    5.2.1 护栏端部原设计概述  69-70
    5.2.2 原设计存在的问题  70
  5.3 护栏端部优化设计  70-77
    5.3.1 斜展护栏端部设计  70-71
    5.3.2 缓冲挤压护栏端部设计  71-72
    5.3.3 改进型地锚式护栏端部设计  72-73
    5.3.4 埋入式护栏端部设计  73-75
    5.3.5 过渡段护栏端部设计  75-77
  5.4 小结  77-78
结论  78-80
参考文献  80-83
附录  83-89
攻读硕士学位期间发表的学术论文  89-90
致谢  90

高速公路安全护栏端部设计优化研究

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