波形護(hù)欄立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

　　波形護(hù)欄立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)：通過(guò)上面的分析，本文設(shè)怨在設(shè)計(jì)立往的結(jié)構(gòu)時(shí)采用某種失效機(jī)制，使得車(chē)輪在與立柱接觸時(shí)，在一定大小的接觸力的作用下立柱能被車(chē)輪折斷從而避免車(chē)輪與立柱之間的劇烈碰撞作用。根掘這個(gè)設(shè)想，本文提出了一種新的護(hù)欄立杜結(jié)構(gòu)一分段彈出式立柱.

　　立柱的尺寸結(jié)構(gòu)以及建立起來(lái)的有限元模型在3.4.2節(jié)中己經(jīng)作了介紹。在建立這樣的立柱撐型時(shí)需要考慮兩段立柱之間的相互干涉作用.在LS一DY隨中采用某種方法將一段立柱插入做為基礎(chǔ)的下段立杜中，同時(shí)還要能夠象實(shí)際情況那樣在兩段立柱之間產(chǎn)生相互作用力。

　　圖5.2立柱的楔入結(jié)構(gòu)

　　本文采用的方法是設(shè)計(jì)一個(gè)與上段立杜相連的楔子，給楔子設(shè)定一個(gè)位移一時(shí)間曲線，如圖5.2所示。在仿真計(jì)算的時(shí)候，在楔了的帶動(dòng)下根據(jù)需要的楔入量將立柱上段逐漸插入到基礎(chǔ)段中直到預(yù)定的位置。山于在L5一DYKA中不能為可變形體設(shè)定位移一時(shí)間曲線所以在建模時(shí)，楔子采用了剛體材料。當(dāng)立柱上段插入下段，井恨據(jù)所需的楔入量達(dá)到預(yù)定的位置后，楔子相對(duì)于墓礎(chǔ)段的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止。

　　立杜在碰撞過(guò)程中會(huì)變形、受到損壞.如圖5.3所示的是立柱在碰撞過(guò)程中的變形圖。從圖中可以很清楚的看到仁、下兩段的變形只發(fā)生在局部:上段立柱的變形主要發(fā)生在連接部分的前部;基礎(chǔ)段的變形主要發(fā)生在連接部分的后部。

　　圖5.3立柱的變形情況

　　山于采用了分段楔入的結(jié)構(gòu)，楔入量對(duì)立柱的剛度有很大的影響.因此可以通過(guò)調(diào)整楔入量的大小來(lái)改變護(hù)欄系統(tǒng)的整體剛度.本節(jié)將通過(guò)幾組仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)研究楔入量與剛度之N的關(guān)系井為下面的系統(tǒng)建模m定一個(gè)比較合理的楔入量。

　　仿真試驗(yàn)系統(tǒng)山立杜和圓柱形碰撞體組成，如圖5.4所示。圓柱形碰撞體的質(zhì)旦為1560吮，可以用來(lái)代替前而所做的有限元仿真實(shí)驗(yàn)中的轎車(chē)。碰撞體將以32km/h的速度正面撞擊立柱.這個(gè)碰撞條件與前面所做的初始碰撞角為2擴(kuò)，初始碰撞速度為90keeyh的碰撞條件具有一定的可比性。

　　圖5.4立杜碰掩仿真系統(tǒng)

　　圖5.5碰撞體質(zhì)心的合成加速度比較圖

　　在這個(gè)W條件下分別將立柱之f0i的入改為60mm.70mm,80mm和100mm進(jìn)行仿真計(jì)算，然后對(duì)碰撞體質(zhì)心處的合成加速度的人小進(jìn)行比較。如圖5.5所示的是四次仿真試驗(yàn)中碰撞體質(zhì)心處的合成加速度比較圖。

　　從圖5.5中可以看山，隨著護(hù)欄立柱楔入量的增大碰撞體質(zhì)心處的合成加速度在變大，這表明碰撞過(guò)程中的碰撞力在增大，立柱的剛度隨著立柱之間的楔入量的增大而增大。如曲線A所示，當(dāng)楔入量為104mm的時(shí)候，碰撞體質(zhì)心處的合成加速度約為4鮑.從前面的圖4.5中可以看到，在初始速度為99kmlh、初始碰撞角度為2d0的gm仿真中，轎車(chē)質(zhì)心處的合成加速度也約為40g.山于這兩個(gè)試驗(yàn)條件具有一定的可比性，所以在下面的仿真中將以楔入量為1oomm來(lái)進(jìn)行下一步的系統(tǒng)試驗(yàn)。

　　下面將通過(guò)仿真的手段來(lái)進(jìn)一步研究用這種結(jié)構(gòu)形式的立柱構(gòu)建的護(hù)欄系統(tǒng)在碰撞中表現(xiàn)出來(lái)的性能，并與前面所做仿真試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。圖5.6是楔入量為loomm，轎車(chē)的初始碰撞速度為80km/h,初始碰撞角度為250的情況下轎車(chē)、護(hù)欄的變形情況，如圖5.7所示的是在相同的初始速度和初始碰撞角度下轎車(chē)分別與圓柱型鋼立柱護(hù)欄和分段彈出式護(hù)欄碰撞時(shí)轎車(chē)質(zhì)心處的合成加速度。

　　圖5.6轎車(chē)、護(hù)欄的變形圖

　　護(hù)欄的立柱被分為相互連按的上、下兩段后，在碰撞過(guò)程中當(dāng)兩段之間的連接失效時(shí)上段立柱會(huì)從基礎(chǔ)段中分離出來(lái)從而避免車(chē)輪與立柱之間的p,P重撞擊。從圖5.7中可以看出，與前面所用的圓柱型鋼立柱相比較分段彈出式立柱護(hù)欄表現(xiàn)出更好的防護(hù)性能。首先從圖中可以看出加速度的峰值變小了，另一方面是整個(gè)過(guò)程中加速度曲線變得更加平緩了.尤其是在車(chē)輪與立柱發(fā)生碰撞的時(shí)候車(chē)輛質(zhì)心處的加速度沒(méi)有像前面那樣會(huì)迅速增大。

　　圖5.7轎車(chē)質(zhì)心處合成加速度

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