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《清华大学》 1994年
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高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究

刘少源  
【摘要】:高速公路的护栏设置,对公路行车安全及提高运营经济效益有十分重要的作用,随着我国高速公路的发展,汽车与护栏碰撞的研究正逐步在国内展开。汽车与护栏碰撞问题属三维非线性大变形结构动力碰撞问题,是个非常困难的课题,论文从实验和理论两个方面对此进行了分析研究。主要完成以下工作: 1.通过两次大型实车足尺护栏碰撞试验,在27辆实车碰撞的基础上,分析研究了两种形式(圆形和Z形)立柱的护栏结构的力学特性和安全防护性能,比较了两者的差异和优缺点,得到了两种立柱形式护栏结构所能承受的冲击能量比,并界定了两种护栏结构的应用范围。实验结果对深入了解汽车护栏动力碰撞过程,建立护栏结构计算理论提供了坚实的基础。 2.分析研究了在半幅及全幅高速公路上护栏试验及设计应选用的碰撞角,为制定护栏设计及试验规范规程提供了依据。参与建立和完善我国第一套实车碰撞试验设备和相应的试验技术,该套设备的研制对建立适合我国国情的实车碰撞试验技术及相应的试验规程有重要意义。 3.在实车碰撞实验的基础上,提出了汽车护栏碰撞的简化计算方法-柔性梁法。柔性梁模型通过质点(车)在梁-柱结构(横梁为柔性,立柱为刚塑性或弹塑性)上滚动,来模拟车与护栏结构的动力碰撞过程,可求出碰撞过程中车辆的运行轨迹和护栏位移。模型为护栏的研究设计提供了一种简捷的计算方法,有一定的参考和实用价值。 4.通过分析碰撞过程中车辆横向运动及倾覆过程的能量变化,建立了汽车翻滚倾覆模型。利用该模型可求出碰撞过程汽车翻滚倾覆所需的极限位移值。模型适用于不同形式的波形梁护栏,具有一定的普遍性。 5.结合柔性梁法和倾覆模型,分析了车辆在不同碰撞角度、碰撞速度下的碰撞情况,从而得到汽车碰撞角度与汽车极限碰撞速度的关系曲线,进而得到护栏所能承受的极限碰撞能量。分析计算结果对补充试验数据,预测碰撞过程有较大的作用。 6.利用三维有限元碰撞接触算法对汽车与护栏碰撞问题进行了研究。在DYNA3D程序的基础上,修改完成了适用于护栏碰撞的三维碰撞接触分析专用程序和相应的后处理程序。根据汽车与护栏碰撞特点,完成了动力碰撞的全过程分析,并与简化模型和实验结果进行了比较。分析结果表明,利用有限元法可较精确的模拟碰撞过程,弥补了实验和简化计算获取信息量过少及模型过于简单的不足。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1994
【分类号】:U417.12

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵殿武;寒冷地区缆索护栏结构形式设计与可靠性分析[D];吉林大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 钟万勰;弹性接触问题的变分原理及参数二次规划求解[J];计算力学学报;1985年02期
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3 余同希;结构的耐撞性和能量吸收装置[J];力学与实践;1985年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩青;张毅刚;赵凯红;;结构工程中接触问题的数值计算方法[J];北京工业大学学报;2006年04期
2 谢志民,万志敏,杜星文;复合材料管的缓冲吸能研究[J];玻璃钢/复合材料;1999年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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2 孙林松;王德信;范崇军;;三维摩擦接触问题的增量线性互补方法[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩晓敏;汽车与砼护栏碰撞仿真计算的研究[D];四川大学;2002年
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8 张春华;高水头平面钢闸门静力特性分析研究[D];河海大学;2005年
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10 石茂清;道路交通安全设施设计研究[D];西南交通大学;2005年
【同被引文献】
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1 周炜;张天侠;乔希永;崔海涛;朴松爱;;汽车与不同形式高速公路护栏碰撞的试验研究[J];公路交通科技;2006年07期
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3 唐波,雷正保,林骥;高速公路半刚性护栏端头研究[J];公路;2004年10期
4 刘会学;交通标志结构设计的理论与方法[J];公路交通科技;1997年03期
5 陈斌,魏庆曜,付锐;道路安全审计应用研究[J];广西交通科技;2003年02期
6 符飞跃,张旭芝;高速公路新型防眩设施结构设计[J];华东公路;2000年06期
7 王建军,周伟;道路安全审计研究初探[J];华东公路;1999年01期
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10 孙宏图,刘学术,宋振寰,于长吉;汽车碰撞变形计算机模拟研究[J];大连理工大学学报;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄红武;轿车与高速公路护栏碰撞事故分析及仿真研究[D];湖南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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3 张瑾;道路交通标志标线警示能力研究[D];昆明理工大学;2005年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【相似文献】
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1 张文杨;;木材余、废料在汽车上的应用[J];汽车工艺与材料;1987年05期
2 黄树毅;浅谈汽车电脑[J];汽车电器;1989年01期
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4 王志新;张华;;微机在汽车上的应用[J];机械与电子;1992年05期
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9 ;汽车工程[J];公路运输文摘;1994年01期
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2 蒋光福;;HyperWorks在汽车副水箱优化中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
3 唐岚;;电动助力转向系统技术特点分析[A];四川省汽车工程学会、成都市汽车工程学会2003年学术年会论文集[C];2003年
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5 李春颖;;汽车内空气污染状况分析[A];中国环境保护优秀论文精选[C];2006年
6 张亚军;;汽车检测与维修专业课程的教学改革[A];2006无锡职教教师论坛论文集[C];2006年
7 包春江;;汽车维修工程课程实践教学的研究与实践[A];第十三次全国农机维修学术会议论文集[C];2007年
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10 张世义;李光辉;;双离合器自动变速汽车起步过程离合器模糊控制策略研究[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 本报记者 刘冬杰;日本“汽车外交”威胁欧美利益[N];经济参考报;2005年
5 采访人 江筱湖(以下简称江) 采访人 郝明义(以下简称郝);汽车会取代步行吗?[N];中国图书商报;2005年
6 本报记者  唐铮;开着汽车去放牛[N];北京日报;2006年
7 东方汽车特约评论员 阳朔之;三大悬念困扰南京汽车[N];东方早报;2007年
8 四川 贺云 荐;误踩汽车油门控制器[N];电子报;2006年
9 记者 曹飞;“问题”汽车让张女士心烦[N];大同日报;2007年
10 通讯员 唐顺生 顾珊菁;东华社区与驻桂某汽车连共建二十余载结硕果[N];桂林日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘少源;高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究[D];清华大学;1994年
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3 苏小平;依维柯汽车多体动力学仿真分析、优化研究及工程实现[D];南京理工大学;2004年
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1 乔明侠;基于多体动力学的汽车平顺性仿真分析及悬架参数优化[D];合肥工业大学;2005年
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