高速公路护栏的冲击动力学分析有限元模型

为了对高速公路护栏系统开展全面的冲击动力学分析及其优化设计,建立了高速公路波形梁护栏系统受冲击荷载作用的有限元模型,并对建立的护栏系统模型进行了合理性的检验。采用FEMB软件作为前处理软件,首先根据行业规范建立起包含波形护栏梁、防阻块以及立柱的护栏系统有限元模型,将建立好的三跨缩比护栏系统的有限元模型在冲击条件下与相应的冲击试验进行对比分析,检验了模型

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第2卷第3 4期文章编号：0 6—94 ( 0 7 0 0 6 0 10 38 20 )3— 2 6— 4

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张晓晴，小清，黄汤立群(华南理工大学交通学院，广东广州 5 04 160)

摘要：了为对高速公路护栏系统开展全面的冲击动力学分析及其优化设计，立了高速公路波形梁护栏系统受冲击荷载作建用的有馍型，并对建立的护栏系统模型进行了合理性的检验。采用 F M E B软件作为前处理软件，首先根据行业规范建立起包含波形护栏梁、防阻块以及立柱的护栏系统有限元模型，建立好的三跨缩比护栏系统的有限元模型在冲击条件下将与相应的冲击试验进行对比分析，检验了模型的有效性。由于真实护栏系统是多跨连续的，通过对比不同跨数的模型在冲

击条件下的结果，确定了足够反映真实多跨连续护栏的合理跨数。结果表明，建立的有限元模型可准确有效地反映真实护栏系统的特性，可用于护栏系统的冲击动力学分析及其优化设计。 关键词：护栏系统；动力学分析；有限元模型中图分类号： 1 .;3 7 1 U4 7 1 0 4 .文献标识码： A

Fi ie Elm e tM o e o na i a y i fH i h y n t e n d lf r Dy m c An l sso g wa Gua dr i und r I p c r al e m a tZHANG a Xi o— q n HUANG a i g, Xi o—q n TANG i—q n i g, L u( o eeo Ta cadC m nctn SuhC iaU i.o eh, unzo u ndn 6 0 C ia C l g f r f n o muiao s, ot h nv f c. G aghuG ago g 1 4,hn ) l f i i n T 50ABS RACT: o e s k fs d i gt e d n mi r p riso ih y g ad al y tm n eo t m e in,a T F rt a e o t yn y a c p o et f g wa u r r i s se a d t p i h u h e h h mu d sgi t ee n d l e—r d W f i lme tmo e fs mi i i —b a h g w y g a d a ls se u d r i

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e e t ey a d c u d b s d t t d h y a c p o e i so ih a u r ri s se a d t e o t m

e in f ci l o l e u e o s y t e d n mi rp r e f g w y g a d a l y tm n h p i v n u t h mu d sg .KEYW ORDS: u r r i s se;D n mi n lss i i lme tmo e G a d al y t m y a ca ay i;F n t ee n d l e

l引言 随着高速公路在我国的大量修建，路护栏的安全防护公作用已经被人们充分认识，对护栏的系统研究也正在逐步展开…。目前，护栏研究的主要方法之一是实车足尺寸碰撞实验，这种方法可真实反映碰撞过程，实验周期长，用昂但费贵，使产品设计的优化受到了很大限制。缩比模型实验是护栏研究的另一种实用方法。这种方法利用缩比模型实验模

于控制，具有较大前景。但因为采取相似理论、材料及实验条件理想化等原因，实验结果与实际情况会有一定的误差， 同时由于受加载方式的限制，模拟的内容有限，主要进行机理性探索。护栏研究的另一个主要方法是数值分析。通过

数值分析能够用较少的投资获取较详细的数值解答，并迅速地进行参数研究或灵敏度分析，于实现护栏的优化设计。易

对于高速公路波形梁护栏系统受冲击荷载作用的有限元模型，前人往往在某些方面采用简化处理，所得结果与真实情况有一定差距。

拟碰撞过程来研究护栏的特性，实验成本较低，实验过程易

基金项目：国家自然科学基金资助项目( 0 70 3; 1 23 ) 4广东省自然科学基金博士科研启动基金项目( 50 14; 0 30 3 )广东省交通厅科技项目( 0 B 00 2 ) B 2 53 0 4收稿日期：0 6— l—l修回日期：0 6— 2—0 20 0 2 20 0 3 --——

本文的研究内容属于课题“高速公路护栏的安全防护有效性的研究”该课题通过缩比模型实验和有限元分析方法，对高速公路护栏系统的冲击动力响应特性进行研究，最终实现高速公路护栏系统的优化设计。课题的前期研究工作已

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