【摘 要】
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随着我国高速公路通车里程的快速增长和养护维修工作量的不断增加,施工和养护作业的安全问题日益突出。一般情况下,高速公路的路面养护维修作业是在不封闭道路交通的条件下占
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随着我国高速公路通车里程的快速增长和养护维修工作量的不断增加,施工和养护作业的安全问题日益突出。一般情况下,高速公路的路面养护维修作业是在不封闭道路交通的条件下占用一幅或多幅车道进行的,高速的交通流和复杂的作业环境构成了养护作业的高风险性。为了提高养护作业区的施工安全,有必要在作业车辆的尾部安装缓冲安全装置,防止前方施工区被误行车辆闯入,以保护养护作业人员和施工设备的安全。
本文以缓冲安全装置为研究对象,采用计算机仿真技术对铝蜂窝结构和缓冲安全装置的抗撞吸能特性进行了研究,可为缓冲安全装置的设计提供参考。主要研究内容如下:
(1)建立了铝蜂窝结构的碰撞分析有限元模型,研究了铝蜂窝结构的碰撞吸能特性,并在此基础上,以铝蜂窝结构基本尺寸为设计变量,提出了以总吸能、比吸能和初始碰撞力峰值为多目标的抗撞性优化问题,通过理想点对该多目标优化问题进行了求解,最终得到了铝蜂窝的最优结构尺寸。
(2)在参阅国内外有关碰撞有限元建模方面文献的基础上,通过CAE软件建立了缓冲安全装置(包括折叠式和非折叠式)和汽车的碰撞分析有限元模型,并对建模方法进行了讨论。
(3)通过改变碰撞形式和碰撞速度,对各种工况下折叠式缓冲安全装置的抗撞性能进行了分析。仿真过程中车体没有横转、翻车、骑跨装置端部,车辆姿态良好,对乘员形成安全保护,车体碰撞方向加速度峰值均小于20g,满足评价标准要求。最后对可折叠和非折叠式两种缓冲安全装置的抗撞性能进行了比较分析,结果表明可折叠式比非折叠式缓冲安全装置的抗撞吸能性好。
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