城市道路中央隔离栏受撞仿真实验分析

０ 引
言
１ ＡＮＳ ＹＳ Ｗ ｏｒ ｋｂ ｅ ｎ ｃ ｈ
城市 道路 中央隔 离栏是 城 市道路 附属设施 的 重要 组成 部分 ， 交 通 事 故 中道 路 中央 隔离 栏 的二 次损 害会 导致 更严 重 的安全 事 故［ 】 ］ ． 中央 隔离 栏
ＡＮＳ ＹＳ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ是 一 个 协 同仿 真 环 境 ，
ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ 模 块 进 行 网格 划 分 ， 将 模 型 数 据 导 入
Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ的 Ｅ ｘ ｐ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ进 行 显 式 动 力
学 模 拟． 对 车辆 与护 栏 碰撞过 程 分析时 ， 从 Ｗｏ ｒ ｋ — ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ平 台 中链 接 Ｃ ＡＤ模 型 ， 在 其 平 台 中设 置环
２ ． １ ． １ 有 限元 模型 简化
城 市 中央道 路 隔离栏 的损 害集 中点 在车辆 碰
撞后 １ ０ ０ ｍｓ内 即 可 显 现 ， 在此 碰撞 瞬 间假设 ： （ １ ）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
提 供依 据 ．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ２ — ０ ５
应
车辆 在碰撞 中产 生 的总 能 量 一 定 ， 且 车 体本 身 不
聃（ １ ９ ８ ９ 一） ： 男， 硕 士生 ， 主要 研 究 领 域 为 交 通 规 划 、 交 通 安 全
・４ ４ ０・
武汉理工大学学报（ 交通科学与工程版）
安 全考 虑 ． 国外 中央隔 离栏 应用 较少 ， 目前 缺 乏车
辆 与特 定 外形 隔 离 栏 相撞 的相 关 研 究 ． 中央 隔 离 栏 受 到撞 击后 的 形 变 程度 、 损 害 的关 键 位 置 只 能
境 参 数和模 型尺寸 等 ， 最 后进 行求 解器 求解 ． 若模 型 尺寸 与 环 境 参 数 有 误 ， 可重 新设 置 参 数 ， 再 求
及 的参 数 多 ， 撞 击 力 和 护 栏 形 变 一 直难 以精 确 计
算［ ５ 。 ］ ． 本文研 究 中 ， 搜 集 了车 辆 和 护 栏 的 材 料 和 尺 寸参 数 ， 建 立 了相 应模 型 ， 使用 Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ２ ． １ 有 限元模 型简 化及 路面 接触摩 擦 接触 参数
Ｖ０ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ．２ ０ １ ５
城 市 道 路 中央 隔离 栏 受 撞 仿 真 实 验 分 析
应 聃 徐 良杰 奚少 新
（ 武汉 理 工 大 学 交 通 学 院 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
摘要 ： 为 了 深 入 研 究 城 市 道 路 中 央 隔离 栏 受 车 辆 撞 击 后 的 影 响 ， 采用 ＡＮ Ｓ Ｙｓ ＿ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ软 件 Ｅ ｘ — ｐ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ 模 块 对 简 化 的 车辆 模 型 和 标 准 的 波 浪 型 隔 离 栏 进 行 了 车 辆 撞 击 护 栏 仿 真 实 验 研 究． 对 ４ 种 车型 、 ３种 车 速 、 ３种 撞 击 角 度 进 行 仿 真 实 验 ， 探 究 护 栏 应 力 集 中部 位 、 应 力 大 小 及 其 影 响因素。 结 果表明 ， 护栏有 ５ 处 应力集中位置 ， 车 速 和撞 击 角 度 对 护 栏 应 力 大 小 有 影 响 ． 关键词 ： 交 通安全 ； 中 央 隔 离栏 ； 碰撞 ； 应力集 中； 仿 真 实验 ； ＡＮＳ Ｙ Ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 中图 法 分 类号 ： Ｕ４ ９ １ ． ５ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ４ ７
２ 仿 真 设 计
的ｅ ｘ ｐ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ 模 块 再 现 了不 同 类 型 车 辆 撞
击 道路 中央隔 离栏 的 过程 ， 获取 了道 路 中央 隔 离
栏 受撞 后 的撞击 力 峰值 以及 护 栏 形 变 值 ， 进 而 参 照 这些 信 息进行 撞 击 过程 分 析 ， 为护 栏 设 计 改 善
解， 直 到求 解 出正确 结果 ． 环境 参数 与模 型尺 寸通
在交通 事 故 后 获 得 参 考 ， 其 损 害 过 程 难 以 重
现Ｌ ３ ］ ． 在车辆 撞 击护栏 过 程 中 ， 由于 随机性 大 ， 涉
过双 向互 动参 数 传递 功 能 ， 能够 直 接 对 仿 真过 程
进 行修 正 ．
弥补 了传 统 Ｃ ＡＥ软 件 在 设 计 研 发 中 的 不 足 ， 是 求 解 实 际问题 的新 一 代平 台． Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ将 ＡＮ—
的 防护性 能是 关 系 到 道 路 安 全 的重 要 指 标 之 一 ． 提高 道路 中央隔离 栏 的安全 水 平对 于维 护路 上 车
第３ ９卷 第 ２期 ２ ０ １ ５年 ４月
武汉 理工 大学 学 报 （ 交 通科 学与 工程 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ０ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
辆 安全 、 道路安 全 具有 重要 意 义． 现有 的城 市道 路 中央 隔离栏 在设 计 方面更 多 依据外 形 美观 程 度 ， 缺 乏 对 其 受 到 车 辆撞 击 后 的
Ｓ ＹＳ系列模 块 融 合 在 仿 真 平 台 使 数 据 无 缝 实 现
传递 以及 共 享． 本 文 使 用 Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ中 的 Ｍｅ —