大变形结构的耐撞性PDF电子书下载

前言 1

第1章　大变形结构耐撞性研究概述 1

1.1　道路交通运输产业的发展形势喜人 1

目录 1

1.2　道路交通安全是交通运输产业持续发展的瓶颈 2

1.3　护栏是确保道路交通安全的重要设施 4

1.3.1　护栏的目的 4

1.3.2　护栏的作用 4

1.3.4　护栏的种类及特点 5

1.3.3　护栏的设计要点 5

1.4　国内外护栏设计技术研究概况 8

1.4.1　研究历程回顾 8

1.4.2　常用研究方法及特点 9

1.4.3　最新研究成果 14

1.5　护栏的设计条件 16

1.5.1　人体伤害评价指标体系 16

1.5.2　国外护栏的设计条件 17

1.5.3　我国目前的护栏设计条件 18

1.5.4　我国道路运输条件的新变化 19

1.5.5　新形势下较合理的护栏设计条件 21

1.6　现有防撞护栏存在的问题和缺陷 21

1.7　高度自适应半刚性护栏的研究内容和意义 22

1.8　高度自适应半刚性护栏的特点 23

1.9　道路交通事故对碰撞安全技术提出的挑战 24

2.1.3　质量守恒方程 27

2.1.2　动量方程 27

2.1.1　运动方程 27

2.1　控制方程 27

第2章　动态显式有限元方法 27

2.1.4　能量守恒方程 28

2.1.5　边界条件 28

2.2　单元类型及算法 28

2.2.1　Belytschko-Lin-Tsay壳单元 29

2.2.2　Belytschko-Wong-Chiang单元 32

2.3　材料模型和应力修正 34

2.4　时间积分格式与时间步长控制 35

2.5　沙漏控制 39

2.5.1　沙漏特征及控制途径 39

2.5.2　用于Belytschko-Lin-Tsay壳单元的沙漏控制理论 40

2.6　接触-碰撞界面处理 41

2.7　摩擦力计算的实现方法 42

第3章　普通半刚性护栏的耐撞性分析 45

3.1　撞击力的传统计算方法 45

3.1.1　传统静力计算法常用的基本假设 45

3.1.2　传统静力计算法确定撞击力的方法 46

3.2　护栏耐撞性分析的E-FEM 47

3.2.1　轿车的有限元模型 49

3.2.2　护栏的有限元模型 49

3.2.3　有限元模型的验证 51

3.2.4　摆锤撞击半刚性桥梁护栏试验的E-FEM分析 52

3.3　两波护栏与三波护栏梁板的碰撞力学特性比较 55

3.4 防阻块在汽车与护栏碰撞中的作用 58

4.1　正交试验设计法原理 61

第4章　普通半刚性护栏的耐撞性优化分析 61

4.2　普通半刚性护栏耐撞性水平的评价指标 62

4.2.1　最大加速度amax 63

4.2.2　加速度均值 63

4.2.3　标准差 63

4.2.4　人体伤害指标 64

4.3　普通半刚性护栏尺寸参数对吸能能力的影响 64

4.3.2　梁板波形高度对吸能能力的影响 65

4.3.1　梁板厚度对吸能能力的影响 65

4.3.3　梁板小角度对吸能能力的影响 66

4.3.4　梁板大角度对吸能能力的影响 66

4.3.5　梁板小半径对吸能能力的影响 67

4.3.6　梁板大半径对吸能能力的影响 67

4.3.7　防阻块、立柱厚度对吸能能力的影响 68

4.4　普通半刚性护栏正交试验设计的方案 69

4.4.1　因素及水平 69

4.4.2　试验结果及分析 69

4.4.4　护栏设计参数对头部损伤指标的影响 74

4.4.3　最佳参数的选择 74

4.5　最优护栏设计参数及结论 77

第5章　高度自适应半刚性护栏的自适应技术研究 83

5.1　高度自适应半刚性护栏的设计思想 83

5.1.1　汽车与护栏碰撞的相互作用机理 83

5.1.2　车辆撞击防撞护栏后引发侧翻事故的分析 84

5.1.3　新型防撞护栏的设计思想 86

5.2　高度自适应防阻块待求尺寸参数的分析 91

5.3　立柱在碰撞中的后倾角θ2的确定 92

5.4　防阻块第一类参数的优化设计 95

5.4.1　复合形法的基本原理 95

5.4.2　初始复合形的形成 95

5.4.3　复合形法的搜索方法 96

5.4.4　复合形法的计算步骤 97

5.4.5　问题的提出与求解 99

5.5　防阻块的预变形控制结构分析 100

5.6.1　建模仿真与问题分析 103

5.6　防阻块第二类参数的确定 103

5.6.2　宽度对防阻块性能的影响分析 105

5.6.3　壁厚对防阻块性能的影响 106

5.7　与BHI型防阻块立柱组合结构的对比 108

第6章　高度自适应半刚性护栏的碰撞特性研究 109

6.1　汽车-护栏碰撞系统有限元模型的建立 109

6.1.1　汽车模型的建立 109

6.1.2　波形梁护栏有限元模型的建立 113

6.1.3　其他类型波形梁护栏的有限元模型简介 117

6.1.4　汽车与护栏碰撞过程中的假设和简化处理 120

6.2　高度自适应半刚性护栏的整车碰撞仿真分析 121

6.2.1　高度自适应半刚性护栏的大客车碰撞仿真分析 121

6.2.2　小轿车碰撞高度自适应半刚性护栏过程的仿真分析 125

6.2.3　高度自适应半刚性护栏与其他形式护栏性能的对比分析 128

6.2.4　仿真分析中护栏跨度选取个数对其碰撞性能的影响分析 129

第7章　复杂结构的大变形耐撞性分析 133

7.1　耐撞性分析基本软件及其应用简介 133

7.1.1　ETA/VPG 133

7.1.2 LS-DYNA 139

7.1.3　LS-Prepostd 145

7.2　轻型货车撞击最优三波护栏的仿真分析 146

7.2.1　仿真模型的建立 146

7.2.2　仿真结果分析 150

7.3　重型货车撞击混凝土护栏的仿真分析A 161

7.3.1　带有假人的仿真模型的建立 161

7.3.2　仿真结果分析 165

7.4.2　仿真结果分析 172

7.4.1　假人配置三点式安全带的仿真模型 172

7.4　重型货车撞击混凝土护栏的仿真分析B 172

7.5　重型货车撞击半刚性护栏的仿真分析C 176

7.5.1　仿真模型 176

7.5.2　仿真结果分析 177

7.6　复杂结构大变形耐撞性分析总结 184

第8章　大变形结构耐撞性的最新研究进展与展望 187

8.1　动态显式有限元方法面临的挑战 187

8.1.1　单元的畸变问题 187

8.1.2　复杂模型中单元积分的阶 188

8.1.4　冲压成形过程对材料性能的影响 190

8.1.3　材料模型中材料的开裂准则问题 190

8.2　理想力学特性在汽车碰撞安全性设计中的应用 191

8.2.1　微型客车的碰撞安全性设计与改进策略 191

8.2.2　优化微型客车的碰撞安全性 193

8.2.3　微型客车碰撞安全性设计与改进的基本步骤 194

8.2.4　应用实例 196

8.2.5　汽车碰撞安全性研究总结 197

8.3.1　增加吸能区长度的装置 198

8.3　汽车碰撞能量吸收装置研制的最新进展 198

8.3.2　简易螺纹剪切吸能装置 202

8.3.3　具有自适应特征的螺纹剪切吸能装置 205

8.4　护栏碰撞能量吸收装置研制的最新进展 206

8.4.1　增加吸能能力的措施——倾斜式立柱 206

8.4.2　立柱根部移动式吸能装置 207

8.5　大变形结构耐撞性研究的发展展望 210

参考文献 212