波形護(hù)欄立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計：通過上面的分析，本文設(shè)怨在設(shè)計立往的結(jié)構(gòu)時采用某種失效機(jī)制，使得車輪在與立柱接觸時，在一定大小的接觸力的作用下立柱能被車輪折斷從而避免車輪與立柱之間的劇烈碰撞作用。根掘這個設(shè)想，本文提出了一種新的護(hù)欄立杜結(jié)構(gòu)一分段彈出式立柱.

　　立柱的尺寸結(jié)構(gòu)以及建立起來的有限元模型在3.4.2節(jié)中己經(jīng)作了介紹。在建立這樣的立柱撐型時需要考慮兩段立柱之間的相互干涉作用.在LS一DY隨中采用某種方法將一段立柱插入做為基礎(chǔ)的下段立杜中，同時還要能夠象實際情況那樣在兩段立柱之間產(chǎn)生相互作用力。

　　圖5.2立柱的楔入結(jié)構(gòu)

　　本文采用的方法是設(shè)計一個與上段立杜相連的楔子，給楔子設(shè)定一個位移一時間曲線，如圖5.2所示。在仿真計算的時候，在楔了的帶動下根據(jù)需要的楔入量將立柱上段逐漸插入到基礎(chǔ)段中直到預(yù)定的位置。山于在L5一DYKA中不能為可變形體設(shè)定位移一時間曲線所以在建模時，楔子采用了剛體材料。當(dāng)立柱上段插入下段，井恨據(jù)所需的楔入量達(dá)到預(yù)定的位置后，楔子相對于墓礎(chǔ)段的運(yùn)動就會停止。

　　立杜在碰撞過程中會變形、受到損壞.如圖5. 3所示的是立柱在碰撞過程中的變形圖。從圖中可以很清楚的看到仁、下兩段的變形只發(fā)生在局部:上段立柱的變形主要發(fā)生在連接部分的前部;基礎(chǔ)段的變形主要發(fā)生在連接部分的后部。

　　圖5.3立柱的變形情況

　　山于采用了分段楔入的結(jié)構(gòu)，楔入量對立柱的剛度有很大的影響.因此可以通過調(diào)整楔入量的大小來改變護(hù)欄系統(tǒng)的整體剛度.本節(jié)將通過幾組仿真對比實驗來研究楔入量與剛度之N的關(guān)系井為下面的系統(tǒng)建模m定一個比較合理的楔入量。

　　仿真試驗系統(tǒng)山立杜和圓柱形碰撞體組成，如圖5.4所示。圓柱形碰撞體的質(zhì)旦為1560吮，可以用來代替前而所做的有限元仿真實驗中的轎車。碰撞體將以32km/h的速度正面撞擊立柱.這個碰撞條件與前面所做的初始碰撞角為2擴(kuò)，初始碰撞速度為90keeyh的碰撞條件具有一定的可比性。

　　圖5.4立杜碰掩仿真系統(tǒng)

　　圖5.5碰撞體質(zhì)心的合成加速度比較圖

　　在這個W條件下分別將立柱之f0i的入改為60mm. 70mm, 80mm和100mm進(jìn)行仿真計算，然后對碰撞體質(zhì)心處的合成加速度的人小進(jìn)行比較。如圖5.5所示的是四次仿真試驗中碰撞體質(zhì)心處的合成加速度比較圖。

　　從圖5.5中可以看山，隨著護(hù)欄立柱楔入量的增大碰撞體質(zhì)心處的合成加速度在變大，這表明碰撞過程中的碰撞力在增大，立柱的剛度隨著立柱之間的楔入量的增大而增大。如曲線A所示，當(dāng)楔入量為104mm的時候，碰撞體質(zhì)心處的合成加速度約為4鮑.從前面的圖4.5中可以看到，在初始速度為99kmlh、初始碰撞角度為2d0的gm仿真中，轎車質(zhì)心處的合成加速度也約為40g.山于這兩個試驗條件具有一定的可比性，所以在下面的仿真中將以楔入量為1 oomm來進(jìn)行下一步的系統(tǒng)試驗。

　　下面將通過仿真的手段來進(jìn)一步研究用這種結(jié)構(gòu)形式的立柱構(gòu)建的護(hù)欄系統(tǒng)在碰撞中表現(xiàn)出來的性能，并與前面所做仿真試驗的結(jié)果進(jìn)行對比。圖5.6是楔入量為loomm，轎車的初始碰撞速度為80km/h,初始碰撞角度為250的情況下轎車、護(hù)欄的變形情況，如圖5.7所示的是在相同的初始速度和初始碰撞角度下轎車分別與圓柱型鋼立柱護(hù)欄和分段彈出式護(hù)欄碰撞時轎車質(zhì)心處的合成加速度。

　　圖5.6轎車、護(hù)欄的變形圖

　　護(hù)欄的立柱被分為相互連按的上、下兩段后，在碰撞過程中當(dāng)兩段之間的連接失效時上段立柱會從基礎(chǔ)段中分離出來從而避免車輪與立柱之間的p,P重撞擊。從圖5.7中可以看出，與前面所用的圓柱型鋼立柱相比較分段彈出式立柱護(hù)欄表現(xiàn)出更好的防護(hù)性能。首先從圖中可以看出加速度的峰值變小了，另一方面是整個過程中加速度曲線變得更加平緩了.尤其是在車輪與立柱發(fā)生碰撞的時候車輛質(zhì)心處的加速度沒有像前面那樣會迅速增大。

　　圖5. 7轎車質(zhì)心處合成加速度