轿车与高速公路护栏碰撞事故分析及仿真研究

      高速公路交通事故中近1／3为车辆与护栏板碰撞，每年造成了巨大的人员伤亡和财产损失，所以分析汽车与高速公路护栏板碰撞的事故，研究人体损伤防护以及护栏板和车辆防护性能的改进，已引起了世界各国的日益重视。 本文从人、车、路(护栏板)三个角度，用计算机仿真的方法系统研究了轿车与高速公路护栏板的碰撞。文章先对国内外高速公路发展情况和高速公路交通事故进行了数据采集和统计分析，并对国内外汽车-高速公路护栏板碰撞事故的研究情况进行了对比分析，得出了两个新的结论。 然后，文章对高速公路护栏板的种类、设计方法和设计准则等方面进行了全面讨论，同时论述了碰撞过程中乘员的生物力学响应，指出了在轿车-高速公路护栏碰撞中致使乘员受伤最为严重的部位和原因。 文章基于计算机仿真技术，使用不同软件(多刚体动力学仿真软件MADYMO和有限元分析软件LS-DYNA)针对两种护栏板(混凝土护栏板和波形梁护栏板)和两种不同轿车车型(Ford车和Santana车)分别建立了轿车-护栏碰撞的仿真模型。通过改变不同的仿真参数(碰撞条件)，深入研究碰撞中轿车和乘员的动态响应和护栏的碰撞特性，得出了若干重要的结论并创造性地提出了一种新的护栏板立柱结构。 研究还表明：两个不同的仿真软件在模拟轿车-护栏板碰撞时呈现出各自的特点。两个仿真碰撞系统的仿真结果均与国际上公开发表的实验典例作了对比分析，数据相当吻合。验证表明本研究中所建立的仿真模型具有较高的精确度和可靠性。 最后，本文在总结了轿车与碰撞中轿车和乘员动态特性及护栏防护特性的基础上，提出了当前研究所遇到的若干问题和解决方案，并展望了进一步的研究目标。