立柱与波形防撞护栏连接

发布者: 发布时间:2016/7/18 17:02:24 阅读:次 【字体:
(1)为防止应力集中,采用往上一点与护栏多线多点连接

在立柱与波形防撞护栏连接的地方是点与点之间的铰接,这种点的连接容易造成应力集中,让波形防撞护栏整个面上某个点的应力变得特别大。在数值计算中,某个量特别大或者特别小都容易造成一些意想不到的计算误差,或者导致运算难以收敛。所以,为了减轻这个问题造成的影响,我们将连接部分用多个点与点之间的铰接来做,这样,让应力可以得到分散,减轻应力集中造成的影响。理论上说最好可以做成两到三排铰接点,这样可以让连接部位的铰接点形成一个面,便于更好地减弱应力集中。但是由于立柱就是用一根线模拟的,在连接部位不可能形成一个面,这样,就导致了在立柱上的一点要连接在波形防撞护栏的面上的多个点,才能保证连接部位是很多连接点形成的面。

在图中,A点是立柱上的点。B~H点都是护栏梁上的点,还有一个与A点重合的点也在波形防撞护栏上。这些波形防撞护栏上所有的点都跟在立柱上的点铰接起来,这样,就可以分散掉在A上的应力。

(2)为使护栏变形形状光滑,采用柱上一点与护栏一条线上多点连接A点与护栏梁上的B~H点相连,使得与A点相连接的所有点都与A点的运动一样了,就好像强制地让这些点连接在了一起,这对波形防撞护栏变形形状还是很有影响的。波形防撞护栏受到搜击后会变形呈曲线,在没有将上述点连接在一起的时候,波形防撞护栏的变形应该是很流畅的,如图5所示。

但是当把那些护栏梁上的点都强制连在一起之后,波形防撞护栏原本流畅的变形曲线就会被打乱,如图5所示,A点与B点之间的区域就是那些连接点的区域,在这些区城中,很多点都是被强行连接在一起了,这就使得不管外力有多大,在A到B这个局部区域中,连接点的相对位置是不变的。这就使得原本流畅的变形曲线在这个区域上出现了突然的转折。如果以图5水平方向为X轴,竖直方向为Y轴,那么波形防撞护栏的变形曲线就可以用一个方程来表示。

从上面的论述来看,强制加入这些连接点之后,波形防撞护栏的变形和原来的结果将有比较大的变化,这将导致模拟严重失真。为了克服这个问题,我们将原来2~3排的连接点换为单排的。这样就不会出现A到B这个被强制连接的局部区域,换句话说,这个局部区域被缩得无穷小了。由于这个区域的消失,上述模拟失真的问题就可以得到解决。

但是,从实际的模拟中也可么看到,一排连接点毕竟是呈一根线的连接,消散应力集中的能力还是不如一个面的,所以在模拟中应力可能还是会比较大,但是相对于一个点来说好很多了。

由于单排连接点可能造成的应力集中问题,在车撞上去之后很容易在立柱的连接部位发生突然的变向等行为。而且立住与波形防撞护栏的连接部位也可能出现一些单元发生非常大的失真的变形。这种大变形是由于车在撞击过程中出现了车的保险杠与波形防撞护栏的接触面积减小到一定程度,也就说车只撞到波形防撞护栏的某个地方,或者说某个局部,这样这个局部的应力就非常大了,而且变形也非常大了。这是我们的模型仍然需要改进的地方。