基于极小曲面夹层结构的新型高速公路防撞垫设计研究

摘要：

针对传统防撞垫结构对车辆造成的碰撞力过大问题,设计了一种基于单周期极小曲面(Singly Periodic Minimal Surface,SPMS)的夹层结构的新型可导向防撞垫.首先,利用Mathematica探究了SPMS隐函数表达式中a、b、c三个参数的改变对结构形式的影响规律.然后,对SPMS结构进行准静态压缩有限元仿真.最后,建立车辆-防撞垫碰撞模型系统,在100 km/h的车速下进行了实车碰撞仿真.研究结果表明:参数a、b的改变会使结构呈现周期性旋转对称变化,参数c的改变会改变SPMS结构亏格的大小,最终确定参数a、b、c的最优值分别为1、0.3、0.通过实车碰撞模拟,与传统防撞垫相比,新型防撞垫在正碰、侧碰工况下,峰值碰撞力分别下降了37.5％和18.8％.该新型防撞垫能够有效降低碰撞力,同时吸收冲击破坏下的巨大能量,具有良好的工程借鉴价值.

关键词：单周期极小曲面、可导向防撞垫、耐撞性能、有限元方法

所属期刊栏目：44

分类号：U417.12(道路工程)

资助基金：重庆市自然科学基金面上项目;重庆市教委科技项目

在线出版日期：2022-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1395-1401