Study of Truck Rear Bumper Crashworthiness
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摘要: 货车尾部护栏缓撞性能的优劣直接影响到与其发生追尾碰撞的其它车辆损坏和乘员伤亡的严重程度。用三维动态非线性有限元方法模拟计算了护栏横梁的碰撞过程, 并进行了试验研究, 在此基础上进一步改善槽形截面横梁的缓撞性能, 在其碰撞表面加装了筒系吸能装置。计算和试验结果表明, 该装置能够明显降低与之碰撞的台车的减速度Abstract: When passenger cars crash into the rear end of heavy trucks, the degree of cars occupants' injury and cars damages depends on weather the crashworthiness of the truck rear bumpers are good or not.The dynamic three dimensional non linear finite element methods are adopted to simulate the impact of truck rear bumper for the investigation of its crashworthiness.And some impact tests are carried out.Based on this, tubes' system is installed on the impact surface of the bumper horizontal beam as an energy absorption device to improve the beam's impact performace. Simulation and test results of the improved bumper show that this device leads the deceleration of the moving barrier crashing into the bumper decreased obviously.
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Key words:
- crashworthiness /
- energy absorption devices /
- truck rear bumper
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表 1 道路交通事故类型构成[1]
事故类型 正面碰撞 侧面碰撞 追尾碰撞 相向刮擦 同向刮擦 碾压 翻车 坠车 撞固定物 失火 其他 事故次数 82653 109552 66154 13603 15854 6369 14191 2769 13118 242 21633 占总数比率 23.88% 31.65% 19.11% 3.93% 4.58% 1.84% 4.10% 0.80% 3.79% 0.07% 6.25% 
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表 3 计算与试验结果对比
参量 计算结果 试验结果 计算结果 试验结果 碰撞速度/m·s-1 5.58 5.58 7.15 7.15 最大位移/mm 100.5 91.7 119.0 120.8 到达零速度时间/ms 33 35 33 33 减速度脉宽/ms 38 46* 37 39* 平均减速度/m·s-2 163 153* 221 236* 碰撞刚度/kN·m-1 317.9 327.0 364.0 382.0 注: 表中有“*”的试验数据为电测量结果, 其余为高速摄影测量结果, 试验所得减速度为峰值减速度。
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表 4 有无筒系吸能装置的效果对比
横梁结构 碰撞速度/m·s-1 最大变形/mm 峰值减速度/m·s-2 减速度脉宽/ms 无吸能装置 5.58 92 153 46 有吸能装置 5.56 —— 81 72
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[1] 中华人民共和国公安部交通管理局. 中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编[Z]. 北京: 中华人民共和国公安部交通管理局, 1999. [2] TOMASSONI J E, BELL G K. An approach to developing underride guard requirements for improved occupant protection[J]. SAE 801422, 1980. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZJLT202011015.htm [3] 中国汽车技术研究中心标准化研究所. 美国联邦机动车标准(571部分)[S], 1989.208. [4] 自動車技術會、規格會議制定. JASO B 105-83. 自动车规格, トヲツケ及ぴトレ-ヲ用后部突入防止装置[S], 1983. [5] 中华人民共和国交通部标准. (GB 11567-94)汽车和挂车侧面及后下部防护装置要求[S], 1994. [6] 余同希. 利用金属塑性变形原理的能量吸收装置, 塑性力学进展[M]. 北京: 中国铁道出版社, 1988, 387-409. [7] REID S R, AUSTIN C D, SMITH R. Tubular rings as impact energy absorbers[J]. Structural Impact and Crashworthiness, 1984, 2: 555-563. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJKY202108007.htm -
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图(8) / 表(4)
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