基于有限元仿真罐式危险货物运输车辆后防护装置碰撞特性
2021-10-14沈小燕余政涛张国胜
沈小燕,余政涛,秦 箫,陈 野,张国胜,李 金
(1. 长安大学 汽车学院,西安710064, 中国;2. 长安大学 汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室,西安710064,中国;3. 交通运输部公路科学研究院,北京 100088,中国)
罐式车辆是气体、液体危险货物的主要承载工具,约占危险货物车辆总数的51%。通过对2014-2019年发生的1 422起危险货物道路运输事故进行统计分析后发现,事故主要以单方侧翻 (28.2%),两车追尾(22.9%)和两车碰撞(11.2%)为主[1]。在追尾碰撞中因罐体或卸料口损坏导致的泄漏、火灾或爆炸等次生灾害往往会引起更为严重的后果,如2012年包茂高速“8.26”罐车-客车碰撞事故及2014年晋济高速岩后隧道“3.1”碰撞燃爆事故分别造成了36人和40人死亡,因此,为减小事故的危害性,应当采取技术手段有效预防或降低危险货物罐式运输车辆在追尾碰撞中罐体的损伤及其所载物质的泄漏。
为了降低追尾碰撞的危险性,国内外学者利用仿真试验和实车试验等手段提出很多后下部防护装置结构方案和材料优化建议,如F. Cappello等设计了一种改进防护装置以改善追尾车辆与货车的碰撞相容性[2]。F. Carrera分析了不同类型后下部防护装置在油罐车上的使用情况,研究在不同碰撞速度下法规要求的性能试验结果与真实碰撞结果的差异性[3]。A. O.Atahan等用3种车型分别以48、56和65 km/h的相对速度碰撞4种后下部防护装置的试验数据,评估不同类型防护装置的有效性[4]。D. E. Pearson等基于2 258起危险货物运输事故案例数据模拟分析了罐车的碰撞过程[5]。S. W. Kirkpatrick构建了预测铁路罐体碰撞产生的力偏转特性模型,提出穿透力与罐体和撞击物的几何形状和撞击参数之间的函数关系[6]。……
