Тавшавадзе Бека Темурович Разработка и обоснование методологии расчетов, испытаний и сертификации дорожных удерживающих ограждений барьерного типа

Краткое описание

Тавшавадзе Бека Темурович Разработка и обоснование методологии расчетов, испытаний и сертификации дорожных удерживающих ограждений барьерного типа

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет (МАДИ)
На правах рукописи
ТАВШАВАДЗЕ Бека Темурович
РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ РАСЧЕТОВ,
ИСПЫТАНИЙ И СЕРТИФИКАЦИИ ДОРОЖНЫХ УДЕРЖИВАЮЩИХ
ОГРАЖДЕНИЙ БАРЬЕРНОГО ТИПА
Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Демьянушко Ирина Вадимовна
Москва 2019

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
1.1 Особенности применения барьерных дорожных ограждений, представления об основных преимуществах и недостатках, их роли в обеспечении безопасности
на автомобильных дорогах 14
1.2 Методы расчетного анализа дорожных боковых ограждений 25
1.3 Анализ существующих нормативных требований к дорожным ограждениям ..
. 28
1.4 Анализ требований к сертификации дорожных ограждений 37
1.5 Выводы по главе 1 40
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ 42
2.1. Обоснование расчетной схемы и выбор программного продукта 42
2.2 Основные уравнения LS-DYNA 45
2.2. Создание математической модели 47
2.3. Валидация КЭ моделей 62
2.4. Выводы по главе 2 67
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАРЬЕРНЫХ ДОРОЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ НА ИХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 69
3.1. Анализ конструкции БДО с применением W-образной балки 70
3.2. Анализ конструкции БДО с применением 3-волновой балки 86
3.3. Анализ конструкции БДО с применением С-образных балок 89
3.4. Анализ конструкций БДО без консолей 97
3.5. Анализ конструкций БДО мостовой группы 105
3.6. Выводы по главе 3 112
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННЫХ НОРМАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ДОРОЖНЫМ БАРЬЕРНЫМ ОГРАЖДЕНИЯМ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ 114

3
4.1. Исследования влияния режимов испытаний на потребительские
характеристики барьерных ограждений 114
4.2. Формирование области применения виртуальных испытаний в системе
сертификации на соответствие требованиям ТР ТС 014/ 119
4.3. Разработка схемы сертификации дорожных ограждений с учетом виртуальных
испытаний 121
4.4. Перспективы применения виртуальных испытаний 128
4.5. Выводы по главе 4 134
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 135
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 136
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рекомендации по систематизации нормативных документов в области ДО 146

Список литературы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1. Разработана классификационная схема барьерных дорожных
удерживающих ограждений по основным конструктивным элементам и определены наиболее важные потребительские характеристики БДО.
2. Разработаны рекомендации по систематизации существующих
нормативных документов, регламентирующих технические требования, методы контроля и правила применения БДО.
3. Разработан метод симуляционного компьютерного анализа наезда транспортных средств на боковые барьерные дорожные ограждения с использованием конечно-элементного моделирования высокоскоростных динамических процессов соударения деформируемых тел.
4. Проведена валидация разработанных моделей БДО и автомобилей с использованием многочисленных данных натурных и стендовых испытаний БДО и их элементов, установлена область применения виртуальных испытаний БДО при проектном анализе и при сертификации дорожных барьерных ограждений.
5. Определено влияние основных элементов конструкций БДО на их потребительские характеристики и сделаны практические выводы и рекомендации. Оценены преимущества и недостатки основных конструкций БДО.
6. Разработаны рекомендации по проектированию конструкций БДО.
7. Разработана и внедрена в практику методика разработки программы натурных и виртуальных испытаний для сертификации БДО, которая позволяет производителям в зависимости от количества марок БДО снизить расходы на сертификацию в 3-6 раз.
8. Рассмотрена перспектива применения виртуальных испытаний БДО для анализа причин ДТП.