CN111428390B - 一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法，以有限元法计算机仿真模拟作为技术手段，通过建立与实际工况相符的1∶1模型，参照《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05‑01)对护栏检测的碰撞条件，对护栏安全性能进行基于计算机仿真技术的护栏的车辆适应安全性能仿真评价；仿真模拟技术能够摒弃试验场地和车辆受限的弊病，即采用仿真技术模拟标准车辆模型、扩展车辆模型和护栏模型等并模拟各种复杂公路路况在不同碰撞条件下对护栏结构的影响，具有费用省、周期短、可模拟各种复杂工况的优势。

Description

一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法

技术领域

本发明涉及公路交通安全设施护栏的安全性能检测及评价技术领域，特别是一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法。

背景技术

公路护栏作为事故车辆的最后一道防线，其安全性能至关重要。现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定采用实车足尺碰撞试验检测公路护栏的方法和评价指标，其中的“实车足尺碰撞试验”不仅是一个实现评价准确的基本要求，而且是一个确保碰撞试验真实、客观的条件指导，在提高我国公路行车运营安全方面发挥了重要作用。

《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)中将护栏性能分为8个等级，并依据不同等级给出了具体的检测方法及评价指标，其中护栏安全性能评级指标中，用来评价护栏防护能力是否合格主要从阻挡功能、缓冲功能、导向功能等方面进行；且护栏与车辆的碰撞条件规定了不同护栏的建造方式、不同车辆的结构参数、车辆碰撞护栏的碰撞点位置、车辆总质量、车辆速度、车辆碰撞角度等，并根据等级给出了具有一定代表性的标准车辆类型。《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)中实车足尺碰撞试验规定的标准车辆类型包括，小客车、中型客车、中型货车、大型客车、大型货车、鞍式货车，共计6种车型；碰撞车辆总质量指标包括：1.5吨小客车，10吨中型货车，10吨中型客车，14吨中型客车，18吨大型货车，25吨大型客车，33吨大型货车，40吨大型货车，55吨大型货车，共9种质量参数。

但是以上车辆类型及其总质量指标并不能涵盖实际公路上运营的全部重要车型，难以真实反映实际公路运营的复杂车辆条件，使得当前护栏安全性能评价工作受到较大程度限制，致使交管部门对于护栏的真实防护能力存在疑虑，同时按照《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定的实车足尺碰撞试验需要建造同比例护栏和采购实际运营车辆，具有费用高、周期长、工况单一的缺点。

发明内容

本发明针对现有护栏评价技术中存在的缺陷或不足，提出一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法，通过计算机仿真技术构建护栏安全综合评价系统，用以评价护栏防护能力，模拟各种复杂路况及各种车辆类型下的碰撞对护栏结构的影响，有利于交管部门对护栏安全性在真实、客观的监测数据基础上进行综合性的准确评价和把控，也有利于业主和监理根据规范指标要求对护栏进行现场验收。

本发明通过以下技术方案实现：

一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，包括仿真模型建立与验证模块、仿真碰撞模块、护栏的车辆适应安全性能评价模块和护栏的车辆适应安全性能评价结论模块，

所述仿真模型建立与验证模块包括护栏模型的建立与验证分模块和车辆模型的建立与验证分模块，

所述车辆模型的建立与验证分模块根据不同车辆类型建立车辆模型；

所述车辆模型至少包括标准车辆模型和/或扩展车辆模型；

所述标准车辆模型是指根据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定的车辆类型建立并验证的车辆模型；所述扩展车辆模型是指根据公路实际车流量选取的一种或多种车辆类型建立并验证的扩展车辆模型；

所述护栏的车辆适应安全性能评价模块包括车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块，护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块和护栏的车辆适应安全性能评价结果展示子模块；

所述车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块参照现行标准的实车足尺碰撞试验的碰撞条件和碰撞点的选取要求确定碰撞条件数据和碰撞点数据，并根据公路交通流特征确定最终碰撞条件数据，所述最终碰撞条件数据采用车辆模型的不同碰撞条件进行模拟仿真；所述仿真碰撞模块将所述最终碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型和所述车辆模型，形成仿真碰撞模型；

所述护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块根据现行标准中阻挡功能、缓冲功能和导向功能对应的指标要求，设定所述护栏的车辆适应安全性能评价指标；

所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型和所述车辆模型的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型和/或所述护栏模型和/或所述仿真碰撞模型，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果；

所述护栏的车辆适应安全性能评价结论模块根据所述护栏的车辆适应安全性能评价结果，将所述护栏的车辆适应安全性能分为优秀、较差、差或极差，编制并输出护栏的车辆适应安全性能仿真评价报告。

作为优选，所述仿真模型的建立与验证模块还包括假人模型的建立与验证分模块；所述护栏的车辆适应安全性能评价模块还包括假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块；所述假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块将假人模型设置于所述车辆模型驾驶席并根据碰撞条件分析所述假人模型碰撞所述车辆模型对假人模型产生的冲击数据，

所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型和所述车辆模型的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标、所述假人模型的冲击数据，进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型和/或所述护栏模型和/或所述仿真碰撞模型和/或所述假人模型，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果。

作为优选，所述车辆模型的建立与验证分模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的车辆仿真碰撞数据与对应的真实车辆碰撞试验数据相比对，调整所述车辆模型使之得到验证；所述车辆模型具有运动性能和准确的几何形状，所述车辆模型的重要结构采用有限元网格建模，所述车辆模型的非重要结构用具有惯性特性或功能特性的质量点或刚体建模；所述车辆模型建立于以车辆长度方向为X轴，车辆宽度方向为Y轴，车辆高度方向为Z轴的车辆坐标系，所述车辆坐标系遵守右手定则；所述车辆模型的建立数据至少包括车辆模型总质量数据、几何尺寸数据和重心位置数据。

作为优选，所述车辆模型的建立与验证分模块包括车辆模型的建立子模块和车辆模型验证子模块，所述车辆模型建立子模块包括车辆整体模型建立子模块和车辆单元模型建立子模块，所述车辆单元模型建立子模块的车辆单元模型在所述车辆整体模型建立子模块中进行装配形成车辆整体模型；所述车辆模型验证子模块包括车辆整体模型验证子模块和车辆单元模型验证子模块，所述车辆整体模型验证子模块对所述车辆整体模型进行整体性能验证，所述车辆单元模型验证子模块对的所述车辆单元模型中的关键模型进行性能验证；所述护栏模型建立与验证分模块包括护栏模型建立子模块和护栏模型验证子模块，所述护栏模型建立子模块根据护栏结构尺寸、材料型号和性能指标严格按照护栏的设计图建立护栏模型；所述护栏模型验证子模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的碰撞数据与现有真实护栏样品碰撞试验数据相比对，调整所述护栏模型使之得到验证；所述护栏模型建立子模块包括护栏整体模型建立子模块和护栏单元模型建立子模块，所述护栏单元模型建立子模块的护栏单元模型按照设计图纸进行装配形成所述护栏整体模型建立子模块的护栏整体模型；所述护栏模型验证子模块包括护栏整体模型验证子模块和护栏单元模型验证子模块，所述护栏整体模型验证子模块对所述护栏整体模型进行整体性能验证，所述护栏单元模型验证子模块对所述护栏关键零部件的护栏单元模型进行性能验证。

作为优选，所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统还包括存储模块，所述存储模块包括护栏模型数据库、车辆模型数据库、公路模型数据库和仿真碰撞模型数据库，所述护栏模型建立与验证分模块，根据输入的护栏结构数据，建立并验证相应结构的护栏模型并将验证后的护栏模型存储于所述护栏模型数据库，或通过调用模块从所述护栏模型数据库调取相应结构的护栏模型；所述车辆模型建立与验证分模块，根据输入的车辆数据，建立并验证相应的车辆模型并存储于所述车辆模型数据库，或通过所述调用模块从所述车辆模型数据库调取相应的车辆模型；所述仿真模型建立与验证模块还包括公路模型建立与验证分模块，所述公路模型建立与验证分模块，根据输入的公路结构数据，建立并验证相应结构的公路模型并将验证后的公路模型存储于所述公路模型数据库，或通过调用模块从所述公路模型数据库调取相应结构的公路模型；所述仿真碰撞模块将所述碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型和所述车辆模型形成仿真碰撞模型，并将所述仿真碰撞模型存储于所述仿真碰撞模型数据库，或通过所述调用模块从所述仿真碰撞模型数据库调取相应的仿真碰撞模型到所述仿真碰撞模块。

作为优选，所述车辆单元模型包括车身模型、车架模型、悬架模型、车轮模型及转向系统模型，所述车身模型在有限元建模中采用壳体单元建模，且所述车身模型的形状和材料属性与实际车辆相同，所述车身模型的材质至少包括钢或铝合金等金属；所述车架模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述车架模型的内部构件连接模型在有限元建模中采用刚性点焊单元模型和/或螺栓单元模型，所述车架模型在建模计算过程中的车架模型数据包括车架的有效扭转刚度、车辆部件与车架刚性连接数据弹性连接数据；所述悬架模型包括导向机构子模型及减震器子模型，所述导向机构模型及减震器模型在有限元建模中采用简单的壳体或实体单元建模，所述悬架模型的弹性元件或转向节在有限元建模中采用离散一维单元建模；所述车轮模型包括轮毂子模型和轮胎子模型，所述车轮模型可自由滚动，所述轮胎模型的内部在有限元建模中采用安全气囊压力体积模拟充气状态，所述轮胎模型的表面与路面之间定义有静摩擦系数建模值和动态摩擦系数建模值，所述动摩擦系数建模值比实际轮胎动摩擦系数值低30％；所述转向系统模型包括方向盘子模型、转向轴子模型、转向器子模型、转向横拉杆子模型、减震机构子模型及连接机构子模型，所述转向横拉杆子模型、方向盘子模型和转向器子模型在有限元建模中采用壳体单元建模并进行配重，所述转向轴子模型、转向横拉杆子模型及连接机构子模型在有限元建模中采用离散一维单元建模，所述转向系统模型还包括车辆前轮转弯组件子模型；所述护栏模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述壳体单元建模时采用四边形单元及三角形单元划分网格，其中所述三角形单元不应超过单个壳体板材中单元总数的5％，且在单个子模型中，所述三角形单元不应超过其单元总数的10％。

作为优选，所述车辆模型与所述护栏模型的验证用现有实车足尺碰撞试验进行对比验证；所述车辆模型的验证通过所述车辆模型验证子模块进行车辆单元模型验证、线形轨迹验证、过减速带验证及整车碰撞验证；所述护栏模型的验证通过所述护栏模型建立与验证模块进行护栏结构验证、护栏材料验证、护栏碰撞变形验证；所述护栏模型还包括护栏失效模型。

作为优选，所述车辆模型的各模型部件的连接和所述护栏模型的各模型部件的连接均通过焊接模型、胶粘模型及螺栓连接模型进行锚固连接；

所述焊接模型在有限元建模中采用刚性单元建模，其焊接节点一一对应，焊接节点间的投影距离不超过7mm；焊接两个相邻壳体板模型的两个焊接节点之间的最大距离不大于10mm，且80％情况下不应该大于7mm；所述焊接模型的缝焊模型在有限元建模中采用刚性连接焊缝中的各焊接节点来建模，并定义缝焊模型失效标准；

有限元建模中，所述胶粘模型的胶粘处如果有结构性功能，则在重合的胶粘节点之间采用单自由度弹簧元件建模，以提供足够的弹簧特性；如果所述胶粘模型的胶粘处没有结构性功能，则采用实体单元建模；

所述螺栓连模型包括摩擦模型、接头滑移模型、螺栓张力模型、螺栓弯曲模型、螺栓剪切模型、接触定义模型、材料失效准则模型、螺栓预紧力模型和螺栓拉拔力模型。

作为优选，所述标准车辆模型的车辆类型包括6种，分别为小客车、中型客车、中型货车、大型客车、大型货车、鞍式货车；和/或所述扩展车辆模型的车辆类型包括小型客车、载客客车和货车，其中所述小型客车包括微型两厢车、小型三厢车、越野型SUV和家用型MPV；所述载客客车包括8座的微型面包车、9座的小型客车、10-19座的中型客车、20座以上的大型客车、双层巴士、链式公交车；所述货车包括皮卡货车、厢式货车、小型货车、中型货车、大型货车、鞍式货车、牵引式罐车。

一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真方法，采用上述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统进行护栏的车辆适应安全性能评价。

本发明的技术效果如下：

1、本发明一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法，以有限元法计算机仿真模拟作为技术手段，通过建立与实际工况相符的1∶1模型，参照《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)对护栏检测的碰撞条件，对护栏护栏的车辆适应安全性能评价。仿真模拟技术能够摒弃试验场地和车辆受限的弊病，即采用仿真技术模拟车辆模型、护栏模型等并模拟各种车辆类型、不同碰撞条件下，车辆模型与护栏模型碰撞对护栏模型结构的影响。计算机仿真模拟技术具有费用省、周期短、可模拟各种复杂工况的优势。

2、本发明的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法，护栏的车辆适应安全性能评价模块，既能够模拟分析撞击对驾乘人员的伤害，又能够准确设定碰撞位置、碰撞角度、碰撞速度以提高检测精度、检测效率和检测有效性或权威性，从而有利于交管部门对护栏安全性在真实、客观的监测数据基础上进行准确评价和把控，也有利于业主和监理根据规范指标要求对护栏进行现场验收，充分保障并加强公路护栏的安全性能。

3、本发明的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法，设立了假人模型，除了标准车辆模型，还增加了扩展车辆模型，对车辆模型进行了进一步补充，且通过仿真碰撞模型，能够直观的看到碰撞对假人模型产生的影响，能够更好的体现护栏对乘客的防护效果。

4、本发明的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法结合护栏安全评价的现状与发展趋势，辅助制订出符合我国国情的第一部《公路护栏安全性能仿真评价标准》，对现有标准体系起到补充和完善的作用。

附图说明

图1为本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法的流程示意图；

图2为本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法的仿真碰撞模型简化示意图；

图3为本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法中未碰撞前的悬架模型示意图；

图4为本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法中碰撞后前的悬架模型示意图；

图5为本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法中车辆类型为大型客车的车辆模型撞击混凝土护栏的行驶导向驶出框示意图；

图6本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法输出的护栏的车辆适应安全性能仿真评价报告中的材料模型应力应变曲线值示意图；

图7是本发明所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统及方法输出的护栏的车辆适应安全性能仿真评价报告中的车辆模型加速度曲线值示意图。

附图标记列示如下：1-公路模型；2-护栏模型；3-车辆模型；4-预设碰撞位置；5-速度传感器；6-假人模型；A-预设碰撞角度；B-预设碰撞速度；7-车轮模型；8-悬架模型；9-转向系统模型；10-车辆模型行驶轮迹；11-导向驶出框。

具体实施方式

为了便于理解本发明，在结合附图1-7和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。

实施例1

如图1和图2所示，本发明一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，利用有限元法的仿真模拟软件建立仿真模型，模拟各种复杂公路路况、各种车辆类型下对护栏防护能力的影响，根据仿真模型计算结果对公路护栏安全性能进行评价并给出结论。

随着计算机软硬件的不断发展，采用基于有限元方法的计算机仿真模拟技术日趋成熟，相比现行标准《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)中的实车足尺碰撞试验，计算机仿真同样可以建立与实际工况相符的1∶1模型，且计算机仿真模拟技术具有费用省、周期短、可模拟各种复杂工况的优势。在公路护栏安全性能评价领域，计算机仿真模拟技术已经达到可以部分代替实车足尺碰撞试验的技术水平，并在很大程度上可以对其进行有效的补充和完善。计算机仿真可评价公路护栏结构是否达到相应防护等级，可评价公路护栏对于公路适应条件的安全性能，还可评价公路护栏对于车辆多样性的适应安全性能，将综合的评估护栏的安全水平，并给出相应结论。

本发明一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统主要用于评价护栏的车辆适应安全性能。在本发明一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统搭建之前，需要进行前期的资料调研，比如，在至少需要获取护栏的详细构造图、护栏及公路的相关设计图和施工图、已有的护栏结构安全性能评价资料和其他可用于评价的相关资料、公路现场的连续摄像或图片、公路的交通流特征、公路上行驶的主要车辆类型及其详细构造图等。

具体地，一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，包括仿真模型建立与验证模块、仿真碰撞模块、护栏的车辆适应安全性能评价模块和护栏的车辆适应安全性能评价结论模块，所述仿真模型建立与验证模块包括护栏模型的建立与验证分模块和车辆模型的建立与验证分模块，所述车辆模型的建立与验证分模块根据不同车辆类型建立车辆模型3。

所述车辆模型3至少包括标准车辆模型和/或扩展车辆模型；所述标准车辆模型是指根据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定的车辆类型建立并验证的车辆模型；包括6种，分别为小客车、中型客车、中型货车、大型客车、大型货车、鞍式货车；

所述扩展车辆模型是指根据公路实际车流量选取的一种或多种车辆类型建立并验证的扩展车辆模型；所述扩展车辆模型的车辆类型包括小型客车、载客客车和货车，其中所述小型客车包括微型两厢车、小型三厢车、越野型SUV和家用型MPV；所述载客客车包括8座的微型面包车、9座的小型客车、10-19座的中型客车、20座以上的大型客车、双层巴士、链式公交车；所述货车包括皮卡货车、厢式货车、小型货车、中型货车、大型货车、鞍式货车、牵引式罐车。

所述护栏的车辆适应安全性能评价模块包括车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块，护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块和护栏的车辆适应安全性能评价结果展示子模块；

所述车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块参照现行标准的实车足尺碰撞试验的碰撞条件和碰撞位置4的选取要求确定碰撞条件数据和碰撞点位置数据，并根据公路交通流特征确定最终碰撞条件数据，所述最终碰撞条件数据采用车辆模型的不同碰撞条件进行模拟仿真；所述仿真碰撞模块将所述最终碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型2和所述车辆模型3，形成仿真碰撞模型；如图2所示为仿真碰撞模型简化示意图，将碰撞条件数据中的速度传感器5数据、预设碰撞角度A和预设碰撞速度B赋予所述护栏模型2和所述车辆模型3使其发生碰撞。

所述护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块根据现行标准中阻挡功能、缓冲功能和导向功能对应的指标要求，设定所述护栏的车辆适应安全性能评价指标。

所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型2和所述车辆模型3的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型3的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型3和/或所述护栏模型2和/或所述仿真碰撞模型，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果；

所述护栏的车辆适应安全性能评价结论模块根据所述护栏的车辆适应安全性能评价结果，将所述护栏的车辆适应安全性能分为优秀、较差、差或极差，编制并输出护栏的车辆适应安全性能仿真评价报告。

作为优选，所述仿真模型的建立与验证模块还包括假人模型6的建立与验证分模块；所述护栏的车辆适应安全性能评价模块还包括假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块；所述假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块将假人模型6设置于所述车辆模型3驾驶席并根据碰撞条件分析所述假人模型6碰撞所述车辆模型3对假人模型产生的冲击数据，所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型和所述车辆模型的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标、所述假人模型的冲击数据，进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型3和/或所述护栏模型2和/或所述仿真碰撞模型和/或所述假人模型6，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果。

作为优选，所述车辆模型的建立与验证分模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的车辆仿真碰撞数据与对应的真实车辆碰撞试验数据相比对，调整所述车辆模型使之得到验证；所述车辆模型3具有运动性能和准确的几何形状，所述车辆模型3的重要结构采用有限元网格建模，所述车辆模型3的非重要结构用具有惯性特性或功能特性的质量点或刚体建模；所述车辆模型3建立于以车辆长度方向为X轴，车辆宽度方向为Y轴，车辆高度方向为Z轴的车辆坐标系，所述车辆坐标系遵守右手定则；所述车辆模型3的建立数据至少包括车辆模型总质量数据、几何尺寸数据和重心位置数据。

作为优选，所述车辆模型3的建立与验证分模块包括车辆模型的建立子模块和车辆模型验证子模块，所述车辆模型建立子模块包括车辆整体模型建立子模块和车辆单元模型建立子模块，所述车辆单元模型建立子模块的车辆单元模型在所述车辆整体模型建立子模块中进行装配形成车辆整体模型；所述车辆模型验证子模块包括车辆整体模型验证子模块和车辆单元模型验证子模块，所述车辆整体模型验证子模块对所述车辆整体模型进行整体性能验证，所述车辆单元模型验证子模块对的所述车辆单元模型中的关键模型进行性能验证；所述护栏模型建立与验证分模块包括护栏模型建立子模块和护栏模型验证子模块，所述护栏模型建立子模块根据护栏结构尺寸、材料型号和性能指标严格按照护栏的设计图建立护栏模型；所述护栏模型验证子模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的碰撞数据与真实护栏样品碰撞试验数据相比对，调整所述护栏模型使之得到验证；所述护栏模型建立子模块包括护栏整体模型建立子模块和护栏单元模型建立子模块，所述护栏单元模型建立子模块的护栏单元模型按照设计图纸进行装配形成所述护栏整体模型建立子模块的护栏整体模型；所述护栏模型验证子模块包括护栏整体模型验证子模块和护栏单元模型验证子模块，所述护栏整体模型验证子模块对所述护栏整体模型进行整体性能验证，所述护栏单元模型验证子模块对所述护栏关键零部件的护栏单元模型进行性能验证；

作为优选，本发明所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统还包括存储模块，所述存储模块包括护栏模型数据库、车辆模型数据库、公路模型数据库和仿真碰撞模型数据库，所述护栏模型建立与验证分模块，根据输入的护栏结构数据，建立并验证相应结构的护栏模型并将验证后的护栏模型存储于所述护栏模型数据库，或通过调用模块从所述护栏模型数据库调取相应结构的护栏模型；所述车辆模型建立与验证分模块，根据输入的车辆数据，建立并验证相应的车辆模型并存储于所述车辆模型数据库，或通过所述调用模块从所述车辆模型数据库调取相应的车辆模型；所述仿真模型建立与验证模块还包括公路模型建立与验证分模块，所述公路模型建立与验证分模块，根据输入的公路结构数据，建立并验证相应结构的公路模型并将验证后的公路模型存储于所述公路模型数据库，或通过调用模块从所述公路模型数据库调取相应结构的公路模型；所述仿真碰撞模块将所述碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型和所述车辆模型形成仿真碰撞模型，并将所述仿真碰撞模型存储于所述仿真碰撞模型数据库，或通过所述调用模块从所述仿真碰撞模型数据库调取相应的仿真碰撞模型到所述仿真碰撞模块。

作为优选，所述车辆单元模型包括车身模型、车架模型、悬架模型、车轮模型及转向系统模型，所述车身模型在有限元建模中采用壳体单元建模，且所述车身模型的形状和材料属性与实际车辆相同，所述车身模型的材质至少包括钢或铝合金等金属；所述车架模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述车架模型的内部构件连接模型在有限元建模中采用刚性点焊单元模型和/或螺栓单元模型，所述车架模型在建模计算过程中的车架模型数据包括车架的有效扭转刚度、车辆部件与车架刚性连接数据弹性连接数据；

所述悬架模型如图3-4所示，包括导向机构子模型及减震器子模型，所述导向机构模型及减震器模型在有限元建模中采用简单的壳体或实体单元建模，所述悬架模型的弹性元件或转向节在有限元建模中采用离散一维单元建模；

所述车轮模型如图3-4所示包括轮毂子模型和轮胎子模型，所述车轮模型可自由滚动，所述轮胎模型的内部在有限元建模中采用安全气囊压力体积模拟充气状态，所述轮胎模型的表面与路面之间定义有静摩擦系数建模值和动态摩擦系数建模值，所述动摩擦系数建模值比实际轮胎动摩擦系数值低30％；

所述转向系统模型包括方向盘子模型、转向轴子模型、转向器子模型、转向横拉杆子模型、减震机构子模型及连接机构子模型，所述转向横拉杆子模型、方向盘子模型和转向器子模型在有限元建模中采用壳体单元建模并进行配重，所述转向轴子模型、转向横拉杆子模型及连接机构子模型在有限元建模中采用离散一维单元建模，所述转向系统模型还包括车辆前轮转弯组件子模型；所述护栏模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述壳体单元建模时采用四边形单元及三角形单元划分网格，其中所述三角形单元不应超过单个壳体板材中单元总数的5％，且在单个子模型中，所述三角形单元不应超过其单元总数的10％。

作为优选，所述车辆模型与所述护栏模型的验证用现有实车足尺碰撞试验进行对比验证；所述车辆模型的验证通过所述车辆模型验证子模块进行车辆单元模型验证、线形轨迹验证、过减速带验证及整车碰撞验证，其碰撞对比图如图3-4所示；所述护栏模型的验证通过所述护栏模型建立与验证模块进行护栏结构验证、护栏材料验证、护栏碰撞变形验证；所述护栏模型还包括护栏失效模型。

作为优选，所述车辆模型的各模型部件的连接和所述护栏模型的各模型部件的连接均通过焊接模型、胶粘模型及螺栓连接模型进行锚固连接；

所述焊接模型在有限元建模中采用刚性单元建模，其焊接节点一一对应，焊接节点间的投影距离不超过7mm；焊接两个相邻壳体板模型的两个焊接节点之间的最大距离不大于10mm，且80％情况下不应该大于7mm；所述焊接模型的缝焊模型在有限元建模中采用刚性连接焊缝中的各焊接节点来建模，并定义缝焊模型失效标准；

有限元建模中，所述胶粘模型的胶粘处如果有结构性功能，则在重合的胶粘节点之间采用单自由度弹簧元件建模，以提供足够的弹簧特性；如果所述胶粘模型的胶粘处没有结构性功能，则采用实体单元建模；

所述螺栓连模型包括摩擦模型、接头滑移模型、螺栓张力模型、螺栓弯曲模型、螺栓剪切模型、接触定义模型、材料失效准则模型、螺栓预紧力模型和螺栓拉拔力模型。

作为优选，所述公路模型包括公路沿线设施模型和公路基本设施模型；所述公路沿线设施模型包括公路沿线设施如符合实际公路应用场景的路侧构筑物(包括桥墩、隧道检修道、隧道洞门、标志立柱、照明灯柱、斜拉索、吊杆、监控设施、声屏障、防眩设施、防抛网、边沟等)模型。并将其影响因素赋予所述公路基本设施模型，所述公路基本设施模型中包括公路工程条件模型，所述公路工程条件模型包括公路线型、路面建设情况和公路基础条件等模型；所述公路基础条件包括路基公路条件和桥梁公路条件，所述路基公路条件包括路基的基础形式、埋深、土基压实度、土路肩、边坡、人孔等条件，所述桥梁公路条件包括翼缘板形式(混凝土箱梁、钢箱梁)、梁板厚度、配筋、预埋连接、伸缩缝、桥台等条件。

本发明中的物理形态变化指车辆模型碰撞护栏模型过程中，车辆模型的姿态、轨迹，车辆模型和护栏模型的形状变化。标准车辆模型：是指按照现行标准比如行业标准《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)规定中的车型比如小型客车、中型客车、鞍式列车等进行建模得到的车辆模型；行业标准《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)规定采用实车足尺碰撞试验的方式评价护栏的安全性能，并给出了具有一定代表性的车型，并对每种车型车辆的重量、速度、碰撞角度、重心、车辆结构部分技术参数进行了规定。

扩展车辆模型是指通过某种手段，比如根据交通流中存在较大比例的车型、或者路段经常出没的罐车、混凝土搅拌车等车型，可合理选取并建立车辆模型，该车型的选取可以有一定的主观性，在车辆模型数据库中，该类型型的车辆模型可能是一个，也可能是多个，也可能没有，车辆模型在车辆模型数据库中可以不断更新和丰富。在仿真碰撞模型中，一次碰撞有一辆车辆模型与护栏模型进行碰撞。但是仿真碰撞模型并非是一成不变的，随着技术的成熟，可能会出现一次碰撞有多辆车辆模型与护栏模型进行碰撞。

总能量、沙漏能、质量增加：采用有限元方法建立的仿真模型可输出总能量、沙漏能、质量增加等参数，依据有限元计算方法，这三个参数的输出满足一定要求时，可认为仿真计算结果是可靠的，若不满足要求，则仿真模型计算结果可能不准确。负体积单元是采用有限元方法计算时，计算结果出现的一种不合理现象。

实施例2

一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真方法，采用上述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统进行护栏的车辆适应安全性能评价。具体地，本发明所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真方法是指利用有限元法建立仿真模型，根据仿真模型计算结果对公路护栏的车辆适应安全性能进行评价的一种方法，其流程图如图1所示，具体包括以下步骤：

(1)前期资料调研：至少需要获取护栏的详细构造图，获取公路现场的连续摄像或图片、护栏及公路的相关设计图和施工图、已有的护栏结构安全性能评价资料和其他可用于评价的相关资料，获取公路的交通流特征和护栏的详细构造图，并通过查询现行标准《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)，获取护栏结构数据，公路特征数据，车辆数据及碰撞条件等；

(2)通过有限元法的仿真模拟软件建立上述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统；其中，护栏模型、车辆模型、公路模型应至少满足下述条件：

①车辆模型应具有真实的运动性能和准确的几何形状；

②车辆模型重要结构应采用有限元网格建模，简化部件可用具有惯性特性或功能特性的质量点或刚体表示；

③车辆模型坐标系应为：车辆长度方向为X轴，车辆宽度方向为Y轴，车辆高度方向为Z轴，X-Y-Z坐标系遵守右手定则；

④护栏模型应按照护栏结构与工况条件进行建模，包含重要部件、部件连接、边界条件；

⑤护栏模型使用的材料应与真实测试样品的材料一致；

⑥护栏模型应使用与车辆模型统一的坐标系；

⑦各种公路模型应符合实际应用的基础、路侧构筑物、公路线形、路面建设情况。

所述护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统应当进行仿真模型系统的准确性验证：即通过对仿真模型的计算机仿真结果，与符合《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)要求的碰撞试验结果或实际道路发生的事故情况进行对比，保证仿真模型的准确性，其车辆模型和护栏模型应至少由认证机构或《公路护栏安全性能仿真评价标准》的主编单位进行审查验证；验证范围包括但不限于：

①车辆模型应通过必要的测试对其车辆整体模型和车辆单元分模型的性能进行验证；

②护栏模型可通过护栏单元模型验证子模块对所述护栏关键零部件的护栏单元模型进行性能验证；

③护栏模型应能够应用于不同的车辆模型碰撞分析，并要求在数值上稳定；

④护栏模型应能够实现失效模式；

⑤仿真模型验证应编制《公路护栏的车辆适应安全性能评价模型验证报告》。

(3)护栏的车辆适应安全性能仿真评价，《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)中给出了具有一定代表性的车型，但是并不能全部涵盖实际运营公路上的重要车型，护栏的碰撞条件和碰撞点位置应参照现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)的规定，评价护栏对于不同车型不同碰撞条件适应的安全性能；护栏对车辆适应安全性能评价宜在结构安全性能评价合格后进行，通过与结构安全性能评价结果进行对比来评价车辆适应安全性能，且需同时满足现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01)中阻挡功能、缓冲功能和导向功能对应的指标要求，评判护栏的公路适应安全性能为优秀或良好或一般或差；最终的车辆适应安全性能评价应编制《公路护栏安全性能仿真评价车辆适应安全性能评价报告》；其中护栏的车辆适应安全性能仿真评价应满足以下要求：

①应在车辆模型驾驶席上设置假人模型，并保证安全带模型的完好和有效。

②公路护栏的安全性能最终要通过对乘员的保护来体现，增添假人模型可直观的考察碰撞过程中乘员头部是否碰撞护栏，能够更好的体现护栏对乘员的保护功能。

(6)最终形成《公路护栏安全性能仿真评价车辆适应安全性能评价报告》，在《公路护栏安全性能仿真评价结构安全性能评价报告》中根据现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01)中阻挡功能、缓冲功能和导向功能对应的指标要求，依据计算机仿真计算结果，给出其护栏结构满足相应的防护等级的要求，或者不满足所验证防护等级要求的评价结论；在《公路护栏安全性能仿真评价公路适应安全性能评价报告》中给出护栏的公路适应安全性能优秀、或良好、或一般、或差的结论；在《公路护栏安全性能仿真评价车辆适应安全性能评价报告》中给出护栏的车辆适应安全性能优秀、或较差、或差、或极差的结论。并给出详细的分析过程，比如图5所示的行驶导向驶出框示意图、图6所示的材料模型应力应变曲线值示意图和图7所示的车辆模型加速度曲线值示意图。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，包括仿真模型建立与验证模块、仿真碰撞模块、护栏的车辆适应安全性能评价模块和护栏的车辆适应安全性能评价结论模块，所述仿真模型建立与验证模块包括护栏模型的建立与验证分模块和车辆模型的建立与验证分模块，所述车辆模型的建立与验证分模块根据不同车辆类型建立车辆模型；所述车辆模型至少包括标准车辆模型和/或扩展车辆模型；所述标准车辆模型是指根据现行公路护栏安全性能评价标准规定的车辆类型建立并验证的车辆模型；所述扩展车辆模型是指根据公路实际车流量选取的一种或多种车辆类型建立并验证的扩展车辆模型；所述护栏的车辆适应安全性能评价模块包括车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块，护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块和护栏的车辆适应安全性能评价结果展示子模块；所述车辆适应碰撞条件和碰撞位置选取子模块参照现行标准的实车足尺碰撞试验的碰撞条件和碰撞点的选取要求确定碰撞条件数据和碰撞点数据，并根据公路交通流特征确定最终碰撞条件数据，所述最终碰撞条件数据采用车辆模型的不同碰撞条件进行模拟仿真；所述仿真碰撞模块将所述最终碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型和所述车辆模型，形成仿真碰撞模型；所述护栏的车辆适应安全性能评价指标设定子模块根据现行标准中阻挡功能、缓冲功能和导向功能对应的指标要求，设定所述护栏的车辆适应安全性能评价指标；所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型和所述车辆模型的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型和/或所述护栏模型和/或所述仿真碰撞模型，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果；所述护栏的车辆适应安全性能评价结论模块根据所述护栏的车辆适应安全性能评价结果，将所述护栏的车辆适应安全性能分为优秀、较差、差或极差，编制并输出护栏的车辆适应安全性能仿真评价报告；

所述车辆模型的建立与验证分模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的车辆仿真碰撞数据与对应的真实车辆碰撞试验数据相比对，调整所述车辆模型使之得到验证；所述车辆模型具有运动性能和准确的几何形状，所述车辆模型的重要结构采用有限元网格建模，所述车辆模型的非重要结构用具有惯性特性或功能特性的质量点或刚体建模；所述车辆模型建立于以车辆长度方向为X轴，车辆宽度方向为Y轴，车辆高度方向为Z轴的车辆坐标系，所述车辆坐标系遵守右手定则；所述车辆模型的建立数据至少包括车辆模型总质量数据、几何尺寸数据和重心位置数据；

还包括存储模块，所述存储模块包括护栏模型数据库、车辆模型数据库、公路模型数据库和仿真碰撞模型数据库，所述护栏模型建立与验证分模块，根据输入的护栏结构数据，建立并验证相应结构的护栏模型并将验证后的护栏模型存储于所述护栏模型数据库，或通过调用模块从所述护栏模型数据库调取相应结构的护栏模型；所述车辆模型建立与验证分模块，根据输入的车辆数据，建立并验证相应的车辆模型并存储于所述车辆模型数据库，或通过所述调用模块从所述车辆模型数据库调取相应的车辆模型；所述仿真模型建立与验证模块还包括公路模型建立与验证分模块，所述公路模型建立与验证分模块，根据输入的公路结构数据，建立并验证相应结构的公路模型并将验证后的公路模型存储于所述公路模型数据库，或通过调用模块从所述公路模型数据库调取相应结构的公路模型；所述仿真碰撞模块将所述碰撞条件数据和碰撞点数据赋予所述护栏模型和所述车辆模型形成仿真碰撞模型，并将所述仿真碰撞模型存储于所述仿真碰撞模型数据库，或通过所述调用模块从所述仿真碰撞模型数据库调取相应的仿真碰撞模型到所述仿真碰撞模块；

所述车辆模型包括车身模型、车架模型、悬架模型、车轮模型及转向系统模型，所述车身模型在有限元建模中采用壳体单元建模，且所述车身模型的形状和材料属性与实际车辆相同，所述车身模型的材质至少包括钢或铝合金金属；所述车架模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述车架模型的内部构件连接模型在有限元建模中采用刚性点焊单元模型和/或螺栓单元模型，所述车架模型在建模计算过程中的车架模型数据包括车架的有效扭转刚度、车辆部件与车架刚性连接数据弹性连接数据；所述悬架模型包括导向机构子模型及减震器子模型，所述导向机构子模型及减震器子模型在有限元建模中采用简单的壳体或实体单元建模，所述悬架模型的弹性元件或转向节在有限元建模中采用离散一维单元建模；所述车轮模型包括轮毂子模型和轮胎子模型，所述车轮模型可自由滚动，所述轮胎子模型的内部在有限元建模中采用安全气囊压力体积模拟充气状态，所述轮胎子模型的表面与路面之间定义有静摩擦系数建模值和动态摩擦系数建模值，所述动态摩擦系数建模值比实际轮胎动摩擦系数值低30％；所述转向系统模型包括方向盘子模型、转向轴子模型、转向器子模型、转向横拉杆子模型、减震机构子模型及连接机构子模型，所述转向横拉杆子模型、方向盘子模型和转向器子模型在有限元建模中采用壳体单元建模并进行配重，所述转向轴子模型、转向横拉杆子模型及连接机构子模型在有限元建模中采用离散一维单元建模，所述转向系统模型还包括车辆前轮转弯组件子模型；所述护栏模型在有限元建模中采用壳体单元建模，所述壳体单元建模时采用四边形单元及三角形单元划分网格，其中所述三角形单元不应超过单个壳体板材中单元总数的5％，且在单个子模型中，所述三角形单元不应超过其单元总数的10％；

仿真建模之前先进行前期资料调研，获取护栏的详细构造图，获取公路现场的连续摄像或图片、护栏及公路的相关设计图和施工图、已有的护栏结构安全性能评价资料和其他可用于评价的相关资料，获取公路的交通流特征和护栏的详细构造图，并通过查询现行标准，获取护栏结构数据，公路特征数据，车辆数据及碰撞条件。

2.根据权利要求1所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，所述仿真模型的建立与验证模块还包括假人模型的建立与验证分模块；所述护栏的车辆适应安全性能评价模块还包括假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块；所述假人模型碰撞车辆影响程度分析子模块将假人模型设置于所述车辆模型驾驶席并根据碰撞条件分析所述假人模型碰撞所述车辆模型对假人模型产生的冲击数据，所述安全性能评价结果展示子模块根据所述仿真碰撞模型中所述护栏模型和所述车辆模型的仿真碰撞结果、所述护栏的车辆适应安全性能评价指标、所述假人模型的冲击数据，进行车辆适应安全性能评价；在所述护栏模型达到最大横向动态变形值之前验证所述车辆模型碰撞所述护栏模型的总能量变化是否超过5％、沙漏能是否超过系统初始总能量的5％、系统的总质量增加是否超过5％，验证计算结果物理形态变化是否合理，验证是否有单元爆炸，验证是否有负体积单元，考虑车辆模型的加载速度是否合理，若否，则需要调整修改所述车辆模型和/或所述护栏模型和/或所述仿真碰撞模型和/或所述假人模型，若是，则给出护栏的车辆适应安全性能评价结果。

3.根据权利要求1所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，所述车辆模型的建立与验证分模块包括车辆模型的建立子模块和车辆模型验证子模块，所述车辆模型建立子模块包括车辆整体模型建立子模块和车辆单元模型建立子模块，所述车辆单元模型建立子模块的车辆单元模型在所述车辆整体模型建立子模块中进行装配形成车辆整体模型；所述车辆模型验证子模块包括车辆整体模型验证子模块和车辆单元模型验证子模块，所述车辆整体模型验证子模块对所述车辆整体模型进行整体性能验证，所述车辆单元模型验证子模块对的所述车辆单元模型中的关键模型进行性能验证；所述护栏模型建立与验证分模块包括护栏模型建立子模块和护栏模型验证子模块，所述护栏模型建立子模块根据护栏结构尺寸、材料型号和性能指标严格按照护栏的设计图建立护栏模型；所述护栏模型验证子模块通过所述仿真碰撞模块进行仿真碰撞后的碰撞数据与真实护栏样品碰撞试验数据相比对，调整所述护栏模型使之得到验证；所述护栏模型建立子模块包括护栏整体模型建立子模块和护栏单元模型建立子模块，所述护栏单元模型建立子模块的护栏单元模型按照设计图纸进行装配形成所述护栏整体模型建立子模块的护栏整体模型；所述护栏模型验证子模块包括护栏整体模型验证子模块和护栏单元模型验证子模块，所述护栏整体模型验证子模块对所述护栏整体模型进行整体性能验证，所述护栏单元模型验证子模块对所述护栏关键零部件的护栏单元模型进行性能验证。

4.根据权利要求3所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，所述车辆模型与所述护栏模型的验证用现有实车足尺碰撞试验进行对比验证；所述车辆模型的验证通过所述车辆模型验证子模块进行车辆单元模型验证、线形轨迹验证、过减速带验证及整车碰撞验证；所述护栏模型的验证通过所述护栏模型建立与验证模块进行护栏结构验证、护栏材料验证、护栏碰撞变形验证；所述护栏模型还包括护栏失效模型。

5.根据权利要求3所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，所述车辆模型的各模型部件的连接和所述护栏模型的各模型部件的连接均通过焊接模型、胶粘模型及螺栓连接模型进行锚固连接；所述焊接模型在有限元建模中采用刚性单元建模，其焊接节点一一对应，焊接节点间的投影距离不超过7mm；焊接两个相邻壳体板模型的两个焊接节点之间的最大距离不大于10mm，且80％情况下不应该大于7mm；所述焊接模型的缝焊模型在有限元建模中采用刚性连接焊缝中的各焊接节点来建模，并定义缝焊模型失效标准；有限元建模中，所述胶粘模型的胶粘处如果有结构性功能，则在重合的胶粘节点之间采用单自由度弹簧元件建模，以提供足够的弹簧特性；如果所述胶粘模型的胶粘处没有结构性功能，则采用实体单元建模；所述螺栓连模型包括摩擦模型、接头滑移模型、螺栓张力模型、螺栓弯曲模型、螺栓剪切模型、接触定义模型、材料失效准则模型、螺栓预紧力模型和螺栓拉拔力模型。

6.根据权利要求1所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统，其特征在于，所述标准车辆模型的车辆类型包括6种，分别为小客车、中型客车、中型货车、大型客车、大型货车、鞍式货车；和/或所述扩展车辆模型的车辆类型包括小型客车、载客客车和货车，其中所述小型客车包括微型两厢车、小型三厢车、越野型SUV和家用型MPV；所述载客客车包括8座的微型面包车、9座的小型客车、10-19座的中型客车、20座以上的大型客车、双层巴士、链式公交车；所述货车包括皮卡货车、厢式货车、小型货车、中型货车、大型货车、鞍式货车、牵引式罐车。

7.一种护栏的车辆适应安全性能评价仿真方法，其特征在于，采用权利要求1-6之一所述的护栏的车辆适应安全性能评价仿真系统进行护栏的车辆适应安全性能评价。