Современная автомобильная дорога представляет собой комплекс сложных инженерных сооружений, обеспечивающий движение транспортного потока с высокими скоростями и необходимую безопасность и комфортабельность движения. Автомобильные дороги и искусственные сооружения должны проектироваться и строиться таким образом, чтобы автомобили могли полностью реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателей.

Одним из основных потребительских качеств наравне с расчётной скоростью является безопасность движения, для её обеспечения на автомобильных дорогах, мостах и путепроводах в технических и конструкторских целях устанавливаются ограждения безопасности.

Перед тем, как ограждение включат в проектную документацию, для его применения необходимо производить испытания в соответствии с ГОСТ 33129-2014 “Дороги автомобильные общего пользования. Ограждения дорожные. Методы контроля”.

Решение данной задачи сопровождается высокими затратами на выпуск испытуемой конструкции, а также на испытательное оборудование. Для того, чтобы провести испытания и получить приближенное значение динамического прогиба может быть применено компьютерное моделирование.

Программный комплекс Ansys Ls-dyna позволяет решать краткосрочные динамические задачи, получая при этом значения общей энергии, внутренней энергии, контактной энергии и энергии деформации по типу песочных часов.

Для проведения виртуальных испытаний было выбрано мостовое ограждение У3 (Удерживающая способность 250 кДж) с консолями-амортизаторами, закреплённое на цоколе с помощью болтов, изображенное на рисунке 1.

Рисунок 1. Пример мостового ограждения

Для разгона и осуществления наезда ударной тележки на стойки и фрагменты ограждения используется горизонтальная дорога с твердым покрытием шириной не менее 6м. Минимальная масса тележки с ударяющим элементом составляет 850 кг, для проведения испытаний выбираем тип транспортного средства – седан со снаряженной массой 1365 кг, изображенный на рисунке 2

Рисунок 2. Виртуальная модель транспортного средства

Скорость ударной тележки в момент возникновения ее контакта с испытуемой стойкой фрагментом ограждения должна быть не менее 30 км/ч. Выбираем скорость 60 км/ч в соответствии с максимально разрешённой скоростью в населённых пунктах. Угол наезда назначаем 20 °. Схема удара изображена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема наезда транспортного средства на ограждение

В процессе расчёта строим график динамического прогиба по стойкам, который показывает максимальное перемещение равное 287 мм.

Рисунок 4. График динамического прогиба по стойкам

Таким образом, с помощью компьютерного моделирования в программных комплексах можно рассчитать приблизительное значение динамического прогиба проектируемых конструкций барьерного ограждения, что позволит до проведения натурных испытаний скорректировать или заменить отдельные узлы или элементы, а также оценить эффективность и экономическую составляющую проектируемой конструкции ограждения безопасности.