载货汽车后防护栏的设计毕业设计论文.docx

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载货汽车后防护栏的设计毕业设计论文

毕业设计论文

载货汽车后防护栏的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

载货汽车后防护栏的设计

摘要

随着我国汽车工业的飞速发展，尤其是载货汽车的长足进步，市场上对载货汽车的需求量迅速增长，由载货汽车引起的交通事故不断增加。

其中载货汽车被追尾的情形所造成的破坏、损失以及人员伤亡是极其严重的。

而追尾的后车多为轿车，其防撞保护能力是极有限的，造成的损害最严重。

所以，为了提高载货汽车的被动安全性，对后车实行有效的保护并防止或减轻此类追尾事故，针对载货汽车后防护栏的研究和设计近年来已经成为一个重要的课题。

本文依据一定的数据，在对我国道路上载货汽车被追尾事故现状进行分析之后，研究了GB11567.2—2001《汽车和挂车侧面及后下部防护装置要求》中关于载货汽车后下部防护装置的部分重要规定，对比当今几种主要的载货汽车后防护栏，通过刚度、强度的校算和分析、比较，提出自己的设计方案，以工字型形状作为载货汽车后下部防护装置。

然后对其结构进行分析、选择，以槽钢作为其设计结构；对其安装位置、尺寸、方式进行了设计。

最后，设计了一套试验装置来检验所设计的载货汽车后防护栏是否符合要求。

通过本方案，设计出一套强度、刚度以及结构安装基本符合要求的载货汽车后防护栏，能有效阻挡追尾的后车钻入前车，起到足够的保护作用。

关键词：

载货汽车，后防护栏，设计

AfterthebarriersofTruckShieldDesigns

Abstract

WiththerapiddevelopmentofChina'sautomobileindustry,inparticulartheconsiderableprogresstruck,truckmarketdemandfortherapidgrowthcausedbytruckaccidentscontinuetoincrease.Truckrear-endcollisioninwhichthecasewascausedbythedestruction,lossandcasualtiesisextremelyserious.Therearofthecarafterthecarforitsanti-collisionprotectionisextremelylimited,themostseriousdamage.Therefore,inordertoimprovetheloadingofthepassivevehiclesafety,afterthecarontheimplementationofeffectiveprotectionandtopreventormitigatesuchrear-endaccident,afterthetruckfortheresearchanddesignbarriersinrecentyearshasbecomeanimportantissue.

Inthispaper,basedonsomedataonChina'sroadsladencarwasrear-endaccidentanalysisofthestatusquo,thestudiedGB11567.2-2001"carandtrailerafterthesideandbottomprotectiondevicerequirements"onthelowerpartoftruckaftersomeguardsimportantprovisions,comparedtosomeoftoday'smajorafterthelowerpartoftruckguards,throughthestiffness,strengthcalculationandanalysisoftheschool,comparedtothedesignofitsownprogramtoworkasatruck-shapedaftertheshapeofthelowerpartofprotectivedevices.Ananalysisoftheirmaterialsandthenchoosetochannelthestructureaspartofitsdesign;itsinstallationlocation,size,designmethods.Finally,designedatestdevicedesignedtotestafterthebarriersoftruckprotectiondevicestomeettherequirements.

Throughthisprogram,designasetofstrength,stiffness,aswellastheinstallationofthebasicstructuretomeettherequirementsafterthelowerpartoftruckprotectiondevices,caneffectivelystopthevehicleaftertherear-endintothevehicleinfront,playingtheroleofadequateprotection.

Keywords:

Truck,Afterthebarriers,Design

1、前言

在科学技术日益发达的今天，汽车无疑已经成为人们生活中不可缺少的交通工具。

我国载货汽车的发展尤为迅速。

20世纪70年代以来，由于对运输需求的增加和公路承载能力的提高，各国都在放宽对轴重和车辆总重的限制,因而大吨位载货汽车不断增加。

我国汽车工业的传统优势在载货车；中国载货车发展的现实水平及与国际汽车制造业的比较优势也有利于我们大力发展载货，我们载货车自主品牌不断的做强、做大，并积极参与国际竞争，对我国汽车工业以及现代化建设起着积极的效果。

但是，载货汽车与其他汽车一样，作为现代人类社会的交通工具，在给人们带来便利和好处的同时，也给人类社会带来了灾难，那就是交通事故，给人类的生命和财产带来了极大的威胁和伤害。

在道路交通事故中,车辆碰撞事故是最常见、最主要的事故类型。

车辆碰撞事故又分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和车辆翻滚等。

由于追尾碰撞不像迎头碰撞那样猛烈，所以追尾碰撞在死亡事故中所占的比例并不高，但是在严重受伤事故中所占比例比较高。

自2003年以来,经西华大学道路交通事故研究所在四川省内鉴定的200余起重特大道路交通事故中,其追尾事故占总数的15%左右,主要是轿车、平头货车追尾前行货车,死亡人数占20%以上。

而且,凡轿车追尾货车的事故,基本上都是车毁人亡,惨不忍睹,后果极其严重。

研究表明，乘用车内乘员在乘用车与载货汽车追尾碰撞中死亡的比例是乘用车间碰撞死亡比例的四倍还要多。

可见，在大型载货汽车与轿车的碰撞事故中，轿车钻入载货汽车下部是十分可怕的死亡交通事故形态。

所以要改善此类事故形态的碰撞安全性，减轻乘用车内乘员的伤害程度，首先应从载货汽车的后防护栏置入手。

而目前我国大型载货汽车后防护栏的被动安全性水平低下，无论是在离地高度，还是刚度、强度等方面，我国的部分载货汽车都存在一定的缺陷，设计、安装不规范，少安装或根本就没有安装，无法满足国家标准的要求。

因此，为了防止并减轻载货汽车被追尾事故带来的严重伤害，我国急待改进大型载货汽车的被动安全性，安装后防护栏并对其进行科学合理的设计与改进是十分必要的防护措施。

只有设计并改进出合适的后防护栏，包括防护装置的离地高度、结构，强度和刚度、安装尺寸、位置、方式等，才能切实起到提高载货汽车被动安全性，有效保护后车及其车上人员的目的，并将对我国道路交通安全性的提高和构建社会主义和谐社会起着极其重要的意义。

所以，货车后下部防止轿车撞钻的装置，将是当今货车整体设计中的重要组成部分。

2、目前我国载货汽车被追尾现状

2.1车辆追尾事故深入数据分析

如图2-1所示,在追尾车辆中轿车所占比例最多,约37%，大型货车、轻型货车分别约占32%和14%。

如图2-2所示,被追尾车辆中大型货车比例最多,约占64%;轿车与轻型货车约占13%和11%。

对碰撞两车的车型进行对比,结果表明:

“轿车追撞大型货车”的情形最多,占28%,其中两车的总质量之比10倍以上居多;“大型货车追撞大型货车”次之,约占22%;此两种类型碰撞共计约50%,其他类型则较为分散。

对于上述两类事故的碰撞相容性研究与改进而言,主要是防止和减轻后车所受侵害,其中改善大型货车后部的防钻措施形式最为重要。

图2-1追尾车辆车型分布图2-2被追尾车辆车型分布

车辆几何外形与结构形式针对前述统计结果,重点对轿车追尾大型货车类

型事故涉及的车辆几何外形特征进行调研分析。

如图2-3所示,对30多款常见轿车进行调研表明,发动机罩前缘高度在71～80cm范围内最多,约占66%,其次为61～70cm约占27%。

对20多款常见货车进行调研,其后部护栏离地间隙在61～70cm的约占40%，其次为51～60cm,约占30%,合乎国家标准规定的700mm占70%,而满足ECER58法规中规定的550mm则较少。

将货车后部离地间隙（高度）与轿车前端高度进行具体对比,见图2-4。

此外,对货车后部防护形式进行调研表明,相当部分车辆的后部防护装置存在刚度问题和安全隐患。

图2-333款轿车发动机罩前缘高度分析图2-4货车后部与轿车前端高度对比

2.2我国载货汽车被动安全性的特点、现状

目前，我国虽然一再强调货车应安装后防护栏,也出台了相关标准，明确防护装置的形式、安装技术条件和标准。

GB7258—2004《机动车安全运行技术条件》中规定，“总质量大于3500kg的货车和挂车后下部必须装备符合GB11567.2《汽车和挂车侧面及后下部防护装置要求》规定的后下部防护装置，该装置对追尾碰撞的机动车必须具有足够的阻挡能力，以防止发生钻入碰撞”。

但是实际中难以执行,道路上仍有大量未安装后下部防护装置或虽安装却形同虚设的货车在飞驰,尤其是高速公路上,这些没有安装或者安装了不符合标准的后防护栏的货车，导致大型货车的安全防护存在很多安全隐患：

（1）按标准规定，在标准规定范围内的货车应该安装后防护栏，但有的没安装，发生追尾碰撞时，极易发生后车钻入碰撞，不可避免的造成后车乘员的伤亡，如图2-5所示；

图2-5未安装后防护栏的货车追尾碰撞示意图

（2）安装的后防护栏的下边缘离地高度过大，不能有效防止发生钻入碰撞，此现象比较普遍；

（3）安装的后防护栏刚度、强度过小，不能有效防止乘用车钻入载货汽车后下部，对乘用车内乘员不能起到有效保护作用；

（4）安装的后防护栏刚度、强度过大，虽然能起到防止钻入碰撞的作用，但吸收的碰撞能量相对较少，不利于减轻乘用车及其车内乘员在碰撞中的伤害。

因此，我国载货汽车被追尾情况造成的人员伤亡事故特别严重，如下表2-1所示。

表2-1载货汽车与乘用车交通事故中伤亡人数统计

伤亡程度

伤亡人员类型

载货汽车车内成员

对方车辆内乘员

非机动车人员

共计

单车碰撞

多次碰撞

共计

死亡

481

247

728

4212

434

5374

严重程度

14000

14000

28000

97000

2000

127000

如果货车安装了符合标准规定的后防护栏,则其后防护栏将能够在碰撞事故发生时有效的阻止后车的钻入碰撞,从而达到保护后车驾乘人员的生命安全的目的，如下图2-6所示。

图2-6安装后防护栏货车追尾碰撞示意图

所以,在对货车后防护栏进行设计的过程中，应尽量达到国家标准的规定，刚度、强度、尺寸和安装方式等都应达到要求，以达到后车人员保证生存空间、降低冲击力的目的，尤其要防止后车发生钻入碰撞，使得碰撞能量以可控制、可预见的方式耗散并对现有的后下部防护装置的结构加以改进。

2.3典型事故：

载货汽车被追尾，后车事故的状况

2.3.1事故一

2008年4月某日，广东开阳高速公路发生一起小轿车追尾碰撞大型货车，造成三人死亡以及小轿车损坏极大的严重交通事故，如下图2-7所示。

图2-7小轿车追尾钻入大货车

从发布的图片上可以看到，该货车根本就没有安装后下部防护装置，轿车大部分已经钻进了大货车的底部，货车的槽箱、断裂的后梁直接撞击轿车前风挡玻璃、A柱和车顶，才造成人员的伤亡。

可以说，大货车没有安装后防护栏是导致后车人员死亡的关键因素。

如果轿车撞在货车的后部防钻装置上，这起车祸的结局也许没有那么惨。

货车后下部防护装能够起到有效的阻挡作用，缓解冲击载荷，在安全气囊的保护下后车人员可能只会受轻伤。

所以，载货汽车安装后防护栏对于后车及其车上人员的防护是多么的重要。

2.3.2事故二

2009年4月7日，在海口某高速公路上发生一宗轿车追尾大货车的交通事故，一辆黑色现代小轿车撞上一辆停靠在路边的大货车，并且整个车身钻进了货车车厢下，造成轿车车体严重变形，车上的两男一女当场死亡，如下图2-8所示。

可谓是车毁人亡，极其悲惨！

图2-8轿车追尾货车，车毁人亡

据当地交警介绍，造成本次事故车毁人亡惨剧的原因，一方面是由于小轿车驾驶员注意力不集中，而且行驶速度极快；但是最重要的原因是大货车没有按照国家标准安装符合要求的后下部防护装置，致使小轿车直接钻入货车尾部。

据了解，在类似的小轿车追尾大货车的交通事故中，通常是后面的小轿车出现极大的人员伤亡。

原因就是前面的大货车底盘高，且没有防钻护栏或安装极不规范，小车车头插进大车底部，货车的车箱、纵梁等直接撞击挡风玻璃，造成小车人员严重伤亡。

可见，即使载货汽车安装了后防护栏，但是不符合国家标准的要求，仍然是起不到多大作用的。

所以，如果大部分的大货车在车尾部都安装了符合国家标准要求的防钻装置，就可以提高追其车尾的安全系数。

3、研究国家标准、法规对载货汽车后防护栏的要求

GB11567.2—2001《汽车和挂出侧面及后下部防护装置要求》：

3后下部防护装置的技术要求

3.1后下部防护装置的横向构件的端部不得弯向车辆后方，尖锐部分不得朝后。

横向构件的端部成圆角状，其端头圆角半径不小于2.5mm，横向构件的截面高度不小于100mm

此条旨在防止发生钻入碰撞时尖锐部分等危及到后车及其人员安全状况，并保护后车，在相应的位置阻挡后车钻入载货汽车内部，造成更严重的事故和人员伤亡。

3.2后下部防护装置在车辆后部可以被设计成具有不同的安装位置。

此时，应具有可靠的方法以保证其安装后在安装位置上不会随意移动。

此条旨在保证车辆通过能力和不影响外形美观，使后下部防护装置不会随意移动，是后车能切实够撞在后下部防护装置上，保证其有足够的阻挡力度，防止或减轻后车追尾事故。

3.3后下部防护装置对追尾碰撞的车辆必须具有足够的阻挡能力，以防止发生钻入碰撞。

3.3.2.1在指定的碰撞过程中，后下部防护装置可以变形、开裂，但是不许整体脱落。

此条旨在发生钻入碰撞时，由于受到强烈的冲击作用，后下部防护装置允许变形、开裂，是碰撞能量得到一定的缓冲，而不是犹如撞上一座刚性墙。

但是不许整体脱落，以有效阻挡后车进一步钻入前车内部，起到应有的保护作用。

这样，就对载货汽车后下部防护装置的刚度设计和安装连接方式有极其严格的要求。

3.3.2.2在指定的碰撞过程中，后下部防护装置应能够吸收碰撞能量以缓和冲击。

此条旨在发生钻入碰撞时，有一定的弹性变形能力，以缓和冲击，防止后车钻入前车内部，减轻事故损失和人员伤亡。

4安装了符合第I部分要求的后下部防护装置的N2、N3、O3和O4类车辆的技术要求

4.1在空载状态下，车辆的后下部防护装置的下边缘离地高度及按照3.3.1进行试验时施加于后下部防护装置的试验力的作用点离地高度应满足4.1.1或4.1.2的要求。

4.1.1对于后下部防护装置的状态可以调整的车辆：

车辆的后下部防护装置整个宽度上的下边缘离地高度应不大于450mm，同时按照3.3.1进行试验时施加于装置的离地高度不能超过500mm。

此条旨在保证后下部防护装置在合理的离地高度，当发生钻入碰撞时能够与后车前保险杠相对应，起到有效的阻挡作用，并可以产生双向变形能力，使后下部防护装置