Numerical analysis of road infrastructure components on an example of SP -01, SP -04 and SP -09 barriers

The paper presents results of numerical investigations on elements of road infrastructure, such as the protective barriers. Three selected structural elements of road barriers: SP-01, SP-04 and SP-09 have been analyzed. For stakes, separators and guides modelling, shell type elements were applied. Specialised finite elements method software - MSC Dytran, permitting to quickly variable processes simulating -was used for analyse. Numeric simulations of crash process were done, for different configurations of structure solutions, and this permit to deeply analyze the road barriers deformation character. The chosen cases of numeric models were verified in empirical mode and this permit do make a total resistance analyze of all energy absorbing structure during crash. The SP-01 barrier has the littlest value of retardation impulse, which is the result of complicated method of structure deformation resulting from bending and torsion of the stake (using an extension arm). Such important energy absorption is due to system eccentricity, resulting from eccentricity due to a long connector. Obtained results will be used as guidelines to elaborate a method for such structures examination, and it will be possible to use them in the future research jobs in the frame of security augmentation in the road transport.

W artykule przedstawiono wyniki numerycznych prac badawczych nad elementami infrastruktury drogowej w postaci barier ochronnych. Analizie poddano trzy wybrane elementy konstrukcyjne barier drogowych SP-01, spP-04 i SP-09. Do zamodelowania słupków, przekładek, prowadnic użyto elementów typu shell. Do analizy wykorzystano specjalistyczne oprogramowanie metody elementów skończonych MSC Dytran pozwalające na symulacje procesów szybkozmiennych. Przeprowadzone symulacje numeryczne procesu zderzenia, dla różnych konfiguracji rozwiązań konstrukcyjnych, pozwoliły na dogłębne zapoznanie się z charakterem deformacji barierek drogowych. Wybrane przypadki modeli numerycznych zostały zweryfikowane w sposób doświadczalny, co pozwoliło na kompleksową analizę wytrzymałością całej konstrukcji energochłonnej podczas zderzenia. Najmniejszą wartość impulsu opóźnienia posiada bariera SP-01. Jest to spowodowane złożonym sposobem odkształcenia konstrukcji wynikłym ze zginania i skręcania (przez zastosowanie wysięgnika) słupka. Tak duża energochłonność spowodowana jest mimośrodowością układu wynikłą z mimośrodowości spowodowanej długim łącznikiem. Otrzymane wyniki posłużą jako wytyczne do opracowania metodyki badania tego typu struktur i będą mogły być wykorzystywane w dalszych pracach badawczych w zakresie zwiększenia poziomu bezpieczeństwa w transporcie drogowym.