護欄對事故車輛的作用主要體現(xiàn)在防護導向和變形緩沖吸能兩個方面,其中圍墻護欄材料強度高對防護導向有利,護欄材料的延展性好對于變形緩沖吸能有利,因此護欄材料不但應具有一定強度,還要有良好的延展性能。
通過靜力拉伸實驗對常用護欄材料Q235、Q345、45號鋼材的強度和延展性進行分析研究。試驗檢測結(jié)果為:Q235鋼材的抗拉強度為440MPa,屈服強度為300MPa, 伸長率為35. 3%;Q345鋼材的抗拉強度為508MPa,屈服強度為298MPa,伸長率為 35. 8%;45號鋼材的抗拉強度為673MPa,屈服強度為383MPa,伸長率為24. 6%。根 據(jù)試驗結(jié)果,可知45號鋼材的強度最高,但延展性最差,碰撞過程中易斷裂,不利于護 欄緩沖吸能;Q235鋼材強度適中,延展性較好,較為廣泛應用于防撞護欄材料;Q345 鋼材的延展性最好,強度較高,宜作為較高防撞等級的護欄材料。
圖2-3-1〜圖2-3-3為三種材料在靜力載荷下的真實應力應變曲線,可見Q235和 45號鋼在屈服點附近存在屈服震蕩區(qū),說明這兩種材料在發(fā)生屈服時力學性能較不 穩(wěn)定;Q345沒有發(fā)生明顯屈服震蕩,說明其在發(fā)生屈服時力學性能較為穩(wěn)定。
車輛碰撞護欄是動態(tài)沖擊的物理過程,金屬材料在沖擊載荷作用下會發(fā)生硬化, 影響耐撞性能。通過對Q235、Q345、45號鋼材進行27次沖擊試驗,對護欄常用鋼材 進行耐沖擊性能分析。圖2-3-4〜圖2-3-6為三種材料在低速(約為12. 5m/s)、中速 (約為20m/s)、高速(約為28m/s)沖擊載荷的應力應變曲線,可以看岀,在沖擊載荷下 三種鋼材屈服強度相對于靜載荷均有所增加,產(chǎn)生沖擊硬化,45號鋼隨著沖擊速度的 變化,硬化強度變化最為明顯,沖擊載荷下力學性能最不穩(wěn)定,Q235硬化強度變化較 不明顯,沖擊載荷下力學性能較為穩(wěn)定;Q345鋼材在高速沖擊載荷下,硬化強度變化 不明顯,沖擊載荷下力學性能最為穩(wěn)定O