护栏对事故车辆的作用主要体现在防护导向和变形缓冲吸能两个方面,其中围墙护栏材料强度高对防护导向有利,护栏材料的延展性好对于变形缓冲吸能有利,因此护栏材料不但应具有一定强度,还要有良好的延展性能。
通过静力拉伸实验对常用护栏材料Q235、Q345、45号钢材的强度和延展性进行分析研究。试验检测结果为:Q235钢材的抗拉强度为440MPa,屈服强度为300MPa, 伸长率为35. 3%;Q345钢材的抗拉强度为508MPa,屈服强度为298MPa,伸长率为 35. 8%;45号钢材的抗拉强度为673MPa,屈服强度为383MPa,伸长率为24. 6%。根 据试验结果,可知45号钢材的强度最高,但延展性最差,碰撞过程中易断裂,不利于护 栏缓冲吸能;Q235钢材强度适中,延展性较好,较为广泛应用于防撞护栏材料;Q345 钢材的延展性最好,强度较高,宜作为较高防撞等级的护栏材料。
图2-3-1〜图2-3-3为三种材料在静力载荷下的真实应力应变曲线,可见Q235和 45号钢在屈服点附近存在屈服震荡区,说明这两种材料在发生屈服时力学性能较不 稳定;Q345没有发生明显屈服震荡,说明其在发生屈服时力学性能较为稳定。
车辆碰撞护栏是动态冲击的物理过程,金属材料在冲击载荷作用下会发生硬化, 影响耐撞性能。通过对Q235、Q345、45号钢材进行27次冲击试验,对护栏常用钢材 进行耐冲击性能分析。图2-3-4〜图2-3-6为三种材料在低速(约为12. 5m/s)、中速 (约为20m/s)、高速(约为28m/s)冲击载荷的应力应变曲线,可以看岀,在冲击载荷下 三种钢材屈服强度相对于静载荷均有所增加,产生冲击硬化,45号钢随着冲击速度的 变化,硬化强度变化最为明显,冲击载荷下力学性能最不稳定,Q235硬化强度变化较 不明显,冲击载荷下力学性能较为稳定;Q345钢材在高速冲击载荷下,硬化强度变化 不明显,冲击载荷下力学性能最为稳定O