一种可旋耗能单元及具有该可旋耗能单元的防护栏的制作方法

本发明涉及防护工程技术领域，具体而言涉及一种可旋耗能单元及具有该可旋耗能单元的防护栏。

背景技术：

当前垃圾焚烧技术需要较大的堆存区，堆存区拾料开口有一定的高度，垃圾转运车需要通过坡道爬升至特定高度后卸载垃圾，囿于土地资源限制，垃圾转运车爬升坡道往往为占地面积较小的弯曲坡道。为保障垃圾转运车安全行驶，坡道或弯曲坡道均设置护栏，一般为钢筋混凝土护栏或钢结构护栏，这种护栏重量大，刚度大，在车辆碰撞时吸收能量有限，且不能对失控车辆方向疏导纠偏，不能很好地保障行驶车辆的安全，容易造成车辆倾覆，导致车辆转运物对环境造成二次污染。在此基础上有以自身或附属构件变形或破坏为主要耗能形式的防撞护栏，此类护栏的耗能方式为被动式耗能，其产品性能很大程度上取决于耗能材料或构件的力学性能，对于重载汽车冲击过程中时刻变化的荷载，这种防撞护栏的耗能及车辆行驶方向纠偏性能有限。

因此需要提出一种防护栏，以至少部分解决上述问题。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决目前存在的问题，本发明一方面提供一种可旋耗能单元，包括：

芯柱；

磁流变弹性叠层结构件，所述磁流变弹性叠层结构件包括环绕所述芯柱交替设置的导磁刚性结构件和磁流变弹性结构件，相邻的所述导磁刚性结构件之间通过所述磁流变弹性结构件能够发生相对运动。

可选地，还包括：

励磁线圈，所述励磁线圈设置在线圈容纳腔中，用于产生作用于所述磁流变弹性结构件而使所述磁流变弹性结构件发生磁流变效应的磁场；

导磁密封护板，所述导磁密封护板环绕并包覆所述磁流变弹性叠层结构件设置，且用于传导所述励磁线圈产生的磁场；

导磁环板，所述导磁环板固定在所述芯柱之上，位于所述磁流变弹性叠层结构件之下，且所述导磁环板的外周与所述导磁密封护板的连接，用作所述磁场的下行段。

可选地，还包括：

内支撑板，所述内撑板环绕所述芯柱设置，且位于所述磁流变弹性叠层结构件之下所述导磁环板之上，用于支撑所述磁流变弹性叠层结构件；

所述内支撑板、所述导磁环板和所述导磁密封护板围成所述线圈容纳腔。

可选地，在所述内支撑板和所述导磁密封护板之间还设置有隔磁环板和位于所述隔磁环板之下的环形隔磁间隙。

可选地，还包括：

端支撑板，所述端支撑板设置在所述芯柱之上与所述导磁密封护板对应的位置处，用于支撑和固定所述导磁密封护板。

可选地，所述导磁密封护板包括平行于所述芯柱的主体部和自所述主体部向所述芯柱延伸的内伸部，所述内伸部与所述端支撑板连接固定，以与所述端支撑板共同密封所述磁流变弹性叠层结构件。

可选地，所述导磁密封护板的内伸部与所述芯柱之间间隔设置，所述端支撑板的外周与所述导磁密封护板的主体部之间间隔设置，以使所述导磁密封护栏受到外力作用时可以向内压缩。

可选地，还包括：

密封板，所述密封板设置在所述端支撑板的外侧，且位于所述内伸部和所述芯柱之间。

可选地，在所述导磁密封护板之上设置有减震层。

可选地，在所述减震层的表面设置有反光层。

可选地，还包括：

压力传感器，所述压力传感器用于检测所述可旋耗能单元所受撞击力；

控制电路，所述控制电路基于所述压力传感器的检测结果控制所述励磁线圈的工作电流的通断以及大小。

根据本发明的可旋耗能单元，当诸如重载运输车的车辆与可旋耗能单元碰撞接触后，首先，通过可旋耗能单元外层的减震层的挤压变形耗散一部分冲击能量，接着再通过导磁刚性结构件之间的相对径向滑移和/或相对环向旋转，以及无工作电流时磁流变弹性结构件产生可恢复的剪切变形和/或挤压变形来进一步耗散一部分冲击能量，通入工作电流后，磁流变弹性结构件产生磁流变效应，其磁致剪切变形和磁致挤压变形也耗散一部分冲击能量；最后通过车辆对可旋耗能单元的不均匀碰撞接触，使得磁流变弹性叠层结构件产生发生不可恢复的塑性形变来进一步耗散一部分冲击能量，在整个耗散过程中可以使车辆车速下降直至停车，并且由于整个能量耗散过程包括四个能量耗散过程，大大提高了能量耗散能力，且磁流变弹性叠层结构件具有较强的变形能力和恢复能力，不容易损坏。

本发明另一方面提供一种防护栏，该防护栏包括：立柱，所述立柱间隔设置在地面之上，在所述立柱之上设置有如上所述的可旋耗能单元。

可选地，所述可旋耗能单元的芯柱可拆卸地套设在所述立柱之上。

可选地，所述芯柱和所述立柱之间通过销键或过盈连接方式固定连接在一起。

可选地，在所述立柱之上对应于所述可旋耗能单元上下表面的位置处设置有横梁，且在所述横梁和所述可旋耗能单元之间设置有垫片。

可选地，在相邻的所述立柱之间设置有x型支撑梁。

可选地，所述可旋耗能单元沿所述立柱的轴向间隔设置。

可选地，每个所述立柱之上的所述可旋耗能单元的数量大于等于2。

根据本发明的防护栏，通过可旋耗能单元的四重能量耗散过程，可以大大消耗车辆撞击防护栏的能量，减轻或降低了撞击对防护栏立柱的冲击破坏，从而防止汽车坠落并通过可旋耗能单元弹塑性结构件和刚性结构件的相对旋转可以对车辆的行驶方向进行一定程度的修正。

此外，由于可旋耗能单元与立柱可拆卸连接，当可旋耗能单元被破坏后，可以简单方便地进行更换，维护面很小。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出根据本发明一实施方式的可旋耗能单元的结构示意图，其中(a)为俯视图和外围图示，(b)为剖视图；

图2示出图1所示的可旋耗能单元的磁回路示意图；

图3示出根据本发明一实施方式的防护栏的结构示意图；

图4示出根据本发明一实施方式的可旋耗能单元与立柱之间的连接示意图，其中(a)为销键连接，(b)和(c)为过盈连接。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

实施例一

下面将参照图1对本发明一实施方式的可旋耗能单元做详细描述。

如图1所示，本实施例提供一种应用于防护栏的可旋耗能单元100，其包括芯柱1以及环绕所述芯柱1设置的磁流变弹性叠层结构件和内支撑板4。

示例性地，在本实施例中，芯柱1呈圆柱形结构，且内部设置有轴向通孔，其可以采用刚性材料制作。优选地，芯柱1由导磁材料制作。

所述磁流变弹性叠层结构件包括环绕芯柱1交替设置的导磁刚性结构件2和磁流变弹性结构件3。导磁刚性结构件2和磁流变弹性结构件3示例性地呈中空圆柱形结构或者说呈筒状结构，从而便于交替套设在芯柱1上。示例性地，在本实施例中，先在芯柱1之上设置导磁刚性结构件2，然后再依次交替设置磁流变弹性结构件3和导磁刚性结构件2，且最外层为磁流变弹性结构件3。导磁刚性结构件2和磁流变弹性结构件3的数量根据需要的变形量和能量耗散能力确定，在此不做具体限定。

导磁刚性结构件2示例性地为导磁钢筒。磁流变弹性结构件3采用磁流变弹性体材料制作，其为一种流变智能复合材料，是将微米级的软磁颗粒均匀散布在粘塑性态的高分子聚合物基体中，并置于一定强度的磁场下固化而形成的一种粘弹性智能材料。磁流变弹性体的宏观力-磁特性表现为沿铁磁颗粒排布方向各向同性的黏弹性响应，在外加可变磁场的作用下其流变性能和机械性能能够实现快速且稳定的变化，其表观粘度能够在毫秒级的时间内改变几个数量级，把磁流变弹性体置于适当的机构中，即可能够实现其性能的瞬时可控。

在本实施例中，导磁刚性结构件2与芯柱1之间可以通过轴承、胶黏剂等固定，导磁刚性结构件2与磁流变弹性结构件3之间可以通过硫化粘结方式固定，硫化粘结具体可以采用胶黏剂法、直接粘合法和硬质胶法等常用硫化粘结方法实现。当可旋耗能单元100受到外力作用时，相邻的所述导磁刚性结构件2之间通过磁流变弹性结构件3能够发生相对运动，例如径向滑移和/或环向旋转，从而对能量进行耗散。

内支撑板4环绕芯柱1设置，且位于所述磁流变弹性叠层结构件之下，用于支撑所述磁流变弹性叠层结构件。即，内支撑板4为圆形板和环形板，并固定在芯柱1之上，用于承载所述磁流变弹性叠层结构件的重量。内支撑板4可以由刚性材料，例如金属材料制作，其可以通过焊接等方式固定在芯柱1之上。

为了利用磁流变弹性结构件3的磁致流变性能和机械性能，如图1所示，在本实施例中，可旋耗能单元100还设置有励磁线圈5、导磁环板6、导磁密封护板7和端支撑板8，其中导磁环板6位于内支撑板之下，并与导磁密封护板7和内支撑板4围成线圈容纳腔，励磁线圈5设置在该线圈容纳腔中，励磁线圈5的体积大小及截面长宽由抗压剪扭耗能旋转单元模块的设计形变量确定。当励磁线圈5被通入工作电流时，可以产生作用于所述磁流变弹性结构件而使所述磁流变弹性结构件硬化的磁场，所述磁场的磁回路如图2虚线所示。

导磁环板6设置在线圈5之下，用作磁场回路的下行段。导磁环板6可以由软磁复合材料制作，其为圆形板和环形板，内周固定在芯柱1之上，外周与导磁密封护板7连接固定。示例性地，导磁环板6与芯柱1和导磁密封护板7之间为无缝连接，例如通过打磨顶紧方式实现无缝连接。

导磁密封护板7环绕并包覆所述磁流变弹性叠层结构件设置，用于向上传导所述励磁线圈5产生的磁场，并保护磁流变弹性叠层结构件以及减小漏磁。具体地，导磁密封护板7包括平行于芯柱1的主体部和自所述主体部向芯柱1延伸的内伸部，即导磁密封护板7呈u型结构，导磁密封护板7通过端支撑板8进行支撑和固定。具体地，端支撑板8设置在芯柱之上1所述所述磁流变弹性叠层结构件的两端，也即芯柱1与导磁密封护板对应的位置处，导磁密封护板7的所述内伸部与端支撑板8连接固定，以使导磁密封护板7与所述端支撑板8共同密封所述磁流变弹性叠层结构件。导磁密封护板7可以采用各种导磁的刚性材料制作，例如采用导磁钢板。

端支撑板8采用刚性材料制作，其呈圆形状或环形状，端支撑板8可以通过诸如轴承9等连接方式固定在芯柱1之上。在本实施例中，端支撑板8的径向尺寸小于磁流变弹性叠层结构件的径向尺寸，使得端支撑板8的外周与所述导磁密封护板7之间具有一定距离，并且相应地，导磁密封护板7的所述内伸部的径向尺寸也小于磁流变弹性叠层结构件的径向尺寸，使得导磁密封护板7的所述内伸部与芯柱1之间具有一定距离，这样当收到外力冲击时，导磁密封护板7可以随磁流变弹性叠层结构件径向变形而被压缩，使得磁流变弹性叠层结构件可以通过径向变形来耗散能量。此外，端支撑板8与磁流变弹性叠层结构件的上表面和导磁环板6的下表面之间具有一定距离，从而在磁流变弹性叠层结构件上方和导磁环板6的下方形成l型空腔，用作传感器及其安装时的操作空间，并根据不同路况需求时，用作励磁线圈容量调节空间。

请再次参考图1，由于端支撑板8和导磁密封护板7的内伸部上下叠置，且导磁密封护板7的内伸部与芯柱1之间间隔设置，即导磁密封护板7的内伸部与芯柱1之间具有一定距离，因此该三个部件会形成一个环形缝隙，为了更好密封磁流变弹性叠层结构件，在本实施例中，还设置有密封板10，其位于端支撑板8的外侧，且位于导磁密封护板7的内伸部和芯柱1之间，即密封板10填充所述缝隙。应当理解，密封板10在上下各设置有一块。密封板10可以采用各种合适的材料制作，示例性地，密封板10为聚四氟乙烯板，其厚度不小于3mm，也即聚四氟乙烯板的厚度大于等于3mm。此外，应当理解的是，芯柱1的顶部和底部与导磁密封护板7的内伸部之间均形成有所述环形缝隙，因此在本实施例中，设置有有两个密封护板，分别位于可旋耗能单元100的顶部和底部。

进一步地，如图1所示，在本实施例中，内支撑板4的外周与导磁密封护板7之间具有一定距离，并且在内支撑板4和导磁密封护板7之间设置有隔磁环板11和环形隔磁间隙12，以保障有效磁路的磁通量并降低装置的漏磁。隔磁环板11采用诸如铜的阻磁材料制作。

此外，在本实施例中，在导磁密封护板7表面上设置有减震层13和位于减震层表面的反光层14，减震层13可以由弹性减震材料制作，通过减震层13的形变可以实现部分能量耗散。通过反光层14对车辆灯光的反射，可以使得驾驶员更清楚的道路的走向，提高安全性。

请再次参考图1，在本实施例中，为了利用磁流变弹性结构件3的瞬时可控性能，励磁线圈5经由穿过导线孔15的导线与外部诸如太阳能电池的电源连接，以在需要强能量耗散能力时通过电源提供工作电流，使励磁线圈产生磁场，提高磁流变弹性结构件3的能量耗散能力，而在不要强能量耗散能力时则不通入工作电流，以节省能源。

进一步地，在可旋耗能单元100内还设置压力传感器16，其示例性地设置在端支撑板8上，用于检测可旋耗能单元100受到的外部冲击力，以在外部冲击力较大时，使得与励磁线圈5连接的控制电路控制外部电源提供工作电流，例如控制开关闭合，从而使励磁线圈5通入工作电流，并且控制电路可以根据压力信号及相应位移(修正后位移)计算抵抗此时的冲击力所需的刚度，依据磁流变弹性结构件的磁致模量与激励磁场关系曲线，可得到励磁线圈所需电流强度，从而使励磁线圈5通入计算得到的可调工作电流。而当压力传感器16检测外部冲击力较小，或者外部冲击力未对压力传感器造成影响时，控制电路控制外部电源不向励磁线圈5提供工作电流，使得磁流变弹性结构件3仅依靠本身的弹性形变进行能量耗散。

根据本发明的可旋耗能单元，当诸如重载运输车的车辆与可旋耗能单元碰撞接触后，首先，通过可旋耗能单元外层的减震层的挤压变形耗散一部分冲击能量，接着再通过导磁刚性结构件之间的相对径向滑移和/或相对环向旋转，以及无工作电流时磁流变弹性结构件产生可恢复的剪切变形和/或挤压变形来进一步耗散一部分冲击能量，通入工作电流后，磁流变弹性结构件产生磁流变效应，其磁致剪切变形和磁致挤压变形也耗散一部分冲击能量；最后通过车辆对可旋耗能单元的不均匀碰撞接触，使得磁流变弹性叠层结构件产生发生不可恢复的塑性形变来进一步耗散一部分冲击能量，在整个耗散过程中可以使车辆车速下降直至停车，并且由于整个能量耗散过程包括四个能量耗散过程，大大提高了能量耗散能力，且磁流变弹性叠层结构件具有较强的变形能力和恢复能力，不容易损坏。

实施例二

下面将参照图3和图4对本发明一实施方式的防护栏做详细描述。

如图3和图4所示，本实施例提供一种防护栏200，其包括立柱17和套设在立柱17之上的可旋耗能单元100。

在本实施例中，立柱17间隔设置在地面上，其可以采用混凝土结构或钢结构。如图3所示，立柱17按照一定的间距列于弯曲坡道两旁，相邻立柱17之间的距离根据需要进行设置，其主要考虑两个方面的因素：第一，保障失控车辆在整个碰撞减速过程中一直位于安全护栏内的道路上；第二，允许失控重载运输车安全保险杠有一部分破坏。

可旋耗能单元100的结构如实施例一种所述，在此不再赘述。在本实施例中，可旋耗能单元100沿立柱17的轴向间隔设置，每列可旋耗能单元100的个数由道路设计容量及励磁线圈5的功率确定。示例性地，在本实施例中，在每个立柱17之上设置有两个可旋耗能单元100。可旋耗能单元100离地高度(即可旋耗能单元下表面与地的距离)考虑不同车辆保险杠离地高度进行设计，而可旋耗能单元100的长度根据磁回路所能实现的大小确定(本申请也因为)可旋耗能单元100的磁场不会太大而不能将旋耗能单元100制作的很大，因此需要沿立柱17的轴向阵列设置。

在本实施例中，立柱17和可旋耗能单元100之间采用可拆卸连接方式，当可旋耗能单元100受撞击破坏后，可以通过更换进行维护，维护简单且维护面较小。具体地，在本实施例中，立柱17和可旋耗能单元100之间可以通过销键18进行连接，或者通过过盈连接方式进行连接。如图4中(a)所示，由于可旋耗能单元100的芯柱1内部设置有轴向通孔，当芯柱1套设在立柱17之上时，可以通过立柱17和芯柱1之间销键18连接实现立柱17和可旋耗能单元100的连接，销键18环形阵列于芯柱1和立柱17的交界面处，其个数由行车荷载确定。或者如图4中(b)和(c)所示，立柱17和芯柱1之间通过过盈连接实现固定，这种方式利用零件间的配合过盈来实现连接。这种连接结构简单，定心精度好，可承受转矩，轴向力或两者复合的载荷，而且承载能力高，在冲击振动载荷下也能较可靠的工作。此外，芯柱1的中空部分的横截面可以为圆形、方形或多边形等各种合适的形状，其由芯柱1剪切面的抗剪强度、抗扭强度等确定。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，为了增加防护栏200的整体刚度，在立柱17之上对应于可旋耗能单元100上下表面的位置处设置有横梁19，且在横梁19和可旋耗能单元100之间设置有垫片20，即在横梁19与可旋耗能单元100的交界面处设置垫片20，并涂抹桥梁硅脂。垫片20的厚度示例性地为20mm。并且，在相邻的立柱17之间设置有x型支撑梁21，以进一步增加沿道路方向的横梁19的刚度，大幅降低单个立柱的荷载峰值。

根据本实施例的防护栏，当诸如失控重载运输车的车辆以某一冲击力f撞击某个安全护栏时，车辆首先接触外层减振层13，外层减振层13产生弹塑性变形，并把失控车辆的冲击力传递给导磁密封护板7，冲击力分解为顺道路方向上的分力：f1＝f*cos(α)以及横道路方向上的分力：f2＝f*sin(α)，其中，α为车辆行驶方向与道路轴向方向的夹角。在f1作用下，导磁密封护板7带动磁流变弹性叠层结构件内的导磁刚性结构件2之间产生环向相对旋转，磁流变弹性结构件3产生剪切形变；在f2作用下，导磁密封护板7带动磁流变弹性叠层结构件内的导磁刚性结构件2之间产生径向相对滑移，磁流变弹性结构件3产生挤压形变。当车辆空载时，磁流变弹性叠层结构件的径向变形较小，压力传感器未接收到压力信号，电力开关未触动，励磁线圈5无工作电流通入或通入较小的工作电流，磁流变弹性结构件3主要依靠其零场下的剪切模量和弹性模量工作，此种工况下，磁流变弹性结构件3中主要耗能出力部分为磁流变弹性结构件3的基体，磁流变弹性结构件3耗能型式为可以恢复的弹性形变。当车辆满载或重载时，磁流变弹性叠层结构件的径向及环向变形较大，压力传感器接收到压力信号，电力开关触动，励磁线圈5有工作电流通入，控制电路根据压力信号及相应位移(修正后位移)计算抵抗此时的冲击力所需的刚度，依据磁流变弹性结构件3的磁致模量与激励磁场关系曲线，可得到励磁线圈所需电流强度，励磁线圈5通入计算得到的可调工作电流，由于磁流变弹性结构件3的瞬时可控性能，磁流变弹性结构件3能够在输入工作电流的作用下瞬间“硬化”-即磁流变效应，励磁线圈5产生一定场强的磁场，磁流变弹性结构件3表现为一定的磁致剪切模量和磁致弹性模量，保障失控重载运输车不会发生“硬碰”而损坏，也不会发生“无支撑”而冲出防护栏的情况发生，此种工况下，磁流变弹性叠层结构件中主要耗能出力部分为磁流变弹性结构件3的基体的弹塑性性能以及磁流变弹性结构件3自身“硬化”，磁流变弹性结构件3型式为基体的可恢复弹性形变以及克服磁流变效应的可恢复变形能。在上述过程中伴随着可旋耗能单元100的耗能，具体为：当车辆与可旋耗能单元100接触后，首先可旋耗能单元100的外层减振层13挤压变形，耗散一部分冲击能量，接着，导磁刚性结构件2的相对径向滑移和相对环向旋转以及无工作电流，即无磁场时，磁流变弹性结构件3基体产生剪切变形、挤压变形也耗散一部分冲击能量；或者当通入可调控工作电流，即有可控磁场时，磁流变弹性结构件3产生磁流变效应，其磁致剪切变形、磁致挤压变形也耗散一部分冲击能量；最后车量对旋耗能单元100的不均匀碰撞接触，使得旋耗能单元100发生扭转形变，即磁流变弹性结构件3产生扭转变形，进一步消耗了冲击能量。在整个四级能量耗散的过程中，车量车速下降直至停车。

并且，在整个能量耗散过程中，随着可旋耗能单元100的对车辆产生反作用力，车辆行驶夹角α进一步减小，由三角函数的单调性可知，f1随着车辆行驶夹角α减小而增大，f2随着重载汽车行驶夹角α减小而变小，这样原本由单个防护栏200承受的冲击力大部分转换为f1(转换系数为cos(α))，并由顺道路方向刚度较大的横梁19传递给多个立柱17，立柱17之间的支撑梁21进一步加大了沿道路方向上的横梁19刚度，大幅降低了单个立柱17的荷载峰值，整个多级耗能确保了车辆，尤其是重载运输车不冲出防护栏、不翻车，保障了车辆的行驶安全。

根据本实施例的防护栏，通过可旋耗能单元的四重能量耗散过程，可以大大消耗车辆撞击防护栏的能量，减轻或降低了撞击对防护栏立柱的冲击破坏，从而防止汽车坠落并通过可旋耗能单元弹塑性结构件和刚性结构件的相对旋转可以对车辆的行驶方向进行一定程度的修正。

此外，由于可旋耗能单元与立柱可拆卸连接，即防护栏采用模块化设计，当可旋耗能单元被破坏后，可以简单方便地进行更换，维护面很小。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。