Improved passenger's crash safety in coach by frontal collision. Vladislav Drobný

Improved passenger's crash safety in coach by frontal collision Vladislav Drobný

9.11.2010 Výpočtová mechanika 2010

Obsah

1. Úvod do problematiky 2. Identifikace modelu autobusového sedadla

3. Validace modelu autobusového sedadla 4. Návrh konstrukčních úprav 5. Numerické simulace – variace parametrů 6. Závěr

TÜV SÜD Czech s.r.o.

Vladislav Drobný, Výpočtová mechanika 2010

1. Úvod do problematiky Legislativa - autobusy    

EHK 66 – pevnost struktury EHK 21 - vnitřní výčnělky vozidel EHK 80 - pevnost sedadel a úchytů autobusů EHK 14, 76/155/ES – kotevní úchyty bezpečnostních pásů - pro autobusy třídy II (příměstské) approvals: 22.7.2011 registrations: 22.7.2012

kritická oblast nárazu hlavy

Detail konstrukce autobusového sedadla   

rám dvojsedadla - ocel rám sedadla - ocel sedák, opěradlo - PUR pěna TÜV SÜD Czech s.r.o.


1. Úvod do problematiky Studie vlivu připoutání pasažérů dvoubodovými pásy při čelním nárazu    



zvýšení biomechanické zátěže cestujících v oblasti hlavy posuv bodu dotyku hlavy cestujícího s.opěradlem směrem dolů, mění se působiště směru kontaktní síly Fk k výraznému snížení dochází u zatížení dolních končetin prokázána souvislost mezi úhlem nárazu – kromě kontaktní plochy ovlivňuje míru pohlcené energie poddajnost sedadla jako celku biomechanická zátěž vyhodnocována s využitím figuríny HIII

Nepřipoutaný cestující

Připoutaný cestující

Fk



2. Identifikace modelu autobusového sedadla Pro numerické simulace je třeba mít validovaný model se zohledněním deformací opěradla. Validační experimenty   

Umístění tenzometrů na rámu sedadla

tenzometrie v místě největšího ohybového momentu fotogrammetrie pro ladění deformací v plasticitě zkouška kyvadlem pro ověření biomechanických kritérií

Tenzometrie  zkoušen samotný rám autobusového sedadla  24 tenzometrů v zapojení do můstku  měřeno 6 míst Měřená data:  vychýlení opěradla v podélném směru (lankový snímač)  tažná síla (siloměr) TÜV SÜD Czech s.r.o.


3. Validace modelu autobusového sedadla Validace chování modelu - elasticita  

shoda experimentálního měření a simulačních dat tenzometrie



2. Identifikace modelu autobusového sedadla Validace chování modelu - plasticita  

shoda experimentálního měření deformací opěradla a simulačních dat fotogrammetrie simulace

experiment

plasticita



2. Identifikace modelu autobusového sedadla Zkouška kyvadlem pro ověření biomechanických kritérií a) měkký náraz do horní hrany rámu - pod úhlem 15° - koresponduje s nárazem nepřipoutaného cestujícího b) tvrdý náraz do horní hrany rámu - pod úhlem 44° - koresponduje s kinematikou nárazu připoutaného cestujícího, rozteč sedadel 700 mm měkký náraz

tvrdý náraz

a) ap)

b)


rychlost v místě nárazu

25 km/h

délka kyvadla

760 mm

redukovaná hmotnost

6.8 kg

průměr kulové hlavice

165 mm

Průběh experimentu dle EHK 21 Vladislav Drobný, Výpočtová mechanika 2010

4. Návrh konstrukčních úprav opěradla Navržená geometrie deformačního členu pro pohlcení energie nárazu   

oblast potencionálního kontaktu hlavy se sedadlem pokryta ? vhodný materiál ? tloušťka přídavné vrstvy

PUR pěna - opěradlo

deformační člen

rám sedadla

Geometrie přídavné pěny – čelní pohled TÜV SÜD Czech s.r.o.

Geometrie přídavné pěny – půdorys Vladislav Drobný, Výpočtová mechanika 2010

5. Numerické simulace Variace parametru – zkouška kyvadlem  

vliv tloušťky přídavného materiálu materiál Rohacell IG-F 110 polyuretanová pěna s hustotou 110 kg/m3 a) kyvadlo - měkký náraz



a)

b)

HIC a 3MS minimální pro tloušťku 20mm TÜV SÜD Czech s.r.o.


5. Numerické simulace Variace parametru – zkouška kyvadlem  

vliv tloušťky přídavného materiálu materiál Rohacell IG-F 110 polyuretanová pěna s hustotou 110 kg/m3 b) kyvadlo - tvrdý náraz



a)

b)

Optimální tloušťka 30mm - HIC a 3MS minimální TÜV SÜD Czech s.r.o.


5. Numerické simulace Variace parametru – zkouška impaktorem hlavy  

vliv tloušťky přídavného materiálu materiál Rohacell IG-F 110 polyuretanová pěna s hustotou 110 kg/m3 a) impaktor - měkký náraz



HIC a 3MS minimální pro tloušťku 20mm TÜV SÜD Czech s.r.o.


5. Numerické simulace Variace parametru – zkouška impaktorem hlavy  

vliv tloušťky přídavného materiálu materiál Rohacell IG-F 110 polyuretanová pěna s hustotou 110 kg/m3 b) impaktor - tvrdý náraz



Optimální tloušťka 30mm - HIC a 3MS minimální TÜV SÜD Czech s.r.o.


5. Závěr Dosažené výsledky  

 



prokázáno nebezpečí nárazu hlavy do.opěradla pod vyšším úhlem, tvrdý náraz do rámové trubky navržen deformační člen pro pohlcení energie nárazu hlavy při čelním nárazu autobusu variací parametru nalezena tloušťka přídavného materiálu, která nejlépe dokáže pohltit kinetickou energii pasažéra simulovány byly dva typy zkoušek - zkouška kyvadlem (EHK 21) - zkouška impaktorem hlavy (pasivní bezpečnost chodců) oba typy zkoušek dávají podobný výsledek (míra pasivní bezpečnosti hodnocena pomocí HIC a 3ms kritérií) optimální tloušťka přídavné pěny Rohacell je 30 mm



Děkuji za pozornost! Projekt byl řešen v rámci Výzkumného centra Josefa Božka 1M0568

Improved passenger's crash safety in coach by frontal collision. Vladislav Drobný

Recommend Documents