The use of energy methods at the calculation of vehicle impact velocity

• Autorzy: Żuchowski A.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie metod energetycznych w obliczeniach prędkości zderzenia samochodu

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The relations between the deformation of the front crumple zone of a motor car and the velocity of a car impact against a barrier have been explored. To determine the parameters of the energy models employed at the vehicle collision analysis, results of 18 crash tests carried out with three motor car models were used. The crash tests represented frontal impacts of the cars against a barrier with velocities of 40 km/h, 48 km/h, and 56 km/h. The values obtained for the energy model parameters were considered in relation to the values given in the literature. The attention was focussed on the linear models that are used in the simplified, Campbell, and McHenry methods, with evaluating the effectiveness of such models when applied to present-day cars. The methods are based on the dimensions of deformation of the crumple zone. It was found that the method of determining the vehicle deformation caused by the impact against an obstacle could affect the results of calculation of the impact velocity. The relations between the velocity of impact against a barrier and the deformation of the front crumple zone of motor vehicles of various categories have been presented, based on results of several hundred crash tests. It has been indicated that the characteristics of the front crumple zone in present-day cars differ from those of the cars manufactured 20 to 30 years ago. Therefore, the changes having been introduced to motor vehicle construction must be taken into account when the values of the parameters used in the energy methods are determined.

PL

W pracy rozważono relacje pomiędzy deformacją czołowej strefy zgniotu samochodów a prędkością uderzenia w barierę. Do opracowania parametrów modeli energetycznych, stosowanych w analizie zderzeń samochodów, wykorzystano wyniki 18 testów zderzeniowych z udziałem trzech modeli samochodów. Testy zderzeniowe dotyczyły czołowego uderzenia samochodu w barierę, przy wartościach prędkości 40, 48 i 56 km/h. Bezpośrednie wyniki pomiarów, z analizowanych w tej pracy testów zderzeniowych, pobrano w postaci cyfrowej z [26]. Uzyskane wartości parametrów modeli energetycznych odniesiono do wartości podawanych w literaturze. Uwagę zwrócono na modelach liniowych, stosowanych w metodach uproszczonej, Campbella i McHenry’ego, oceniając ich skuteczność w zastosowaniu do współczesnych samochodów. Metody te bazują na wymiarach deformacji strefy zgniotu. Ustalono, że sposób określenia deformacji samochodu, spowodowanej uderzeniem w przeszkodę, może wpływać na wyniki obliczeń prędkości zderzenia. Na podstawie wyników z kilkuset testów zderzeniowych pokazano relacje pomiędzy prędkością uderzania w barierę a deformacją czołowej strefy zgniotu samochodów, należących do różnych kategorii. Wskazano, że właściwości czołowej strefy zgniotu współczesnych samochodów są inne niż samochodów sprzed 20-30 lat. Tym samym wartości parametrów do metod energetycznych, stosowanych w procesie rekonstrukcji wypadku drogowego, muszą uwzględniać zmiany wprowadzone w konstrukcji samochodów.

Słowa kluczowe

EN

frontal impact; road accident reconstruction; energy methods; bodywork deformation

PL

zderzenie czołowe; rekonstrukcja wypadku drogowego; metody energetyczne; deformacja nadwozia

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 68, no. 2
• Strony: 85--111, 197--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., fot., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Żuchowski A.

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Brach R.M, Brach R.M.: Vehicle Accident Analysis and Reconstruction Methods, SAE International, USA, 2011.
• [2] Campbell K.L.: Energy Basis for Collision Severity. SAE Paper 740565, 1974.
• [3] Diupero T., Górny A, Wolski E.: Ustalanie prędkości zderzenia w oparciu o zakres uszkodzeń samochodu. Rzeczoznawca Samochodowy 8/2000.
• [4] Jiang T., Grzebieta R.H., Rechnitzer G., Richardson S., Zhao X.L.: Review of Car Frontal Stiffness Equations for Estimating Vehicle Impact Velocities, The 18th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles Conference (ESV), Nagoya, 2003.
• [5] Jankowski P., Gidlewski M., Jemioł L.: Comparative Study of Vehicle Absorbed Energy Determination for Road Accident Reconstruction. XVI Konferencja EVU „Niepewność w rekonstrukcji wypadków drogowych”, Kraków 2007.
• [6] McHenry R. R., McHenry B. G.: Effects of Restitution in the Application of Crush Coefficients, SAE Paper 970960, 1997.
• [7] McHenry R.R., McHenry B.G.: A Revised Damage Analysis Procedure for the CRASH Computer Program, SAE Paper 861894, 1986.
• [8] Owsiański R.: Rastry energetyczne samochodów osobowych dla zderzeń czołowych, Paragraf na Drodze nr 9/2007.
• [9] Owsiański R.: Szacowanie energii deformacji nadwozi kompaktowych samochodów osobowych, Paragraf na Drodze nr 4/2007.
• [10] Praca zbiorowa.: Wypadki drogowe. Vademecum biegłego sądowego. Wydanie II, Instytut Ekspertyz Sądowych, Kraków 2006.
• [11] Prochowski L., Unarski J., Wach W., Wicher J.: Podstawy rekonstrukcji wypadków drogowych. WKŁ, Warszawa 2008.
• [12] Prochowski L., Żuchowski A.: Rastry energetyczne wykorzystywane do opisu rozkładu energochłonności przedniej części nadwozia. IV Konferencja Naukowo-Szkoleniowa „Rozwój techniki samochodowej a ubezpieczenia komunikacyjne”, Radom, 2008.
• [13] Prochowski L., Żuchowski A.: Rozkład energii pochłanianej podczas czołowego uderzenia samochodu w przeszkodę. X konferencja „Problemy rekonstrukcji wypadków drogowych”, Szczyrk 2006.
• [14] Prochowski L., Żuchowski A.: Comparative Analysis of Frontal Zone of Deformation in Vehicles with Self-Supporting and Framed Bodies, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol.18, No.4, Warszawa 2011.
• [15] Prochowski L., Żuchowski A.: Właściwości nadwozia w zakresie pochłaniania energii podczas uderzenia samochodu w sztywną przeszkodę. V konferencja Naukowo-Techniczna „Problemy bezpieczeństwa w pojazdach samochodowych”, Kielce 2006.
• [16] Strother Ch. E., Woolley R. L., James M. B., Warner Ch.: Crush Energy in Accident Reconstruction, SAE 860371, 1986.
• [17] Steffan H., Geigl B.C., Moser A., Hoschopf H.: Comparison of 10 to 100 km/h Rigid Barrier Impacts, The 16th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles Conference (ESV), Windsor 1998.
• [18] Vangi D.: Simplified Method for Evaluating Energy Loss in Vehicle Collisions, Accident Analysis and Prevention, 41/2009.
• [19] Varat M.S., Husher S.E.: Crash Pulse Modelling for Vehicle Safety Research, The 18th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles Conference (ESV), Nagoya, 2003.
• [20] Wach W.: Amerykańskie standardy analizy zderzeń pojazdów. VIII Konferencja „Problemy rekonstrukcji wypadków drogowych”, IES, Kraków 2002.
• [21] Wach W.: Analiza deformacji samochodu według standardu CRASH3. Część 1: Wprowadzenie, Paragraf na Drodze nr 11/2003.
• [22] Wach W.: Analiza deformacji samochodu według standardu CRASH3. Część 2: Pomiar głębokości odkształcenia, Paragraf na Drodze nr 12/2003.
• [23] Wang Q., Gabler H.C.: Accuracy of Vehicle Front al Stiffness Estimates for Crash Reconstruction. The 20th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles Conference (ESV), Lyon 2007.
• [24] Wicher J.: Energetyczne metody analizy zderzeń samochodów, III Konferencja Naukowo-Szkoleniowa „Rozwój techniki samochodowej a ubezpieczenia komunikacyjne”, Radom 2006.
• [25] Żuchowski A., Prochowski L.: Sztywność nadwozia – analiza sił działających na przeszkodę podczas zderzenia. VI Konferencja Naukowo-Techniczna: Problemy bezpieczeństwa w pojazdach samochodowych, Kielce 2008.
• [26] www.nhtsa.gov