Influence of impact angle and humidity on TB11 virtual crash tests for SP-05/2 road safety barrier

• Autorzy: Nycz D. B.

Identyfikatory

DOI

doi.org/10.14669/ AM.VOL73.ART5

Warianty tytułu

PL

Wpływ kąta zderzenia oraz wilgotności na wirtualne testy zderzeniowe TB11 bariery SP-05/2

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents a numerical study on the effect of selected factors, i.e. the impact angle and the dry/wet surface of roads and shoulders on the course of the TB11 virtual crash test. The testing is conducted for a N2-W4-A class barrier in a horizontal concave arc of 150 m radius, hit by a Geo Metro vehicle at an angle of 20°. The overlay is applied to approve the standard criteria, installed with screw connectors with rectangular rubber pads, fixed in the free holes of the guide. The numerical calculations were conducted in LS-Dyna environment, using a Geo Metro vehicle model, taken from the NCAC website and appropriately modified. The analysis included quantitative and qualitative crash test parameters, as per PN-EN 1317-1:2010 and PN-EN 1317-2:2010 standards. The designed composite-foam overlay allowed to adopt virtual crash tests for a standard-specific impact angle, under dry and wet conditions. The influence of the impact angle on the course of the crash test is complex. Increasing the angle to 30° can lead to unfulfilling the condition of redirecting the vehicle onto the road.

PL

W pracy przedstawiono badania numeryczne wpływu wybranych czynników, tj. kąta zderzenia oraz suchej/mokrej nawierzchni drogi i pobocza, na przebieg wirtualnego testu zderzeniowego TB11. Testy dotyczą bariery klasy N2-W4-A w łuku poziomym wklęsłym o promieniu 150 m, uderzanej samochodem Geo Metro pod kątem 20°. Nakładka jest łatwa w montażu, bez ingerencji w barierę stalową, poprzez mocowanie za pomocą łączników śrubowych z prostokątnymi podkładkami gumowymi, w wolnych otworach prowadnicy. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w środowisku LS-Dyna, wykorzystując model pojazdu Geo Metro zaczerpnięty ze strony NCAC i odpowiednio zmodyfikowany. Analizą objęto parametry jakościowe i ilościowe określające testy zderzeniowe, zgodnie z normami PN-EN 1317-1:2010 i PN-EN 1317-2:2010. Zaprojektowana nakładka kompozytowo-pianowa zapewnia przyjęcie wirtualnych testów zderzeniowych dla normowego kąta zderzenia, w warunkach suchych i mokrych. Wpływ kąta zderzenia na przebieg testu zderzeniowego jest złożony. Zwiększenie kąta do 30° może prowadzić do niespełnienia warunku wyprowadzenia pojazdu na jezdnię.

Słowa kluczowe

EN

TB11 virtual crash test; barrier in horizontal concave arc; composite-foam overlay; impact angle; humidity

PL

wirtualny test zderzeniowy TB11; bariera w łuku poziomym wklęsłym; nakładka kompozytowo-pianowa; kąt zderzenia; wilgotność

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 73, nr 3
• Strony: 71--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nycz D. B.

• Jan Grodek State Vocational Academy in Sanok, Institute of Technology, ul. Reymonta 6, 38-500 Sanok, Poland

Bibliografia

• [1] Atahan A O. Finite element simulation of a strong-post W-beam guardrail system. Simulation. 10 (2002); 78: 587-599.
• [2] Biegus A. Połączenia śrubowe. Wydawnictwo Naukowe PWN. 1997; Warszawa-Wrocław.
• [3] Borkowski W, Hryciów Z, Rybak P, WysockI J. Analiza skuteczności betonowych barier ochronnych na łuku drogi. Przegląd Mechaniczny. Rok LXXI, Z. 7-8/2012: 21–24
• [4] Borkowski W, Hryciów Z, Rybak P, Wysocki J. Numerical simulation of the standard TB11 and TB32 tests for a concrete safety barrier. J. KONES Powertrain and Transport. 4 (2010); 17: 63–71.
• [5] Borkowski W, Hryciów Z, Rybak P, Wysocki J. Testing the results of a passenger vehicle collision with a rigid barrier. J. KONES Powertrain and Transport. 1 (2010); 17: 51–57.
• [6] Borovinsek M, Vesenjak M, Ulbin M, Ren Z. Simulating the impact of truck on road-safety barrier. Journal of Mechanical Engineering. (2006) 2; 52: 101–111.
• [7] Borovinsek M, Vesenjak M, Ulbin M, Ren Z. Simulation of crash test for high containment levels of road safety barriers. Engineering Failure Analysis. 14 (2007): 1711-1718.
• [8] Dziewulski P. Examination of Selected Structures to Improve Energy Intensity of Road Safety Barriers (in Polish). PhD Thesis, Military University of Technology. 2010; Warsaw.
• [9] Dziewulski P. Numerical analysis of car – road barrier crash tests [in Polish]. Proc. III Symp. on Advances in Manufacturing Technologies and Machinery Structures, Kazimierz Dolny, Poland. 2009: 43-49.
• [10] Goubel C, Di Pasquale E, Massenzio M, Ronel S. Comparison of crash tests and simu-lations for various vehicle restraint systems. 7th European LS-DYNA Conference. DYNAmore, GmbH, CD Proc. 2009: 1–12.
• [11] Hallquist J O. LS-DYNA Keyword User's Manual. Livermore Sofware Technology Corporation, Livermore, CA, USA. May 2007.
• [12] Hallquist J O. LS-DYNA Theory Manual. Livermore Sofware Technology Corporation, Livermore, CA, USA. March 2006.
• [13] Kiczko A, Niezgoda T, Nowak J, Dziewulski, P. Numerical implementation of car impact into the modified road barrier. J. KONES Powertrain and Transport. 3 (2010); 17: 189-196.
• [14] Klasztorny M, Kiczko A, Nycz D. Modelowanie numeryczne i symulacja rozciągania połączenia śrubowego segmentów prowadnicy B bariery drogowej. 13. Konf. Nauk.-Tech. Techniki Komputerowe w Inżynierii, Licheń Stary. 2014: 77-78.
• [15] Klasztorny M, Niezgoda T, Romanowski R, Nycz D, Rudnik D, Zielonka K. Nakładka na prowadnicę bariery ochronnej na łuku drogi. Zgłoszenie patentowe UP RP. 6.10.2014.
• [16] Klasztorny M, Nycz D B, Romanowski R K. Rubber/foam/composite overlay onto guide B of barrier located on road bend. The Archives of Automotive Engineering. 3 (2015); 69: 65-86.
• [17] Klasztorny M, Romanowski R K, Nycz D B. Nakładka kompozytowo-pianowa na prowadnicę B drogowej bariery ochronnej w łuku poziomym wklęsłym – część 1: Projekt nakładki na prowadnicę bariery SP-05/2. Materiały kompozytowe. 3/2015: 36-38.
• [18] Klasztorny M, Romanowski R K, Nycz D B. Nakładka kompozytowo-pianowa na prowadnicę B drogowej bariery ochronnej w łuku poziomym wklęsłym – część 2: Modelowanie i symulacja testów zderzeniowych. Materiały kompozytowe. 4/2015: 8-10.
• [19] Nasution R P, Siregar R A, Fuad K, Adom A H. The effect of ASI (Acceleration Severity Index) to different crash velocities. Int. Conf. on Applications and Design in Mechanical Engineering (ICADME), CD Proc. 1–6. Malaysia. 11–13 October 2009.
• [20] Niezgoda T, Barnat W, Dziewulski P, Kiczko A. Numerical modelling and simulation of road crash tests with the use of advanced CAD/CAE systems. Journal of KONBiN. 3 (2012); 23: 95-108.
• [21] Nycz D. Modelowanie i badania numeryczne testów zderzeniowych bariery klasy N2-W4-A na łukach dróg. Wydawnictwo WAT. 2015; Warszawa.
• [22] Ren Z, Vesenjak M. Computational and experimental crash analysis of the road safety barrier. Engineering Failure Analysis. 12 (2005): 963-973.
• [23] Vesenjak M, Borovinšek M, Ren Z. Computational simulations of road safety barriers using LS-DYNA. 6. LSDYNA Anwenderforum. DYNAmore, GmbH, Frankenthal, CD Proc. 2007: 1-8.
• [24] Wade B, Feraboli P, Osborne M. Simulating laminated composites using LS-DYNA material model MAT54 part I: [0] and [90] playsingle-element investigation [cited 2014 Sep 22]. Available from: https://depts.washington.edu/amtas/events/jams_12/papers/paper-feraboli.pdf
• [25] PN-EN 1317-1:2010. Systemy ograniczające drogę – część 1: Terminologia i ogólne kryteria metod badań.
• [26] PN-EN 1317-2:2010. Systemy ograniczające drogę – część 2: Klasy działania, kryteria przyjęcia badań zderzeniowych i metody badań barier ochronnych i balustrad.
• [27] Stalowe bariery ochronne. Stalprodukt S.A. 2006; Bochnia.
• [28] System N2 W4 (SP-5/2). Stalprodukt S.A. 2011; Bochnia.
• [29] Vehicle Models, NCAC, USA, January 7, 2013. Available from: http://www.ncac.gwu.edu/vml/models.html
• [30] Tire friction and rolling resistance coefficients, Denmark, July 1, 2013. Available from:http://hpwizard.com/tire-friction-coefficient.html

Uwagi

EN

The study was supported by a research project No. PBS1/B6/14/2012 project (acronym ENERBAR), financed in 2013-2015 by the National Centre for Research and Development, Poland.