The effect of crashworthiness parameters on the behaviour of car-body elements

• Autorzy: Gronostajski Z. , Bandoła P. , Karbowski P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów struktury pojazdów samochodowych na zachowanie się jej podczas kolizji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, special emphasis was put on the structural stiffness of car elements described by crashworthiness indicators can be calculated for various structures. The effect of crashworthiness parameters of different construction and profiles on the relationship between the energy absorption and the maximum collision force is given. One-and multi-layer, empty and filled with different-density plastic foam elements were described. The behaviour of different elements and the effect of plastic foam density on the crashworthiness parameters were analyzed.

PL

Opracowano równania opisujące parametry struktury pojazdów samochodowych czułe na dynamiczne obciążanie oraz wyliczono ich wartości dla elementów prostokątnych i kołowych o pojedynczych i podwójnych ściankach, wypełnionych pianką z tworzywa sztucznego o różnej gęstości jak i elementów pustych. Ustalono wpływ gęstości tworzywa sztucznego na wartość obliczonych parametrów. Stwierdzono, że większość użytych parametrów jest niemal niezależna od gęstości pianki z tworzywa sztucznego, a jedynie jeden z nich jest bardzo czuły na gęstość pianki. Natomiast wartości parametrów w bardzo dużym stopniu zależą od liczby ścianek, dla elementów o podwójnych ściankach są one znacznie wyższe niż dla elementów o pojedynczych ściankach. Dla uzyskania wartościowych informacji o wpływie zastosowanych parametrów na zachowanie się badanych struktur zmieniano ich konstrukcje w szerokim zakresie oraz zastosowano znaczny przedział zmienności gęstości pianki z tworzyw sztucznych od 50 do około 200 kg/m3.. Elementy o pojedynczej ściance charakteryzują się lepszym wskaźnikiem stosunku energii dyssypowanej do maksymalnej siły występującej podczas dynamicznego spęczania aniżeli elementy o podwójnej ściance. Zbliżony wpływ na ten wskaźnik maja elementy kołowe o podwójnej ściance i elementy prostokątne o pojedynczej ściance. Najgorszym wskaźnikiem cechują się elementy prostokątne o podwójnej ściance. Najlepszym wskaźnikiem charakteryzują się okrągłe elementy o pojedynczej ściance, ponieważ odkształcają się one w sposób bardzo równomierny. Poprawny dobór struktury opisany za pomocą parametrów czułych na dynamiczne obciążanie umożliwia istotne zmniejszenie przyśpieszeń podczas kolizji pojazdów samochodowych bardzo niebezpiecznych dla użytkowników pojazdów. Dlatego przyszłościowe prace powinny być ukierunkowane na opracowanie struktur, rodzaju i gęstości tworzyw sztucznych zapewniających stabilny sposób odkształcania się struktur prowadzący do obniżenia przyśpieszeń do wartości dopuszczalnych dla użytkowników pojazdów samochodowych.

Słowa kluczowe

EN

car element; dynamic loading; crash test

PL

wytrzymałość materiałów; karoseria samochodowa

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 6, no 1
• Strony: 31--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

autor

Bandoła P.

autor

Karbowski P.

• Wrocław University of Technology. Institute of Production Engineering and Automation, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Jones N., Birch R.S.: Dynamic and static axial crushing of axially stiffened square tubes, Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, 1990, 204 (Part C), 293-310.
• [2] Birch R.S., Jones N.: Dynamic and static axial crushing of axially stiffened cylindrical shells, Thin Walled Stuctures, 1990, 29-60.
• [3] White M.D., Jones N.: Experimental quasi-static axial crushing of top-hat and double-hat thin-walled sections, Int. J. of Mechanical Sciences, 1999, 41, 179-208.
• [4] Mage C.L., Thorton P.H.: Design consideration in energy absorption by structural col-lapse, Paper 780434, presented at SAE Annual Meeting, Detroit, 1978.
• [5] Thorton P.H.: Energy absorption by structural collapse of spot-welded sheet metal sec-tion, SAE Paper 800372, 1980.
• [6] Jones N.: Structural impact, Cambridge, Cambridge University Press, 1989, paperback edition, 1997.
• [7] Reid S.R., Reddy T.Y., Gray S.: Static and dynamic axial crushing of foam filled sheet metal tube. Int. J. of Mechanical Science, 1986, 28, 295-322.
• [8] Reddy T.Y., Wall R. J.: Axial compression of foam filled thin walled circular tubes, Int. J. of Impact Eng., 1988, 7, 151-166.
• [9] Gronostajski J., Gronostajski Z., Niechajowicz A., Polak S., Struś M., Tobota A., Wiewiórski P., Zając P.: Measurement system of "crash-test" experiments, Arch. of Civil and Mechanical Engineering, 2004, 4, 5-23.
• [10] Tobota A., Olchowik W., Domański M., Wiewiórski P.: System pomiarowy do badania procesu zgniatania próbki w eksperymencie typu "Crash-Test", V Konferencja Diagno-styka Techniczna Urządzeń i Systemów, Ustroń, 2003.
• [11] Gronostajski J., Wiewiórski P.: Computer aided measuring system of "Crash-Test" experiments, Proc. of Int. Conf. AMME, Zakopane, 2003.
• [12] Gronostajski J., Gronostajski Z., Polak S., Struś M., Tobota A., Wiewiórski P.: Metoda oceny odporności kolizyjnej tłoczonych elementów podczas dynamicznego odkształcania and Evaluation method of collision resistance of sheet forming elements in dynamic de-formation, XVI Int. Conf. Design and Technology of Plastic Forming Products, Poznań, 2004.
• [13] Gronostajski J., Gronostajski Z., Wiewiórski P., Polak S.: Properties of composites in dynamical compression test, Inżynieria Materiałowa, 2004, 25, 717-720.
• [14] Gronostajski Z., Polak S., Tobota A., Wiewórski P.: Analiza deformacji wybranego ele-mentu nadwozia pochłaniającego energię zderzenia, Mat. Międz. Konf. Forming 2005, Lednice, 2005, 69-74.