Influence of selected design parameters of the composite-foam cover rail on the course of the TB11 crash test of a road safety barrier forming a horizontal concave arc

• Autorzy: Nycz D. B.

Identyfikatory

DOI

10.14669/AM.VOL76.ART5

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych nakładki kompozytowo-pianowej na przebieg testu zderzeniowego TB11 drogowej bariery ochronnej w łuku poziomym wklęsłym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents a numerical examination of the influence of selected design parameters of a CFR2 composite-foam cover rail of a roadside barrier (described in previous publications by the same author) on the course of the TB11 virtual crash test. The crash tests were carried out on a modified SP-05/2 barrier of the N2-W4-A class, forming a horizontal concave arc with a radius of 150 m. During the tests, a passenger car with a mass of 900 kg hit the barrier with a velocity of 100 km/h at an angle of 20 °. The CFR2 cover rail consists of polyester-glass composite segments partly filled with polyurethane foam. The cover rail cross-section fits the B-type guiderail profile of the barrier. The numerical computations were carried out in the LS-Dyna environment, with using the Geo Metro vehicle model taken from the NCAC website and subjected to necessary modifications. The results of the virtual crash tests were analysed in respect of all the qualitative and quantitative parameters required by standards PN-EN 1317-1:2010 and PN-EN 1317-2:2010. The analyses carried out showed the design of the CFR2 cover rail to be correct and sufficient for the TB11 crash test results to be accepted.

PL

W pracy przedstawiono badania numeryczne wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych nakładki kompozytowo-pianowej CFR2 (opisanej w poprzednich publikacjach autora) na przebieg wirtualnego testu zderzeniowego TB11. Testy zderzeniowe obejmują zmodyfikowaną barierę SP-05/2 klasy N2-W4-A, tj. w łuku poziomym wklęsłym o promieniu 150 m. Test TB11 dotyczy samochodu osobowego o masie 900 kg, uderzającego w barierę z prędkością 100 km/h pod kątem 20°. Nakładka CFR2 składa się z segmentów kompozytowych poliestrowo-szklanych, częściowo wypełnionych pianką poliuretanową. Przekrój poprzeczny nakładki jest dopasowany do prowadnicy typu B. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w środowisku LS-Dyna z wykorzystaniem modelu pojazdu Geo Metro, pobranego ze strony NCAC i poddanego niezbędnym modyfikacjom. Wyniki wirtualnych testów zderzeniowych przeanalizowano pod kątem wszystkich parametrów jakościowych i ilościowych wymaganych przez normy PN-EN 1317-1:2010 i PN-EN 1317-2:2010. Przeprowadzone analizy wykazały, że konstrukcja nakładki CFR2 jest trafna i wystarczająca do zapewnienia przyjęcia badania zderzeniowego TB11.

Słowa kluczowe

EN

TB11 virtual crash test; barrier forming horizontal concave arc; composite-foam rail; cover rail design parameters

PL

wirtualny test zderzeniowy TB11; bariera w łuku poziomym wklęsłym; nakładka kompozytowo-pianowa; parametry konstrukcyjne nakładki

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 76, nr 2
• Strony: 107--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nycz D. B.

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

Bibliografia

• [1] Atahan A O. Finite element simulation of a strong-post W-beam guardrail system. Simulation. 2002; 10 (78); 587-599.
• [2] Biegus A. Połączenia śrubowe (Bolted joints). Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa-Wrocław 1997.
• [3] Borkowski W, Hryciów Z, Rybak P, Wysocki J. Analiza skuteczności betonowych barier ochronnych na łuku drogi (Analysis of the effectiveness of concrete protective barriers on the road curve). Przegląd Mechaniczny. 2012 (LXXI); 7-8; 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. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2010 (17); 4; 63-71.
• [5] Borkowski W, Hryciów Z, Rybak P, Wysocki J. Testing the results of a passenger vehicle collision with a rigid barrier. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2010 (17); 1; 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 (52); 2; 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. 2007 (14); 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, Warsaw, Poland. 2010.
• [9] Dziewulski P. Numerical analysis of car-road barrier crash tests [in Polish]. Proceedings of the 3rd Symposium 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 simulations for various vehicle restraint systems. 7th European LS-DYNA Conference. DYNAmore GmbH. 2009; CD Proceedings; 1-12.
• [11] Hallquist J O. LS-DYNA Keyword User's Manual. Livermore Software Technology Corporation. Livermore, CA, USA. May 2007.
• [12] Hallquist J O. LS-DYNA Theory Manual. Livermore Software 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. Journal of KONES Powertrain and Transport. 2010 (17); 3; 189-196.
• [14] Klasztorny M, Kiczko A, Nycz D. Modelowanie numeryczne i symulacja rozciągania połączenia śrubowego segmentów prowadnicy B bariery drogowej (Numerical modelling and simulation of tension in the bolted joint of the B-type guiderail of a road barrier). 13th Scientific and Technical Conference “Computer Techniques in Engineering”. Licheń Stary. 2014; 77-78.
• [15] 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. 2015; 3 (69); 65-86.
• [16] 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 (Composite-foam cover rail for the B-type guiderail of a road safety barrier formed into a horizontal concave arc. Part 1: Engineering design of a cover rail for the guiderail of the SP-05/2 barrier). Materiały kompozytowe. 2015; 3; 36-38.
• [17] 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 (Compositefoam cover rail for the B-type guiderail of a road safety barrier formed into a horizontal concave arc. Part 2: Modelling and simulation of crash tests). Materiały kompozytowe. 2015; 4; 8-10.
• [18] Nasution R P, Siregar R A, Fuad K, Adom A H. The effect of ASI (Acceleration Severity Index) to different crash velocities. International Conference on Applications and Design in Mechanical Engineering (ICADME). Malaysia. 11-13 October 2009; CD Proceedings; 1-6.
• [19] 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. 2012; 3 (23); 95-108.
• [20] Nycz D. Modelowanie i badania numeryczne testów zderzeniowych bariery klasy N2-W4-A na łukach dróg (Modelling and numerical examination of crash tests for barriers of the N2-W4-A class in road bends). Wydawnictwo WAT (Publishing House of the Military University of Technology). Warszawa 2015.
• [21] Vesenjak M, Borovinšek M, Ren Z. Computational simulations of road safety barriers using LS-DYNA. 6. LS-DYNA Anwenderforum. DYNAmore GmbH, Frankenthal. 2007; CD Proceedings; 1-8.
• [22] 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.
• [23] PN-EN 1317-1:2010. Systemy ograniczające drogę – część 1: Terminologia i ogólne kryteria metod badań (Road Restraint Systems. Part 1: Terminology and general criteria for test methods).
• [24] PN-EN 1317-2:2010. Systemy ograniczające drogę – część 2: Klasy działania, kryteria przyjęcia badań zderzeniowych i metody badań barier ochronnych i balustrad (Road Restraint Systems. Part 2: Performance classes, impact test acceptance criteria and test methods for safety barriers including vehicle parapets).
• [25] Stalowe bariery ochronne (Steel safety barriers). Stalprodukt S.A. Bochnia, Poland. 2006.
• [26] System N2 W4 (SP-05/2). Stalprodukt S.A. Bochnia, Poland. 2011.
• [27] http://www.ncac.gwu.edu/vml/models.html, Vehicle Models, NCAC, USA, January 7, 2013.

Uwagi

EN

This work was done within research project No. PBS1/B6/14/2012 (acronym: ENERBAR), sponsored by the National Centre for Research and Development, Poland, in 2013-2015.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).