Orientador : Antonio Celso Fonseca de Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menezes_CarlosRezendede_D.pdf: 21321137 bytes, checksum: cdb96d072b9d7c531f023a8b41552364 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre diversos materiais apropriados à construção de estruturas tubulares cuja deformação axial pennite a absorção gradual da energia gerada durante uma colisão. Como resultado deste estudo, um pára-choque traseiro para caminhões de carga, baseado em estrutura tubular, foi projetado e construído. Para que os sistemas de proteção ativos ou passivos de um automóvel sejam eficazes, no caso de colisão contra a traseira de um ~ão, é preciso que os párachoques, tanto do carro quanto do caminhão, absorvam parcialmente a energia do impacto e que o pára-choque do caminhão apresente resistência para evitar o efeito "guilhotina". Um pára-choque com estrutura de deformação progressiva foi montado em um caminhão e resistiu ao impacto de um veículo de 1.490 Kg de massa. A velocidade nominal do impacto foi de 64 kmIh. O impacto ocorreu em offset, 50% no lado do motorista. A utilização de "fusíveis" reduziu o efeito da desaceleração nos ocupantes do automóvel, provando a viabilidade do projeto. / Abstract: This work presents a study about several materiais suitable for the construction of tubular structures whose axial deformation could allow the gradual absorption of the enerw generated during a collision. Following the results of this study, a truck underride guard based on such tubular structure was designed and manufactured. In order to take full advantage of the car's active and passive safety devices in collisions against the rear end of a truck, it is necessary that both car ftont bumpeF and truck: rear guard absorb part of the impact energy, and that the truck guard presents enough strength to prevent the "guillotine" effect The underride guard with the structure of gradual deformation was mounted in a truck and resisted to impact of a vehic1e weighing 1,490 kg. The nominal impact speed was 64 km/h. The impact occurred at 50% ofIset on the car driver's side. The use of "fuses" reduced the efIect of the deceleration on the car occupants, proving the viability of the project. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Occhipinti_Sidney_M.pdf: 8988528 bytes, checksum: e17897bc9750a7e5e1ed1f1db7521660 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Geralmente ao ocorrer acidente entre automóvel e a traseira de caminhão,os danos são bem severos para os ocupantes do automóvel e na maioria dos casos, este só pára ao atingir o eixo do caminhão. Isto ocorre, porque os pára-choques de caminhões são mal posicionados, frágeis, fixados excessivamente altos e muito embutidos na carroçaria. Ocorrem neste caso, dois efeitos: o cunha (em que o automóvel penetra sob a traseira do caminhão impulsionando-o para cima); e o guilhotina (a carroçaria do caminhão destrói o pára-brisa, as colunas do teto e decapta os ocupantes). Pára-choque traseiro de caminhão é equipamento de segurança veicular passiva, para parar o veículo que se choca contra ele, na realidade porém, diverge deste pressuposto teórico. Infelizmentetanto no Brasil, como em outros países, eles não apresentam performance satisfatória. Preocupado com o problema, o Engº Luis O. F. Schmutzler idealizou o pára-choque alicate equipado com rede de cabos de aço para absorção de energia. Este trabalho enfoca a análise e o estudo das solicitações mecânicas abordando os esforços envolvidos no impacto; projeto do párachoque; construção, instalação, execução de teste de impacto e análise dos resultados. O teste foi realizado na velocidade de 64 km/h, chocando 50% da região dianteira do carro, com resultados excelentes: baixo risco de lesão corporal e preservação total da integridade da cabina do auto / Abstract: Generally a collision of a car with the rear end of a truck results in serious injuries to the car occupants. Underride occurs because the barriers of trucks present some problems.: They are relatively high, their installation are toa inside off rear end of the truck structure, and they are ftagile. AlI these conditions allow the car underride to be stopped at the rear axle and tires. Two failing effects occurs: the wedge (the car go through the rear end pulling up the truck); and the guillotine (the rear end of the truck shear the ftont car columns, destroying windshield, roof and unfortunately decapitating car's occupants). Truck rear underride guard is a passive vehicular security equipment design to stop ungovemed cars. Unfortunately actual rear truck barriers in Brazil and others countries do not provide a satisfactory performance. Conceptual pliers underride guard equipped with a steel cable net was proposed by engineer LUIS O. F. SCHMUTZLER to absorb great part ofthe impact energy. This is the analysis, ofthe mechanical efforts and study in case of a rear collision with: impact efforts consideration; a steel cable net energy absorber design; barrier construction, installation, crash test and results analysis.The crash test was accomplished at 64km/h and 50% offset at the driver side's car with excellent results, presenting low injuries risks to the car's passengers and the cab integrity was totally preserved. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T03:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariolani_JoseRicardoLenzi_D.pdf: 4176852 bytes, checksum: 167bdeef2aec084118559b01ce0a899c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Milhares de pessoas morrem por ano em todo o mundo em conseqüência da falta de párachoques adequados nas traseiras dos caminhões. Na tentativa de reverter essa situação, iniciou-se um trabalho de cooperação entre UNICAMP, Mercedes-Benz do Brasil e General Motors do Brasil cujos objetivos principais foram os de denunciar a Resolução CONTRAN No. 805/95 como ineficaz, projetar, construir e testar pára-choques confiáveis e apresentar soluções às autoridades governamentais. Para isso sugeriram-se os requisitos mínimos necessários ao projeto de um pára-choque eficaz, o qual deveria idealmente resistir ao impacto de um hipotético veículo "médio" a 50 km/h, projetou-se e construiu-se um pára-choque articulado com base nos requisitos sugeridos e realizaram-se dois crash tests, com o novo pára-choque articulado e com um pára-choque construído de acordo com a Resolução CONTRAN No. 805/95. O pára-choque articulado foi capaz de evitar a penetração do automóvel sob o caminhão, o que não ocorreu com o outro. Os resultados obtidos e os requisitos de projeto sugeridos formaram a base de uma nova norma brasileira referente à matéria, a qual se tornou a Resolução CONTRAN No. 152/03 e introduziu, na data de sua publicação, avanços inéditos em relação à proteção dos ocupantes de passageiros em colisões contra a traseira de caminhões. / Abstract: Because of the lack of effective rear underride guards attached to trucks, trailers and semitrailers, rear underride crashes are responsible for thousands of deaths every year throughout the world. Trying to reverse this situation, cooperative work was started between University of Campinas, Mercedes-Benz do Brasil and General Motors do Brasil, whose main goals were to denounce the Brazilian regulation CONTRAN no. 805/95 as ineffective, to design, construct and test a reliable underride guard and to present solutions to government authorities. To meet these goals, design parameters considered being the minimum essential requirements for effective underride guards, which ideally should be able to resist an impact of a hypothetical "average" car at 50 km/h, have been proposed. A new retractile underride guard has been designed according to the proposed parameters and crash tests have been carried out with the retractile guard and with another constructed according to regulation CONTRAN no. 805/95. The retractile guard could avoid underride, but the other could not. Based on these results and on the proposed design parameters, a new Brazilian standard for rear underride guards has been elaborated. This standard became later the new regulation CONTRAN no. 152/03 and introduced, at the date of issuing, the utmost in safety requirements concerning protection against underride. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:27:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Todescatt_Daniel_M.pdf: 4563684 bytes, checksum: 112b516ee4dd9c22aab0bea92df347f4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta dissertação visa comparar o desempenho de um sistema convencional de proteção de ocupantes (sistema de retenção) em um veículo de passeio com um sistema pre-crash, considerando ocupantes de três tamanhos diferentes. O termo pre-crash significa que pode ocorrer o disparo do air-bag e pré-tensionador antes do instante de impacto enquanto que no sistema convencional o disparo ocorre sempre após o impacto. Com esta finalidade foi utilizado um modelo de simulação desenvolvido no programa `Madymo¿ combinado ao programa de otimização multidisciplinar `Mode-Frontier¿. Este modelo corresponde à parte do veículo que envolve o motorista e é constituído por parte da carroçaria, assento, coluna de direção e o sistema de retenção. Todo o modelo está sujeito a uma curva de aceleração que representa um impacto frontal contra uma barreira rígida a 50 km/h. São utilizados três tamanhos padronizados de ocupantes representados por bonecos (dummies) que possuem sensores em certas partes do corpo com a finalidade de identificar os índices biomecânicos resultantes do impacto. Estes índices biomecânicos identificam o nível de carga sobre estas partes do corpo e podem ser comparados com critérios estabelecidos em norma. Os três tamanhos de ocupante são definidos da seguinte forma: 5%, 50% e 95%. Onde 5% representa a parcela de 5% da população de menor estatura, 50% representa uma estatura equivalente à média da população e 95% a estatura que é maior que 95% da população. Este padrão é definido de acordo com o tamanho da população americana da época em que estes dummies foram desenvolvidos. O trabalho é dividido em três etapas. Na primeira é utilizado o programa de otimização para dimensionar um sistema de retenção que seja ideal para o 'dummy' tamanho 50%. A partir dos parâmetros determinados para o sistema de retenção são avaliados e comparados os índices biomecânicos dos ocupantes de tamanhos 5% e 95%. O objetivo é demonstrar os riscos a que os ocupantes de dimensões fora do tamanho 50% estão sujeitos. Posteriormente são encontrados, também por meio de algoritmo de otimização, os parâmetros do sistema de retenção que são ideais para os ocupantes 5% e 95%. Novamente é feita uma comparação dos resultados. Por fim é feito um procedimento similar considerando a possibilidade de adiantamento no disparo de dois dispositivos do sistema de retenção: air-bag e pré-tensionador. Novamente é utilizado o algoritmo de otimização para encontrar os parâmetros ideais do sistema de retenção para o ocupante de estatura 50%. Neste caso pode-se verificar se ocorre a melhora dos índices biomecânicos para o ocupante de tamanho 50% comparando-se com os resultados obtidos em um sistema de retenção convencional. Porém, neste caso, o aspecto mais importante deste trabalho é verificar se o adiantamento no tempo de disparo possibilita de redução do risco de ferimentos também para os ocupantes com dimensões 5% e 95% mesmo utilizando-se um sistema de retenção dimensionado para o ocupante de tamanho 50%. Palavras-Chave: segurança veicular, impacto veicular frontal, estatura, simulação, otimização / Abstract: This dissertation aims to compare the performance of a conventional occupants protection system in a passenger vehicle with the performance of a pre-crash system, considering occupants of three different sizes. The term pre-crash means that the firing of the airbag and pretensioner may occur before the instant of impact, while in the conventional system the trigger always occurs after impact. With this purpose a simulation model was developed in the software 'MADYMO' combined with the multidisciplinary optimization software 'Mode-Frontier'. The frontal region of the passengers compartment, the seat, the steering column and the restraint system are modelled. The whole model is subject to an acceleration curve that represents a frontal impact against a rigid barrier at 50 km/h. Three standard occupant sizes represented by dummies are used. They have sensors in certain parts of the body with the purpose of identifying the biomechanical results from an impact. The level of biomechanical loads on parts of the body can be compared with the criteria established in the regulations. The three sizes of occupant are defined as follows: 5%, 50% and 95%. Where 5% is the share of 5% of the population with smaller stature, 50% represents a height equivalent to the average of the population and 95% height that is greater than 95% of the population. The default size is set according to the size of the U.S. population at the time that these dummies were developed. The work is divided into three stages. The first uses an optimization program to obtain a restraint system that is ideal for the dummy size 50%. From the parameters determined for the restraint system the biomechanical indices of occupant sizes 5% and 95% are evaluated and compared. The purpose is to demonstrate the risks to which occupants of dimensions out of size 50% are subject. In the second stage the parameters of the restraint system which are ideal for the sizes 5% and 95% are found, also by means of the numerical optimization algorithm. A comparison of the results for the dummy 5% with parameters for 5 and 50% is made. Also a comparison of the results for the dummy 95% with parameters for 95 and 50% is made. Finally, in the third stage, a similar procedure is done considering the advance in the firing time of two devices from the restraint system: air-bag and pretensioner. Again the optimization algorithm is used to find the optimal parameters for the restraint system considering the occupant height 50%. In this case it is checked whether there are improvements of biomechanical indexes for the occupant size 50%, comparing with the results obtained in a conventional restraint system. Here we reach the most important aspect of this work, which is checking if the advance in firing time results in a reduction of the risk of injury also for occupants with dimensions 5% and 95%, even using a retention system sized for the occupant size 50%. Key Words: vehicle safety, vehicle frontal impact, stature, simulation, optimization / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica