Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouvea_MarcoAurelio_M.pdf: 3731327 bytes, checksum: 1728d314950efa177f222899453e2bdb (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No mercado é possível encontrar grande variação de dispositivos de retenção de crianças, parte destes dispositivos é desenvolvida para acomodar crianças de diferentes grupos de massa definido nos requisitos legais Brasileiros, Europeus e Americanos. Existe sobreposição entre os grupos, permitindo que a mesma criança utilize dispositivos de retenção de diferentes grupos. Este trabalho tem como propósito comparar o comportamento do manequim, que simula ocupante de três anos de idade com 15 kg, em teste dinâmico similar ao da ECE R44 com dispositivo de retenção de criança instalado conforme Grupo I, com cinto de segurança cinco pontos, e quando instalado conforme Grupo II, com cinto de segurança veicular de três pontos. Para suportar as conclusões obtidas foi utilizado dado dos testes de certificação do dispositivo de retenção de criança Grupo I e II. O dispositivo de retenção de criança utilizado neste estudo é certificado conforme INMETRO portaria 38, sendo ancoradas ao equipamento de teste pelo cinto de segurança três pontas conforme indicação do fabricante. Os testes dinâmicos foram executados com trenó que desacelera em função do tempo conforme curva padrão da ECE R44. Esta dissertação conclui que a resposta dinâmica do manequim depende do projeto de instalação do dispositivo de retenção de criança ao veículo e que considerando a menor movimentação da cabeça do manequim e menores lesões da cabeça, aceleração do peito, região pélvica e púbica, o dispositivo de retenção testado instalado conforme Grupo II apresentou melhor desempenho nos testes dinâmicos que o dispositivo instalado conforme Grupo I, portanto o transporte de criança de três anos de 15 kg é mais seguro com o dispositivo de retenção Grupo I / Abstract: Many CRSs models are available in the market; several are developed to accommodaté different mass group children. There is overlap among the mass groups and as consequence the same child can use a different mass group CRS. The purpose of this paper is to compare the dummy kinematic in a dynamic test similar to ECE R 44 with the same CRS design installed according to Group I (five points harness) and installed according to Group II (vehicle's three point safety belt). To support the conclusions the data of CRS Certification test for Group I and II were used. The chosen CRS is certified for Brazilian market according to INMETRO administrative rule 38 and is anchored to the vehicle by its three point safety belt according to the CRS manufacturer's recommendation. The dynamic tests were performed on Sled subjected to the ECE R 44 standard acceleration vs. time curve. The harness loads and vehicle safety belt loads will be gathered and dummy kinematic were recorded with high speed digital cameras. The results are tabulatéd and compared with focus on the relevant performance differences. This study conclude that dynamic dummy response depend on the CRS design used to install the device to the vehicle and considering the lower ATD head excursion, the lower injuries at head, pelvis, pubic and chest acceleration the tested CRS installed according to Group II (five points harness) present better safety performance on dynamic tests than tested CRS installed according to Group I (vehicle's three point safety belt) / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre 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