Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-27T18:51:27Z
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Previous issue date: 2018-04-09 / Este trabalho apresenta um estudo e simulação de testes de colisão para avaliar a resposta do condutor em colisão frontal em cinco condições distintas em termos de posição das mãos quando se está dirigindo, focado na resposta da cabeça e do pescoço. A colisão frontal é o tipo de acidente mais comum, e de maior importância com respeito a mortes e lesões provocados nos ocupantes. Os fatores de riscos mais importantes estão associados, de acordo com todas as investigações, ao fator humano, em segundo lugar as condições da estrada seguido do estado do veículo. Considerando estas afirmações a conduta do condutor é o maior potencial de perigo nas estradas, ainda mais quando esta distraído respondendo mensagens no celular, comendo, bebendo o fumando ou até procurando objetos no compartimento do veículo, deixando o controle do veículo para apenas uma de suas mãos. Assim, as simulações computacionais tem aumentado a sua importância com o objetivo de reduzir a incidência de lesões graves e mortes. Na primeira parte do trabalho presentado, se fez um estudo a profundidade da base de dados de testes de colisão da NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). Neste estudo se pesquisou resultados de testes de colisão frontal de 45 veículos a uma velocidade de colisão de 56 km/h, com o objetivo de compreender as tendências gerais observadas para este tipo de teste respeito as respostas do condutor ao impacto. Foi criado um conjunto de curvas das respostas dos testes de aceleração da cabeça, força em X, força em Z e torque em Y para o pescoço, juntamente com o valor da média e determinando um desvio padrão de 1 acima e abaixo da média. Os resultados dão uma ideia da dispersão e comportamento presente nas respostas da aceleração e forças em uma colisão frontal. Após da pesquisa da base de dados da NHTSA, foram desenvolvidos dois modelos do teste de impacto frontal da NHTSA no software MADYMO. Estes modelos sedan comparáveis em suas massas, mais diferem em sua parte interior na posição inicial do condutor, incluem um modelo Venza (modelo 1) e um modelo Accord (modelo 2), com os modelos de condutor representado por um dummy Hybrid III 50 th. A validação destes modelos foi verificada primeiramente comparando os resultados simulados da aceleração resultante da cabeça, força em X, força em Z e torque em Y com os intervalos desenvolvidos dos testes de colisão frontal. Como segunda validação os modelos foram submetidos a uma série de simulações para ter certeza que as funções do veículo funcionam como seus equivalentes, testes reais de colisão frontal da NHTSA. Para os dois modelos são analisados os critérios de lesão para a cabeça e para o pescoço, além de apresentar um estudo cinemático do impacto para os quatro casos de condução com uma das mãos para o modelo 1. Com o objetivo de estabelecer um nível crítico de dano, foram comparados os valores obtidos com dados fornecidos por estudos de golpes na cabeça por parte de boxeadores profissionais. Deduziu-se desta comparação que as lesões sofridas na colisão frontal do veículo num condutor que dirige somente com uma das mãos supera amplamente os níveis de lesões alcançados no estudo de impacto por boxeadores em todas suas variáveis. Os resultados demostraram também que o critério de dano HIC, de forma isolada, não fornece informação relevante sobre o dano real que pode-se apresentar durante uma colisão. Em geral, os dois modelos escolhidos tem comportamentos similares no que se refere à gravidade dos critérios de lesão estudados. Desta forma, independentemente do modelo do veículo, que conta com os sistemas de segurança, é a posição das mãos do condutor no momento de dirigir o que representa o maior fator de risco de morte numa colisão frontal. / This work presents a study and simulation of collision tests to evaluate the driver's response in frontal collision in five different conditions in terms of the position of the hands when driving, focused on the response of the head and neck. The frontal collision is the most common type of accident, and of major importance with respect to deaths and injuries caused to the occupants. The most important risk factors are associated, according to all investigations, with the human factor, secondly the conditions of the road followed by the condition of the vehicle. Considering these statements the driver's behavior is the greatest potential danger on the road, especially when he is distracted by answering messages on his cell phone, eating, drinking, smoking or even looking for objects in the vehicle compartment, leaving control of the vehicle to only one of his hands. Thus, computational simulations have increased their importance in order to reduce the incidence of serious injuries and deaths. The first part of the work presented, a study was made of the depth of the NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) crash test database. This study investigated the results of frontal collision tests of 45 vehicles at a collision speed of 56 km/h, in order to understand the general trends observed for this type of test regarding driver responses to impact. A set of response curves for the head acceleration, X force, Z force, and Y neck torts were created along with the mean value and determining a standard deviation of ±1 above and below average. The results give an idea of the dispersion and behavior present in the responses of the acceleration and forces in a frontal collision. After researching the NHTSA database, two models of the NHTSA frontal impact test were developed in MADYMO software. These comparable Sedan models in their masses, most differ in their inner part in the initial position of the driver, these include a Venza model and an Accord model, with the driver models represented by a dummy hybrid III 50th. The validation of these models was first verified by comparing the simulated results of the resulting head acceleration, X force, Z force and Y torque with the developed intervals of the frontal collision tests. As a second validation, the models were subjected to a series of simulations to make sure that the vehicle functions as their equivalent, NHTSA's actual frontal collision tests. For both models, the head and neck injury criteria were analyzed, as well as a kinematic impact study for the four cases of one-handed driving for model 1. In order to establish a critical level of harm, we compared the values obtained with data provided by studies of blows to the head by professional boxers. It was deduced from this comparison that the injuries suffered in the frontal collision of the vehicle in a driver who drives with only one hand greatly surpasses the levels of injuries reached in the impact study by boxers in all their variables. The results also showed that the HIC damage criterion, in isolation, does not provide relevant information about the actual damage that can occur during a collision. In general, the two models chosen have similar behaviors regarding the severity of the lesion criteria studied. Thus, regardless of the vehicle model, which relies on safety systems, it is the position of the driver's hands at the time of driving which represents the greatest risk factor for death in a frontal collision.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/31582 |
| Date | 27 November 2017 |
| Creators | Pérez Luján, Karen Viviana |
| Contributors | Silva, Cosme Roberto Moreira da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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