As defensas rodoviárias têm a finalidade de redirecionar com segurança um veículo fora de controle de uma colisão frontal ou trajetória mais perigosa. Secundariamente, a absorção de energia através da deformação do sistema de contenção ou outro método de dissipação da energia de impacto é ressaltado como um benefício em prol da segurança dos ocupantes. Considerando as premissas anteriores e os índices de severidade ao ocupante ASI, THIV e PHD, os desempenhos de uma defensa metálica e outras defensas de concreto são então classificados. Além disso, investiga-se o mecanismo de falha das conexões parafusadas e a sua influência no resultado do impacto de um automóvel leve contra uma defensa metálica. Importância é dada à modelagem do comportamento do material da defensa metálica sob baixas e altas taxas de deformação. Dessa forma, a necessidade de avaliar as propriedades dinâmicas do material motivou o projeto e construção de uma Barra de Hopkinson para testes de tração e compressão até 5000s-1. Adicionalmente, um modelo analítico simplificado da defensa metálica sob ação de uma força estática foi equacionado para validar um modelo em elementos finitos. Um estudo paramétrico da falha da conexão parafusada foi levantado através de diversas simulações estáticas e também do impacto de um veículo leve em uma defensa metálica de acordo com a norma EN 1317. Os resultados das simulações de impacto utilizando um modelo de veículo leve e diferentes sistemas de contenção foram comparados em função dos índices de severidade ao ocupante, indicando que a defensa metálica é mais segura do que uma defensa de concreto com perfil New Jersey ou vertical. / The main function of a road guardrail is to redirect an out of control vehicle avoiding a frontal collision or a dangerous veering off the road trajectory. Secondarily, the energy absorption measured by barrier deformation or any other energy dissipation method is beneficial to the car occupant safety. Considering the previous tasks and some severity occupant index like ASI, THIV and PHD, the performance of a guardrail and other concrete barriers are classified. Besides, it is investigated the fail mechanism of bolted connections and its influence on the guardrail impact result of an automobile. Special attention was taken into the material behavior modeling under low and high strain rates. Thereby, the need of accessing dynamic material properties motivated the design and manufacture of a Hopkinson Bar set-up for tension and compression tests up to 5000s-1. In addition, a simplified analytical model of a guardrail subjected to a static force was settled in order to validate a guardrail finite element model. A parametric study of the bolted connection failure was performed through several impact simulations of a light car model and a guardrail according to EN 1317 standard. The impact simulation results using a light vehicle car model and different barriers types were compared through the occupant severity index showing that the guardrail is a safer system than concrete barrier with New Jersey or vertical profile.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-01082013-162732 |
| Date | 01 February 2013 |
| Creators | Renato Ramirez Viana Neves |
| Contributors | Marcílio Alves, José Tadeu Balbo, Heraldo Silva da Costa Mattos |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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