ANALÝZA TUHOSTI PŘEDNÍ ČÁSTI VOZIDEL
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Ústav soudního inženýrství
Abstract
Práce se zabývá analýzou tuhosti přední části moderních vozidel se zaměřením pro využití v oboru Soudního inženýrství při analýze dopravních nehod. Při analýze dopravní nehody se mimo jiné řeší vlastní střet vozidel, jehož nedílnou součástí je určení energetické ztráty vozidla při nárazu, respektive deformační energie vyjádřené ve formě EES (Energy Equivalent Speed). V případě známé tuhosti dané části vozidla je možné na základě hloubky deformace exaktně vypočíst deformační energii, resp. EES odpovídající danému poškození vozidla. V oboru Soudního inženýrství však hodnoty tuhostí jednotlivých částí vozidla nejsou známé, a proto jsou pro výpočet EES využívány alternativní metody, jejichž přehled je uveden v rešeršní části této dizertační práce. Současné metody stanovení EES však disponují jistými omezeními v použitelnosti, a proto byl v rámci řešení dizertační práce navržen výpočet EES pro přední část vozidla zpracovaný na základě dat z reálných nárazových zkoušek s využitím reálné tuhostní charakteristiky přední části vozidla. Přední část vozidla je rozdělena do jednotlivých oblastí, kde každou z těchto oblastí charakterizuje příslušná tuhostní charakteristika. Navržený výpočet EES lze tedy s výhodou použít i pro střety s částečným překrytím se zohledněním reálné tuhosti poškozené části vozidla, což dosavadní metody neumožňovaly. V rámci řešení dizertační práce byl dále zpracován výpočetní program deformační energie a EES pracující s jednotlivými tuhostními charakteristikami v daných oblastech, jehož vstupními parametry jsou uživatelem zadaná hloubka trvalé deformace přední části vozidla v jednotlivých oblastech, hmotnost vozidla, směr nárázové síly a koeficient tření na kontaktní ploše. Vzhledem k tomu, že tuhost vozidla je také jedním z kontrolních parametrů při řešení střetu v simulačním programu PC-Crash využívaném v soudně inženýrské praxi pro analýzu nehodového dějě, byl dále zpracován doplněk výpočetního programu, který na základě výše uvedených vstupních hodnot dále vypočte údaje pro řešení střetu v simulačním programu, konkrétně tuhost, koeficient restituce a deformaci vozidla uváděnou ve výstupním protokolu simulačního programu. Na základě těchto údajů má tedy znalec možnost vyřešit střet vozidel v simulačním programu takovým způsobem, aby co možná nejpřesněji odpovídal reálnému střetu vozidel.
The thesis deals with the front part stiffness of modern vehicles, especially for the use in the field of forensic engineering in the traffic accident analysis. During the traffic accident analysis, an inquiry into the collision between vehicles is carried out which is an integral part of determining the energy loss of the vehicle at the impact, or more precisely the deformation energy expressed in the form of Energy Equivalent Speed (EES). In case of known stiffness of given part of the vehicle and based on the depth of deformation, it is possible to calculate the deformation energy, or more precisely EES corresponding with given damage of the vehicle. In the field of forensic engineering, the values of stiffness of individual vehicle components are not known and therefore, alternative methods are used to calculate the EES, they are outlined in the research part of this dissertation. However, the current methods of EES determination have some limitations when it comes to usability, and therefore, new EES calculation for the front part of the vehicle was designed in the research. It was based on the real crash test results using real stiffness characteristics of the front part of a vehicle. The front part of the vehicle is divided into individual areas and each of these parts is characterised by its own stiffness coefficient. The designed EES calculation can thus be also used for collisions with partial overlapping, taking into account the real stiffness of the damaged part of the vehicle, which was not possible with existing methods. In the research part of this dissertation, a computer programme to calculate deformation energy and EES was processed. It works with individual stiffness characteristics in given areas where the input data are entered by the user and include the depth of permanent front part deformation in individual areas, vehicle weight, the direction of an impact force and the friction coefficient on the contact surface. Considering the fact that the vehicle stiffness is also one of the control parameters at solving collisions in the PC-Crash simulation programme, which is used in forensic engineering practice for the analysis of a collision process, a supplementary computer programme was designed. Based on the above-mentioned input data, the supplementary programme can further calculate data for collision solving in the simulation programme, namely stiffness, restitution coefficient and the vehicle damage stated in the output report of the simulation programme. Based on these data, the expert thus has the opportunity to solve the collision of two vehicles in the simulation programme with as much preciseness as if it was a real collision.
The thesis deals with the front part stiffness of modern vehicles, especially for the use in the field of forensic engineering in the traffic accident analysis. During the traffic accident analysis, an inquiry into the collision between vehicles is carried out which is an integral part of determining the energy loss of the vehicle at the impact, or more precisely the deformation energy expressed in the form of Energy Equivalent Speed (EES). In case of known stiffness of given part of the vehicle and based on the depth of deformation, it is possible to calculate the deformation energy, or more precisely EES corresponding with given damage of the vehicle. In the field of forensic engineering, the values of stiffness of individual vehicle components are not known and therefore, alternative methods are used to calculate the EES, they are outlined in the research part of this dissertation. However, the current methods of EES determination have some limitations when it comes to usability, and therefore, new EES calculation for the front part of the vehicle was designed in the research. It was based on the real crash test results using real stiffness characteristics of the front part of a vehicle. The front part of the vehicle is divided into individual areas and each of these parts is characterised by its own stiffness coefficient. The designed EES calculation can thus be also used for collisions with partial overlapping, taking into account the real stiffness of the damaged part of the vehicle, which was not possible with existing methods. In the research part of this dissertation, a computer programme to calculate deformation energy and EES was processed. It works with individual stiffness characteristics in given areas where the input data are entered by the user and include the depth of permanent front part deformation in individual areas, vehicle weight, the direction of an impact force and the friction coefficient on the contact surface. Considering the fact that the vehicle stiffness is also one of the control parameters at solving collisions in the PC-Crash simulation programme, which is used in forensic engineering practice for the analysis of a collision process, a supplementary computer programme was designed. Based on the above-mentioned input data, the supplementary programme can further calculate data for collision solving in the simulation programme, namely stiffness, restitution coefficient and the vehicle damage stated in the output report of the simulation programme. Based on these data, the expert thus has the opportunity to solve the collision of two vehicles in the simulation programme with as much preciseness as if it was a real collision.
Description
Citation
COUFAL, T. ANALÝZA TUHOSTI PŘEDNÍ ČÁSTI VOZIDEL [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Ústav soudního inženýrství. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Soudní inženýrství
Comittee
prof. Ing. Albert Bradáč, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Robert Kledus, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Milan Forejt, CSc. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Kolíbal, CSc. (člen)
prof. Ing. František Janíček, Ph.D. (člen)
Ing. Albert Bradáč, Ph.D. (člen)
JUDr. Miroslav Kledus (člen)
Ing. Josef Libertín, CSc. (člen)
Ing. František Kropáč, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2015-06-02
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení