MÁSTER DE AUTOMOCIÓN CURSO ENSAYOS IMPACTO

Transcripción

1 MÁSTER DE AUTOMOCIÓN CURSO ENSAYOS IMPACTO

2 SEGURIDAD PASIVA Todos aquellos elementos encaminados a reducir las lesiones de los ocupantes DURANTE el choque ENSAYO de la SEGURIDAD PASIVA Evaluación del grado de protección que ofrecen los sistemas de retención del ocupante para los casos más representativos de : Flota de vehículos Accidentología.

3 Evaluación de la protección frente a choque: Valores biomecánicos ocupantes (dummies): Cabeza: HIC Cuello: Fx,Fy,Fz Mx,My,Mz, Nij Pecho: Intrusiones costilla, Dx Fémures : Esfuerzos Fz Rodilla: Knee slider Dz Tibias: IT ( Fx,Fz, Mx, My) Riesgos Integridad del habitáculo. Intrusiones : Volante, zona pies, puerta Bordes cortantes o punzantes Rescate ocupantes: Apertura puertas, atrapamiento, extracción. Fugas de combustible

4 Evaluación de la protección frente a choque: Riesgos adicionales para vehículos eléctricos (I)

5 Evaluación de la protección frente a choque: Riesgos adicionales para vehículos eléctricos (II)

6 Clasificación del daño ocupantes HUMANOS Clasificación AIS AIS (Abbreviated Injury Scale) AIS 0=indemne AIS 1=daño reducido AIS 2=moderado AIS 3=serio AIS 4=severo AIS 5=crítico AIS 6= muerte Mayor severidad!! Ejemplo: para la cabeza, una inconsciencia de 1 a 6 horas sin fractura abierta equivale al daño denominado como AIS3.

7 Clasificación del daño ocupantes DUMMIES Criterios Biomecánicos

8 Relación Criterios de daño - Clasificación AIS Los límites propuestos en Normativas, Directivas y Reglamentos conectan con esta clasificación del daño real a un ocupante. Ejemplos: Cabeza: Criterios del HIC y el valor de la aceleración 3ms: HIC % riesgo de sufrir daño AIS3 HIC 650 5% riesgo de sufrir daño AIS3 88g 20% riesgo de sufrir daño AIS3 72g 5% riesgo de sufrir daño AIS3

9 Choque Frontal

10 Choque Frontal

11 Reproducción de Accidentes en Laboratorio 1. Representativos(*) de Accidentes Reales. 2. Resultados medibles y cuantificables 3. Repetitivos: 2 Ensayos mismo laboratorios => Mismo resultado. 4. Reproductibilidad: 2 Ensayos distinto laboratorio => Mismo resultado (*) Accidentología

12 Requerimientos de Ensayos de Choque Reglamentación => Cumplimiento de ley Europa: ECE-R, -EC USA: FMVSS Australia: ADR Japon: TRIAS. HOMOLOGACION DEL VEHICULO Ratings consumidores EuroNCAP US-NCAP IIHS China-NCAP MARKETING/MERCADO Especificaciones propias de fabricante Desarrollo Otras configuraciones RESPONSABILIDAD FABRICANTE

14 CERTIFICACION EN LA UE SEGURIDAD PRODUCTOS: Directivas de marcado CE (Nuevo enfoque) Requisitos esenciales: Normas armonizadas. Marcado CE SEGURIDAD VEHICULOS Caso especial debido a su gran impacto. Procedimientos específicos: Componentes y sistemas : ECE ( Naciones Unidas) Vehículos : Homologación de Tipo Europea

15 HOMOLOGACIÓN DE VEHICULOS: Garantizar que los vehículos nuevos, los componentes o unidades técnicas independientes que se comercialicen proporcionan: Alto nivel de seguridad al usuario Protección a medioambiente

16 HOMOLOGACIÓN DE VEHICULOS: ECE Whole Vehicle Type Approval Framework Directive 2007/46/EC of the European Parliament specifies the directives that are requirements for the approval of whole vehicles, in addition to vehicle systems and separate components. One of the main objectives of the European Commission regarding the automotive sector is to promote globalization of the technical regulatory framework through UNECE. The EU is a Contracting Party to two agreements of the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE): 1958 Agreement on Uniform Technical Prescriptions for Vehicles. Global Agreement of The Framework Directive 2007/46/EC also lists UNECE Regulations that are considered equivalent to certain Directives. Regulation (EC) No 661/2009 of 13 July 2009, in order to simplify type-approval legislation in line with the recommendations contained in the final report of the CARS 21 High Level Group, repeals several Directives without reducing the level of protection of road users. The requirements specified in those Directives should be carried over to this Regulation and replaced with references to the corresponding UNECE Regulations. Between others, the following Directives that establish crash safety requirements should therefore be repealed with effect from 1 November 2014

17 Carácter Obligatorio.: UE LEGISLACIÓN (I). Transposición a la legislación nacional Directivas y Reglamentos correspondientes referentes a seguridad de vehículo completo

18 LEGISLACIÓN (II). Directivas y Reglamentos correspondientes a seguridad de componentes de vehículo

19 Peatones LEGISLACIÓN (III). With regard to the protection of pedestrians and other vulnerable road users, requirements are establish in Regulation (EC) No 78/2009, which amends Directive 2007/46/EC and repeals Directives 2003/102/EC and 2005/66/EC. Commission Regulation (EC) No 631/2009 of 22 July 2009 lays down detailed rules for the implementation of Annex I to Regulation (EC) No 78/2009, and Commission Regulation (EU) No 459/2011 of 12 May 2011 amends the Annex to Regulation (EC) No 631/2009. At the moment, there is no UNECE Regulation with regard to the protection of pedestrians, but there is a proposal for a Regulation of 30 July 2010: ECE/TRANS/WP.29/2010/127. Proposal for a Regulation on Pedestrian Safety, Submitted by the Working Party on Passive Safety.

20 LEGISLACIÓN (III): NORMAS. Norma: Especificación técnica aprobada por una institución reconocida con actividades de normalización, para su aplicación repetida y continua y cuya observancia no es obligatoria. Pasa a ser de obligado cumplimiento si se cita su referencia en una reglamentación aprobada por disposición legal. UNE (Una Norma Española): aprobadas por AENOR (Asociación Española de Normalización y Certificación). ISO (International Standard Organitation): aprobadas por la ISO.

21 Reglamentación

22 Reglamentación Choque EUROPE ECE R94 Frontal Collision: 40% Offset ECE R95 Lateral Collision Economic Commission for Europe (ECE) European pedestrian's protection USA FMVSS 201 Head Impact Federal Motor Vehicle Safety Standards and FMVSS 208 Frontal Collision Regulations FMVSS 213 Child Seats FMVSS 214 Lateral Collision FMVSS 301 Fuel System Integrity CANADA CMVSS 201 Head Impact Canada Motor Vehicle Safety Standards and CMVSS 208 Frontal Collision Regulations CMVSS 214 Lateral Collision CMVSS 301 Fuel System Integrity JAPAN TRIAS 47-1 Frontal Collision Traffic Safety and Nuisance Research Institutes TRIAS 47-2 Lateral Collision Automobil Type ApprovalTest Standard TRIAS 33 Fuel System Integrity Japanese pedestrian's protection AUSTRALIA ADR 69/00 And 73/00 Frontal Collision Australian Design Rule ADR 72/00 Lateral Collision CHINA GB Under Development USA: Selfcertification! DIRECTIVA 2007/46/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO por la que se crea un marco para la homologación de los vehículos de motor y de los remolques, sistemas, componentes y unidades técnicas independientes destinados a dichos vehículos

23 Homologación vehículo ENSAYOS ECE ECE R94 96/79/CE ECE R95 96/27/CE 2003/102/CE H-III 50 th Male D&P ES2 D Pedestrian ENSAYOS CHOQUE LATERAL, TRASERO y ROLLOVER ES2-RE Front ES2-RE Front SID II's Front SID II's Back 56 Km/h 50 Km/h Deformable 40% Deformable Unbelted 54 Km/h 32Km/h 32Km/h 80 Km/h < 50Km/h Deformable Crabbed Poste 75 Poste 75 Deformable Rollover ENSAYOS CHOQUE FRONTAL H-III 50 th Male Driver & Passenger H-III 5 th Female Driver & Passenger Unbelted Unbelted Unbelted Belted Unbelted Belted Belted 40Km/h 40Km/h 40Km/h 56 Km/h 40Km/h 56Km/h 40Km/h Rigid 100% Rigid Rigid Rigid Rigid Rigid Deformable 40%

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26 Requisitos Asociaciones consumidores

29 Choque Lateral 54 Km/h SID II s

30 Choque Lateral 54 Km/h SID II s

31 Nº choques estimado para el desarrollo de un vehiculo? EU + Consumidores Test type PR PS SO Nº Ensayos Front Crash Side Crash Sensor Tests Rear Crash TOTAL Choques Desarrollo UE + Consumidores: 68 EU +USA + RoW+ Consumidores Test type PR PS SO Nº Ensayos Front Crash Side Crash Sensor Tests Rear Crash TOTAL Choques UE+USA+ Consumidores: 153

33 Desarrollo Algoritmos Must Fire No fire Airbag Misuse

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35 TIPOS, INSTALACIONES Y EQUIPAMIENTO DE ENSAYOS

36 Ensayos de choque a escala real. Choque Reproducción choque Ensayos Out of Position Componentes: Peatones e interiores Infraestructura vial

38 Catapulta Directa Especificaciones: o Rango Velocidades: km/h o Precisión: ± 0.2 km/h o Máxima masa ensayo: 3,500 kg o Foso filmación : 2 x 13 m o Longitud Pista: 80 m o Control temperatura: 19º - 22º C o Iluminación HMI o 4 Boxes de preparación Sled Test equipment: o Sled dimensions 2,800 x 1,800 mm o Barrera moviles: 200Kg 1,800 Kg

39 Fases ensayo de choque

40 MOVING BARRIERS Side impact moving barriers: From 200 kg to 1800 kg Regulatory and development crash tests FMVSS 301 (OLD) FMVSS 214 IIHS ECE R95 AE MBDSled DEVELOPMENT: BUMPER, B- PILLAR, DOOR, SILL, ETC

41 INDEPENDENT BOXES FOR VEHICLE PREPARATION AND MEASUREMENT Strict confidentiality 90 and 75 m 2 boxes Car lifts (1 and 2 arms) Tools for vehicle transport 3D arms for high precision measurements Weighing platforms 6600 and kg PAINT OVEN BOOTH Sled

42 Workshop on site Possibility to manufacture or prototype necessary parts or tooling for testing. BIW reinforcement Prototype manufacturing Tooling and test benches development & manufacturing Manufacturing: EDM Electrical discharge machining CNC milling Grinding Welding Lathes

43 DUMMIES 49CFR PART 572 MAINTENANCE AND DUMMIY CERTIFICATION SERVICES ATD s test benches: Head drop test Neck pendulum Knee pendulum Foot pendulum Chest pendulum Rib drop test Hip flexion test Thorax flexion test Sled

44 HIGH SPEED CAMERAS SAE J211 Part 2 MEASUREMENT Digital tape measures Laser distance measures 3D arms for high precision measurements INSTRUMENTATION SAE J211 Part 1 ISO 6487 NA33 cases Uniaxial accelerometers triaxial accelerometers displacement transducers belt force transducers belt displacement transducers string potentiometers force transducers sensor development & strain-gages MAINTENANCE AND SENSOR CALIBRATION SERVICES

45 Maniquíes antropomórficos: Dummies Diagram adapted from: SafetyWissen by CARHS

46 Instrumentación y equipamientos

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48 Dummies: 114 Canales Vehículo: 174 Canales TOTAL : 288

49 Análisis de resultados KNEE DISPLACEMENT [mm] 200 LEFT TIBIA AXIAL FORCES [kn] HEAD RESULTANT [g] HEAD0000H3ACRA HEAD0000H3ACX HEAD0000H3ACY HEAD0000H3ACZ Max:67.5 g 200 A3m: 65.8 g 0 HIC36: HIC15: UPPER NECK FORCES [kn] NECKUP00H3FOX0 11NECKUP00H3FOY0 11NECKUP00H3FOZ KN 1.11 kn kn 0.30 kn kn 1.22 kn KNSLLE00H3DSX0 11KNSLRI00H3DSX0-0.4 mm -0.6 mm TIBILELOH3FOZ0 11TIBILEUPH3FOZ kn 0.09 kn kn 0.08 kn UPPER NECK MOMENTS [Nm] 11TMONUP00H3MOXX 11TMONUP00H3MOYX 11NECKUP00H3MOZ CHEST ACCELERATIONS [g] 11CHST0000H3ACRC 11CHST0000H3ACX0 11CHST0000H3ACY0 RIGHT TIBIA AXIAL FORCES [kn] 11TIBIRILOH3FOZ0 11TIBIRIUPH3FOZ TIBIA INDEX 11TIINLU00H3000B 11TIINLL00H3000B 11TIINRU00H3000B 11TIINRL00H3000B Nm 10.1 Nm Nm 78.1 Nm -6.0Nm 10.6Nm CHST0000H3ACZ0 Max:58.5 g A3mC: 57.2 g kn 0.37 kn kn 0.39 kn CHEST DISPLACEMENT [mm] 11TCCR0000H3DSXX 46.1 mm VISCOUS CRITERION [m/seg] 11VCCR0000H3VEXX 11CHST0000H3VE XC m/s -2.3m/s 1.3m/s BELT DISPLACEMENT [mm] 11SEBE000000DS mm mm BELT FORCES [kn] 11SEBE0000B3FO00 11SEBE0000B4FO00 11SEBE0000B6FO kn 5.30 kn 5.71 kn PELVIS ACCELERATION [g] 1500 FEMUR AXIAL FORCES [kn] 4 AIRBAG P [bar] 0.07 STEERING COLUM DISP [mm] 11STCO000000DS00 11PELV0000H3ACRA 11PELV0000H3ACX0 11PELV0000H3ACY FEMRLE00H3FOZ0 11FEMRRI00H3FOZ STWL0100AFPR mm 68.6 mm PELV0000H3ACZ0 Max:77.6 g A3mC: 65.6 g kn 0.98 kn kn 1.38 kn Bar Bar

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51 Horizontal Crash Simulator con control dinámico de freno. Reprodución de choque frontal, lateral y trasero. Especificaciones: o Aceleración: 75 g (1,000 Kg payload) o Deceleración: -45 g (500 Kg payload) o Jerk: 8 g/ms // 30 g/ms o Stroke: 1,650 mm o Velocidad: Hasta 81 Km/h o Frecuencia reproducida: 150 Hz o Repetibilidad: Mejor que 1g. o Sled ( 2 piezas): 4,300 1,200 mm o Control Tª 18 ºC ºC o Iluminación HMI low temperature o Salas de preparación.

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53 Reproducción Impacto Trasero 16 Km/h 16 Km/h 24 Km/h FMVSS 202 : H-III 50th EuroNCAP: BioRID

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56 Ensayos de OOP ( Out of position) Estático conductor con dummy H-III 5% según FMVSS 208 (Low Risk Deployment). Posición 1. Mentón sobre el módulo (Chin on module). Maniquí: H-IIII - 5% Small Female Standards: FMVSS 208 S25.3 Esquema / Foto: Notas sobre posicionamiento: - Consultar detalles del posicionamiento en FMVSS 208 S26.2 FMVSS208: ISO/TR 10982:1998 ISO/TR 14645:1998 Criterios biomecánicos por normativa: - HIC15 < Nij < 1.0 con: - Fzc Tension (+)= 3880 N - Fzc Compression (-)= 3880 N - Myc flexión (+)= 155 Nm - Myc extensión (-)= 61 Nm - Tensión máxima en upper neck: 2073 N - Compresión máxima en upper neck: 2520 N - Ac. Tórax 3 ms < 60 g - Deflexión de tórax < 52 mm - Fz en fémures < 6805 N en cada fémur Criterios biomecánicos por fabricantes: Pulso: Ensayo estático Instrumentación requerida por normativa: - Acelerómetro de cabeza - Célula de carga Upper Neck - Acelerómetro de tórax. - Deflexión de tórax - Células de carga en fémures Instrumentación requerida por fabricantes: Notas: - El disparo de las etapas se hará con todos los tiempos empleados en los ensayos de barrera rígida hasta velocidades de 16 mph (25.75 Kmh). - Interés centrado en pecho, aunque también se generan cargas elevadas en cuello y cabeza. - De acuerdo con FMVSS 208 ( ) S4.11, para el cálculo de criterios biomecánicos se tendrán en cuenta los datos hasta 125 milisegundos después de activada la última etapa del generador. En versiones anteriores se tenían en cuenta los primeros 300 milisegundos. Referencias bibliográficas: Error! No se encuentra el origen de la referencia., Error! No se encuentra el origen de la referencia.

57 Requerimientos OOP FMVSS208

58 Estrategias cumplimiento requerimientos OOP FMVSS208

59 Ensayos de OOP ( Out of position)

61 Ensayos para protección de peatones

62 Protección de peatones

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64 Impacto de cabeza FMVSS 201 ECE R21 ( Absorción de energía) Posicionamiento automático 3D Energía: 270 J Velocidad 11.3 a 40.2 Km/h Repetibilidad: +/ km/h

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66 Lanzadores lineales Desarrollo airbags ECE 12 CIDAUT Horizontal Doble Impactor Especificaciones: o 2 cilindros hidráulicos independientes de gran precisión. o Energía: 4 Kg m/s o Impactos guiados y vuelo libre. o Alta sincronización: menor que 0.5 ms. o Precisión velocidad: menor que 0.1 m/s. o Z-Axis regulation: 600 a 2250 mm o Y-Axis regulation: ±1000mm o Y-Axis angle regulation: 25º

68 Terminal Pretil Mediana Atenuador Barrera Motociclista Sistemas de contención de las carreteras

69 ENSAYOS: UNE-EN 1317 y UNE Acreditación por ENAC conforme a los criterios recogidos en la norma UNE-EN ISO/IEC 17025:2000, para la realización de ensayos según EN1317 y UNE m con diferentes puntos de ensayo 24 Ha.de parcela para ensayos UNE- EN1317, UNE NCHRP Report 350, UNE-EN12767

70 UNE-EN 1317: TB11 900Kg 100 Km/h 20º Infraestructura Vial

71 UNE-EN 1317 : TB Kg 70 Km/h 20º Infraestructura Vial

72 ISO :1996 : 413 Moto: 48 Km/h Coche: 24 Km/h 90º UNE Km/h 30º

73 GRACIAS POR VUESTRA ATENCION