Materiálová a konstrukční analýza silničních záchytných bodů

Abstract

Hlavním cílem disertační práce bylo stanovení metody pro vývoj a validaci postupů pro počítačové modelování dějů zjištěných při reálných nárazových zkouškách záchytných systému a to s možností využití výsledků zkoušek provedených v minulosti. V současnosti je používán velice rozličný sortiment svodidel, a to jak z hlediska použitých materiálů, konstrukčního provedení, druhuju použití a tříd zádržné schopnosti. Tato disertační práce se věnuje záchytným systémům pro vozidla na pozemních komunikacích svodnicového typu z oceli pro třídy zadržení T1 – H4b. Při disertační práci bylo analyzováno cca 100 reálně provedených nárazových zkoušek realizovaných v České republice v období let 2002 – 2019, ke kterým je k dispozici veškerá předepsaná technická dokumentace výrobce, způsob instalace zkušebního vzorku a úplné záznamy z měření fyzikálních hodnot účinků nárazu a předepsané záznamy z rychloběžných kamer. V rámci disertační práce byla provedena analýza údajů z provedených reálných zkoušek a rozbor možností, jakým způsobem ze zjištěných údajů vytěžit další technické informace pro nadstavbové činnosti se zaměřením na počítačové 3D modely. Byly popsány děje, ke kterým dochází v krátkém časovém úseku při nárazu vozidla a při přetváření záchytného systému vlivem absorpce kinetické energie vozidla při nárazu v čase. Následně bylo definováno namáhání kritických částí a dílů konstrukce ocelového záchytného systému. Vyvinutá metoda vychází z obrazové analýzy videozáznamu z rychloběžných kamer. K hodnotám zjištěných obrazovou analýzou byly následně přirazeny další technické hodnoty, které byly použity jako vstupy do programů na 3D modelace. Závěrem byly stanoveny přípustné tolerance odchylek hodnot vytvořeného 3D počítačového modelu od reálného 3D modelu. Na základě výsledků disertační práce byly navrženy a formulovány metodiky pro zkoušení a ověření modifikace silničních záchytných systémů a validaci počítačových modelů silničních záchytných systémů a jejich modifikace.

The main aim of the dissertation thesis was to establish a method for the development and validation of procedures for computer modelling of effects detected during real crash tests of road restraint systems with the possibility of using the results of tests performed in the past. At present, a very diverse range of crash barriers is used, namely in terms of materials used, construction, type of use, and retention classes respectively. This dissertation thesis focuses on road restraint systems made of steel with beam(s) classes T1 - H4b. Within the dissertation thesis, approximately 100 real crash tests carried out in the Czech Republic in the period 2002 - 2019 were analysed, which have all the prescribed technical documentation of the manufacturer, the method of installation of the test sample and complete records of physical measurements and high-speed cameras records. In the framework of the dissertation, the data from the real tests was analysed together with the possibilities how to extract new technical information for the extension activities with a focus on computer 3D models. Processes that occur over a short period of time during a vehicle impact and during the deformation of the restraint system due to absorption of the kinetic energy of the vehicle in a crash over time have been closely described. After that the stresses of the critical parts and components of the steel restrain systems structure were defined. The developed method is based on the analysis of high speed cameras records. Additional technical parameters were then added to the values determined by image analysis, which were used as inputs for 3D modelling programs. Finally, the tolerances of deviations of the values obtained by the created 3D computer model from the real 3D model were assessed. Based on the results of the dissertation thesis, methodologies for testing and verification of modifications of road restraint systems and validation of computer models of road restraint systems and their alterations were designed and formulated