New advanced methods in side crash testing

Abstract

This work follows up the previous work regarding the used methodology in the field of passive safety, ie. crash testing. The work is based on experience gained in the Active Lateral Impact Simulator (ALIS) project and describes complete process. As the mechanical and geometrical parts have been already discussed in previous work, the main focus has been shifted to the fine-tuning of the boundary conditions and loading of the system in order to ensure correct biomechanical loads. It has been already decided that only pole strike is of interest and therefore the barrier strike will not be assessed and developed. This work is to give an overview of current methodology and subsequently propose a new advanced approach of combined virtual and physical testing. The main idea is to reduce development time and associated costs by using sled testing which used to be used mainly for physical simulation of frontal crashes. Simulation of side crash in sled environment is not a brand-new topic, but certainly very complex one. This method is not really used on regular basis especially due to predictability issues and low accuracy. This work presents new approach of combination both virtual and physical testing. The whole process starts with full crash simulation, goes through conversion of virtual model to reduced sled model, sled testing and finally is wrapped up with full vehicle crash. The new method uses mathematical-statistical method Design of Experiment, that offers many benefits for the physical test setup and furthermore the general overview of the sensitivity of system behaviour.

Práce se zaměřuje na metodiku používanou na poli pasivní bezpečnosti a crash testování. Je založena na zkušenostech získaných v rámci projektů Active Lateral Impact Simulator (ALIS) popisuje celý proces. Hlavní zaměření je na finální a precizní nastavení počátečních podmínek a také zatížení celého systému tak, aby byla zajištěna dostatečná korelace biomechanických kritérií mezi saňovou zkouškou a zkouškou s celým automobilem. Na základě zkušeností bylo také rozhodnuto, že se bude vyvíjet pouze náraz na kůl. Náraz bariérou je díky nastavení zkoušky méně závažný. Tato práce shrnuje a dává přehled o současném stavu užívaných metodik a následně navrhuje nový přístup v kombinaci virtuálního a fyzického testování. Základní myšlenka je snížit potřebný vývojový čas automobilu a tím snížit i náklady za použití saňových zkoušek, které se primárně používají na testování čelních nárazů. Simulace bočních nárazů v saňovém formátu není novinkou, ale dozajista je velice komplexní. Tato metoda není v praxi používaná zejména kvůli obtížné prediktabilitě a nízké přesnosti. Tato práce představuje nový přístup a vhodně využívá kombinaci virtuálního a fyzického testování. Celý proces začíná virtuální simulací celého vozu, vede skrze redukci modelu celého bočního nárazu na model saňové zkoušky, vlastní fyzickou saňovou zkoušku až na závěr se dostaneme k fyzické zkoušku celého vozidla. Navržená metoda používá matematicko-statistickou metodu Design of Experiment, která poskytuje vhodný aparát a mnoho výhod pro účely fyzického testování a také lepší náhled do celkového chování systému, včetně citlivostní analýzy.