Simulação numérica do comportamento ao impacto de componentes metálicos para aplicações de crashworthiness utilizando iniciadores de deformação configuráveis

Abstract

O campo da segurança ao automóvel é uma área em que todo e qualquer avanço, por mais pequeno que seja, é de extrema importância. No âmbito dos acidentes rodoviários existem vários tipos: frontal, lateral e à retaguarda. Dentro dos acidentes em que ocorre impacto frontal um dos fatores que pode ajudar em parâmetros vitais de crashworthiness que contribuem para a eficiência na absorção da energia de impacto, será sem dúvida o chassi. É aqui que entram os chassis de longarinas, longarinas essas que representam uma barreira à transmissão da energia de impacto ao interior do veículo onde se encontram os passageiros. Interessa portanto otimizar este tipo de estruturas (tubos de parede fina) por forma a melhorar os parâmetros de crashworthiness tais como: pico de carga máxima, carga média, energia absorvida, eficiência da força de impacto e diminuir o máximo possível a intrusão de componentes ou da massa impactante no habitáculo do veículo. Esta otimização é feita recorrendo a iniciadores de deformação, vulgo triggers que caso sejam bem aplicados permitem obter um modo de deformação mais regular ao longo da longarina, diminuindo assim o seu pico de carga máxima, aumentando a carga média, energia absorvida e diminuindo o deslocamento da massa impactante em relação às longarinas. Com a introdução de triggers mecânicos e térmicos na zona onde se inicia a deformação da estrutura tubular de parede fina, assistiu-se a uma mudança no modo de deformação da mesma, bem como uma melhoria praticamente geral relativamente aos parâmetros de crashworthiness estudados.

The field of automotive safety is an area, where any and all breakthrough, ever so slight, is of the most importance. Within road accdents there several types: frontal, side and rear impact. Among the frontal impact accidents one of the factos that may help when it comes to crashworthiness parameters that contribute to the energy absorption efficiency of the impact energy, would be undoubtedly the chassi. This is where the ladder chassi comes to play, these ladders represente a barrier to the transmisson of impact energy to the interior of the vehicle where the passengers are. Therefore it is interesting to optimize these kind of structures (thin wall tubes) in order to improve the crashworthiness parameters such as: peak load, mean load, absorbed energy, CFE and also in order to reduce components intrusion or impacting mass intrusion into the interior of the vehicle. This otimization is done resorting to deformation initiators, aka triggers, that if well applied allow to obtain a more regular deformation mode all the way down the ladder, that way decreasing the peak load, increasing mean load, energy aborption and CFE, and decreasing the displacement of the impact mass in relation to the ladder tube. With the introduction of mechanical and thermal triggers in the area where the deformation of the thin walled tube structure starts a change of the deformation mode, as well as an overall improvement regarding the majority of the crashworthiness parameters studied.