CZ303620B6 - Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti - Google Patents
Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303620B6 CZ303620B6 CZ20100966A CZ2010966A CZ303620B6 CZ 303620 B6 CZ303620 B6 CZ 303620B6 CZ 20100966 A CZ20100966 A CZ 20100966A CZ 2010966 A CZ2010966 A CZ 2010966A CZ 303620 B6 CZ303620 B6 CZ 303620B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- segment
- skeleton
- contact force
- pedestrian
- femoral
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet (1) pro testy pasivní bezpecnosti, zejména detského chodce pri srázce s vozidlem, je tvoren stehenním skeletem (1) nebo-li mechanickým ekvivalentem stehenní kosti osazeným dvema tenzometrickými polomosty (2). Jeden tenzometrický polomost (2) je na strane privrácené k nárazu a druhý na odvrácené od nárazu. Skelet (1) je opatren materiálem ve tvaru stehna s vlastnostmi odpovídající svalové tkáni detského chodce.
Description
Vynález se týká segmentu pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet neboli mechanický ekvivalent stehenní kosti, pro testy pasivní bezpečnosti, zejména dětského chodce při srážce s vozidlem. Jedná se o Část antropometrického zkušebního zařízení, která je uzpůsobena pro io detekci kontaktní síly způsobené dynamickým rázem.
Dosavadní stav techniky
Bezpečnost chodců je v současné době jedním z významných kritérií pro hodnocení bezpečnosti vozidel. Homologační předpisy jsou založeny na testování přídí těchto vozidel nárazovými maketami, které reprezentují části těla dospělého chodce, riziko pro dětského chodce je vyjádřeno testem nárazové makety dětské hlavy. Dětská figurína s uspokojivým stupněm biomechanické věrnosti, která by byla schválena přímo pro testy kolize s vozidlem v pozici chodce, v současné době neexistuje.
Analýzou spektra poranění dětských chodců, kteří byli po své účasti na dopravních nehodách hospitalizování na Anesteziologického resuscitační klinice ve Fakultní nemocnici Motol v Praze 5 v letech 1996 až 2007 byla zjištěna četnost a závažnost poranění ostatních tělesných lokalit dětských chodců a z praxe znalců v oboru dopravních nehod vybrány případy, které jsou závažností svých následků odpovídající.
Statistika ukázala, že je třeba u dětského chodce sledovat nejen riziko vzniku poranění hlavy, ale i ostatních tělesných lokalit jako jsou pánev, břišní dutiny a dolní končetiny, zejména stehenní kosti.
V rámci základního výzkumu byla tedy provedena série dynamických zkoušek pasivní bezpečnosti dětského chodce pri střetu s osobním vozidlem kategorie Ml při různých kolizních rychlostech - 10, 20, 30 km/h. V rámci testů byly sledovány kontaktní zóny na přídi vozidla včetně po35 Škození a na upravené dětské figuríně typu P6 stojící čelem ke kolidujícímu vozidlu se zjišťovala výsledná zrychlení hlavy, hrudníku, pánve a zrychlení kolenního kloubu v sagitální rovině. Figurína P6 je schválena pro zkoušky dětských zádržných systémů dle EHK 44, měřící místa určená pro instrumentaci jsou pouze hlava a hrudník.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny segmentem pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet pro testy pasivní bezpečnosti, zejména dětského chodce pri srážce s vozidlem, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že je tvořen stehenním skeletem neboli mechanickým ekvivalentem stehenní kosti osazeným dvěma tenzometrickými polomosty, přičemž jeden tenzometr je na straně přivrácené k nárazu a druhý na odvrácené od nárazu.
Skelet je s výhodou opatřen materiálem ve tvaru stehna s hustotou hmoty odpovídající svalové tkáni dětského chodce.
Cílem experimentální činnosti je kromě podrobné deskripce kinematiky dětského chodce a porovnání závažnosti primární a sekundární kolize simulace potenciální reálné nehodové situace pomocí tzv. full-scale testu i poskytnutí údajů pro následnou tvorbu matematického modelu.
- 1 CZ 303620 B6
Úkolem pro technické řešení bylo vytvoření měřícího segmentu reprezentujícího stehno dětského chodce pro detekci kontaktní síly při střetu s vozidlem.
Návrh nového stehenního segmentu zkušební figuríny P6, byl proveden na základě zjištění fyzikálních vlastností originálního čertifikovaného stehenního segmentu. Vzhledem k tomu, že výrobce neudává hmotnosti, geometrické rozměry a materiálové konstanty jednotlivých částí figuríny a ani polohu těžiště či momenty setrvačnosti, bylo nutné stanovit jejich hodnoty experimentálně. Na základě těchto zjištění byl zhotoven zjednodušený stehenní skelet neboli mechanický ekvivalent stehenní kosti, který byl osazen dvěma tenzometrickými polomosty - A, B. Jeden tenzometr je situován vždy na straně přivrácené nárazu a jeden na odvrácené straně.
Výhodou této metody detekce je zejména její jednoduché konstrukční řešení bez nároků na použití speciální jednoúčelové instrumentace.
Přehled obrázků na výkresech
Segment pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet pro testy pasivní bezpečnosti, podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schéma zapojení tenzometrů do polomostu na skeletu. Na obr. 2 je schéma náhrady stehenního segmentu v řezu s vyznačeným umístěním tenzometrických polomostů, na obr. 3 je náhrada stehenního segmentu zakomponována do antropometrického celku — figuríny P6.
Příklady provedení vynálezu
Příkladný segment pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet I pro testy pasivní bezpečnosti dětského chodce pri srážce s vozidlem, je tvořen stehenním skeletem J_ neboli mechanickým ekvivalentem stehenní kosti osazeným dvěma tenzometrickými polomosty 2. Jeden tenzometrický polomost 2 je na straně přivrácené k nárazu a druhý polomost T na odvrácené od nárazu. Stehenní skelet 1 je opatřen materiálem ve tvaru stehna s hustotou hmoty odpovídající svalové tkáni dětského chodce.
Z experimentálního měření objemu celého stehna včetně konstrukce stehenní kostí a z výsledné hodnoty objemu a hmotností konstrukce stehenní kosti získaných z programu Autodesk Inventor 2010 byla vypočtena hustota hmoty suplující svalovou tkáň.
Tvar a materiál pro konstrukci nové stehenní kosti byl vybrán tak, aby splňoval podmínku známých průřezových veličin a modulů, tj. E,l, při namáhání v oblasti platnosti Hookova zákona. Konstrukce stehenního skeletu i byla vytvořena z kruhové trubky z válcované oceli 11 353 o průměru 22 mm a tloušťce stěny 2,6 mm, z kruhové tyče z tažené oceli (hlazenka) 11 375 o průměru 12 mm a z tenkostěnného uzavřeného profilu obdélníkového tvaru z ocelí 3235 JR o rozměrech 40 x 20 x 2 mm. Mezi kruhovou trubkou a obdélníkovým profilem je kruhový tenkostenný ocelový plech o průměru 52 mm a tloušťce 2 mm. V tomto plechu jsou dva otvory o průměru 6 mm, které slouží k tomu, aby po zalití materiálem reprezentujícím svalovinu došlo k lepšímu propojení. Pro spojení s konstrukcí skeletu holenní částí byl použit šroubový spoj šroubem se šestihrannou hlavou M6 a Šestihrannou maticí M6. Spoje profil-plech, plech-trubka, trubka-tyč jsou svařované.
Pro výrobu pryžové části náhradního segmentu byl zvolen následující postup. Nejdříve se vyrobil rám dvoudílné formy. Poté se postupně odlily oba díly sádrové formy dle originálního stehenního segmentu a zabrousily se dosedající plochy formy. Dále se provedla instalace náhradního skeletu s tenzometrickou instrumentací a sádrových odlitků dutin originálního segmentu a provedlo se pevné spojení obou dílů formy. Následovalo odlití „svaloviny z dvousložkového silikonového
-1.
kaučuku Lukopren N 5221 (hustota 1100kg/m3, tvrdost 23°ShA, pevnost v tahu 1,7 MPa, tažnost 340 %). Nakonec se provedla finální povrchová úprava odlitku zabroušením. Výsledné parametry náhradního stehenního segmentu - hmotnost 1,730 kg, objem: 1,04 dm3, včetně polohy těžiště a momentů setrvačnosti byly porovnány s původním segmentem.
odporové tenzometry Mikrotechna 8JP120A o jmenovitém odporu 120 Ω byly aplikovány pomocí kyanoakrylátového lepidla na přední a zadní stranu stehenního skeletu I, pro dvou na horní a dolní část „diafýzy“ do dvou Wheatstoneových polomostů 2, 2\ Chyba v důsledku výskytu zdánlivé deformace změnou teploty prostředí se neuvažuje, resp. je při uspořádání tenzometrů io do polomostů 2 kompenzována.
Byl použít modulový měřicí systém National-Instruments NI 9172 (USB rozhranní), systém určen až pro 8 D-Sub modulů. Vlastnosti použitého modulu NI 9237: 4 kanálový, 24-bitový, vzorkovací frekvence 10kHz, analogový modul pro snímače typu polomost-můstek, kanál připo15 jen přes konektor RJ50, napájení 10 V.
Průmyslová využitelnost
Segment pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet pro testy pasivní bezpečnosti, zejména dětského chodce při srážce s vozidlem, podle tohoto vynálezu nalezne použití zejména jako část antropometrického zkušebního zařízení, která je uzpůsobena detekci kontaktní síly způsobené dynamickým rázem.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Segment pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet pro testy pasivní bezpečnosti, zejména dětského chodce při srážce s vozidlem, vyznačující se tím, že je tvořen stehenním skeletem (1) osazeným dvěma tenzometrickými polomosty (2), přičemž jeden tenzometrický polomost (2) je na straně přivrácené k nárazu a druhý tenzometrický polomost (2') na35 odvrácené od nárazu.
- 2. Segment podle nároku 1, vyznačující se tím, že stehenní skelet (1) je opatřen materiálem ve tvaru stehna s vlastnostmi odpovídající svalové tkáni dětského chodce.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100966A CZ303620B6 (cs) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100966A CZ303620B6 (cs) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2010966A3 CZ2010966A3 (cs) | 2012-09-05 |
| CZ303620B6 true CZ303620B6 (cs) | 2013-01-16 |
Family
ID=46752274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100966A CZ303620B6 (cs) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ303620B6 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3841163A (en) * | 1973-06-08 | 1974-10-15 | Ford Motor Co | Test dummy submarining indicator system |
| FR2452752A1 (fr) * | 1979-03-27 | 1980-10-24 | Renault | Mannequin anthropodynamique |
| FR2700206A1 (fr) * | 1993-01-04 | 1994-07-08 | Inrets | Dispositif pour analyser le phénomène de sous-marinage sur un mannequin anthropomorphe. |
| DE4407256A1 (de) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Volkswagen Ag | Komponentenprüfstand für Kraftfahrzeugseitenbauteile und Kraftfahrzeugsitze |
| WO1997046859A1 (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-11 | Alliedsignal Deutschland Gmbh | Test rig |
| CN101446488A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-06-03 | 重庆交通大学 | 自动化应变测量和监测系统及其方法 |
-
2010
- 2010-12-22 CZ CZ20100966A patent/CZ303620B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3841163A (en) * | 1973-06-08 | 1974-10-15 | Ford Motor Co | Test dummy submarining indicator system |
| FR2452752A1 (fr) * | 1979-03-27 | 1980-10-24 | Renault | Mannequin anthropodynamique |
| FR2700206A1 (fr) * | 1993-01-04 | 1994-07-08 | Inrets | Dispositif pour analyser le phénomène de sous-marinage sur un mannequin anthropomorphe. |
| DE4407256A1 (de) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Volkswagen Ag | Komponentenprüfstand für Kraftfahrzeugseitenbauteile und Kraftfahrzeugsitze |
| WO1997046859A1 (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-11 | Alliedsignal Deutschland Gmbh | Test rig |
| CN101446488A (zh) * | 2008-12-17 | 2009-06-03 | 重庆交通大学 | 自动化应变测量和监测系统及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2010966A3 (cs) | 2012-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pyttel et al. | Failure criterion for laminated glass under impact loading and its application in finite element simulation | |
| Park et al. | Optimizing the shape of a bumper beam section considering pedestrian protection | |
| Li et al. | A numerical study of occupant responses and injuries in vehicular crashes into roadside barriers based on finite element simulations | |
| Rouhana et al. | Development of a reusable, rate-sensitive abdomen for the Hybrid III family of dummies | |
| Uriot et al. | Comparison of HII, HIII and THOR dummy responses with respect to PMHS sled tests | |
| Lv et al. | On safety design of vehicle for protection of vulnerable road users: A review | |
| Lopes et al. | Coach crashworthiness and failure analysis during a frontal impact | |
| Jia et al. | Finite element analysis to determine the cause of ring fractures in a motorcyclist’s head | |
| CZ303620B6 (cs) | Segment pro detekci kontaktní síly pusobící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpecnosti | |
| CZ22840U1 (cs) | Segment pro detekci kontaktní síly působící na stehenní skelet, pro testy pasivní bezpečnosti | |
| WO2023048686A1 (en) | Thorax impactor to be used in pedestrian protection tests | |
| Wei | Effects of deceleration on secondary collisions between adult occupants and the vehicle in frontal crash accidents | |
| Konosu et al. | Development of a biofidelic flexible pedestrian legform impactor | |
| Radu et al. | Study of current state of crash testing | |
| Kaya | Developing test procedure and design of fixture for dynamic test of road ambulances | |
| Song et al. | Modelling of an adjustable generic simplified vehicle for pedestrian impact and simulations of corresponding reference PMHS tests using the GHBMC 50 th percentile male pedestrian simplified model | |
| Carlson et al. | Q3s 3 year old side impact dummy development | |
| Deter et al. | Validation of a seat-dummy simulation model for rear-impact | |
| Matsui et al. | Injury pattern and response of human thigh under lateral loading simulating car-pedestrian impact | |
| Yilmazcoban et al. | Frontal impact absorbing systems in wheelchairs like sheet metal hood in vehicles | |
| Crandall et al. | Development of performance specifications for a pedestrian research dummy | |
| Meng et al. | A 6 year-old pediatric finite element model for simulating pedestrian impacts | |
| Matsui et al. | Proposal of injury risk curves for evaluating pedestrian femur/pelvis injury risk using EEVC upper legform impactor based on accident reconstruction | |
| Altenhof et al. | An experimental and finite element investigation into the energy absorption characteristics of a steering wheel armature in an impact | |
| Untaroiu et al. | Experimental and computational investigation of human clavicle response in anterior-posterior bending loading |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20151222 |