Engineering
Trineo de choque y zonas deformables
Remolca un coche contra una barrera de hormigón bajo los focos de una nave de choque y míralo a cámara lenta. Las dos cajas de choque se pliegan lóbulo a lóbulo a la fuerza media que la fórmula de Abramowicz-Jones da para su espesor de pared y anchura; a quince kilómetros por hora absorben toda la energía y el coche se detiene justo donde el trabajo de plegado iguala su energía cinética. A cincuenta y seis se pliegan también los largueros de detrás, a ochenta el bloque motor toca fondo contra la barrera y la deceleración se dispara. El maniquí con cinturón se desliza por la holgura antes de que el cinturón lo sujete - dale más holgura y su deceleración máxima y su criterio de lesión craneal suben. Cada julio se sigue en los pliegues, el cinturón y el rebote.
Qué ocurre
Un coche de 1300 kg con un ocupante de 75 kg con cinturón choca con una barrera rígida. Dos cajas de choque cuadradas de acero, de 70 mm de ancho con paredes de 2 mm de 300 MPa, se pliegan a la fuerza media de Abramowicz-Jones 13,06 sigma0 t^(5/3) C^(1/3) cada una, ondulando una vez por lóbulo de semilongitud de onda 0,99 t^(1/3) C^(2/3) con un pico inicial de pandeo; solo el 73 % de un tubo puede plegarse. Detrás, los largueros se pliegan a 300 kN a lo largo de 0,7 m y después el bloque motor toca fondo contra un tope rígido. El ocupante se desliza por la holgura antes de que el cinturón, de 100 kN/m con 60 % de histéresis, lo detenga; el HIC15 sale de su deceleración. Pasos explícitos de 20 µs; la energía cinética se sigue en plegado, cinturón y lo que queda.
Qué probar
Choca a 15 km/h y compara el aplastamiento con el trabajo de plegado de la fórmula; sube a 56 y mira plegarse los largueros; da más holgura al cinturón y mira subir el pico y el HIC del maniquí; prueba 80 km/h.
El modelo y sus límites
Coche y ocupante unidimensionales, una ley de plegado sin efectos de velocidad de deformación, un cinturón lineal con histéresis constante, sin airbag ni rotación del cuerpo. Las deceleraciones son las de este ensayo idealizado.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones F_m = 13.06·σ0·t^(5/3)·C^(1/3), H = 0.99·t^(1/3)·C^(2/3) m·a = −F(x) + F_belt, F_belt = k_b·(x_o − s) (·(1 − h) unloading) ½·(m + m_o)·v0² = ∫F dx + W_belt + E_k HIC15 = max (t2 − t1)·(∫a dt/(t2 − t1))^2.5
