Engineering
Chariot de choc et zones déformables
Tirez une voiture contre une barrière en béton sous les projecteurs d’un hall de crash et regardez-la au ralenti. Les deux absorbeurs se plient lobe après lobe à la force moyenne que donne la formule d’Abramowicz-Jones pour leur épaisseur et leur largeur ; à quinze kilomètres-heure ils prennent toute l’énergie et la voiture s’arrête exactement là où le travail de pliage égale son énergie cinétique. À cinquante-six les longerons derrière se plient aussi, à quatre-vingts le bloc moteur touche la barrière et la décélération s’envole. Le mannequin ceinturé glisse dans le mou avant que la ceinture le retienne - plus de mou, et son pic de décélération et le critère de blessure à la tête montent. Chaque joule est suivi dans les plis, la ceinture et le rebond.
Ce qui se passe
Une voiture de 1300 kg avec un occupant ceinturé de 75 kg heurte une barrière rigide. Deux absorbeurs carrés en acier, 70 mm de large à parois de 2 mm de 300 MPa, se plient à la force moyenne d’Abramowicz-Jones 13.06 sigma0 t^(5/3) C^(1/3) chacun, ondulant une fois par lobe de demi-longueur d’onde 0.99 t^(1/3) C^(2/3) avec un pic de flambage initial ; seuls 73 % d’un tube peuvent se plier. Derrière, les longerons se plient à 300 kN sur 0,7 m, puis le bloc moteur bute sur un arrêt raide. L’occupant glisse dans le mou avant que la ceinture, 100 kN/m à 60 % d’hystérésis, l’arrête ; HIC15 vient de sa décélération. Pas explicites de 20 µs ; l’énergie cinétique est suivie dans le pliage, la ceinture et le reste.
À essayer
Heurtez à 15 km/h et comparez l’écrasement au travail de pliage de la formule ; passez à 56 et voyez les longerons se plier ; donnez plus de mou à la ceinture et regardez le pic et le HIC du mannequin monter ; essayez 80 km/h.
Le modèle et ses limites
Voiture et occupant unidimensionnels, une loi de pliage sans effet de vitesse de déformation, une ceinture linéaire à hystérésis constante, sans airbag ni rotation du corps. Les décélérations sont celles de cet essai idéalisé.
Équations du module
Équations 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
