Engineering
Краш-стенд и зоны деформации
Разгоните автомобиль на бетонный барьер под прожекторами краш-зала и смотрите в замедленной съёмке. Два краш-бокса складываются складка за складкой со средней силой, которую формула Абрамовича–Джонса даёт для толщины их стенки и ширины; на пятнадцати километрах в час они берут всю энергию, и машина встаёт ровно там, где работа складывания равна её кинетической энергии. На пятидесяти шести складываются и лонжероны за ними, на восьмидесяти блок двигателя упирается в барьер и замедление взлетает. Пристёгнутый манекен проскальзывает слабину, прежде чем ремень его удержит, — дайте ремню больше слабины, и его пиковое замедление и критерий травмы головы вырастут. Каждый джоуль прослеживается в складки, ремень и отскок.
Что происходит
Автомобиль массой 1300 кг с пристёгнутым седоком 75 кг налетает на жёсткий барьер. Два квадратных стальных краш-бокса шириной 70 мм со стенками 2 мм из стали 300 МПа складываются каждый со средней силой Абрамовича–Джонса 13.06 sigma0 t^(5/3) C^(1/3), пульсируя раз на складку полудлины волны 0.99 t^(1/3) C^(2/3), с начальным пиком потери устойчивости; сложиться может лишь 73 % трубы. За ними лонжероны складываются при 300 кН на 0,7 м, затем блок двигателя упирается в жёсткий упор. Седок проскальзывает слабину, прежде чем ремень 100 кН/м с гистерезисом 60 % его остановит; HIC15 считается по его замедлению. Явные шаги по 20 мкс; кинетическая энергия прослеживается в складывание, ремень и остаток.
Что попробовать
Ударьте на 15 км/ч и сравните смятие с замкнутой работой складывания; перейдите на 56 и смотрите, как складываются лонжероны; дайте ремню больше слабины и смотрите, как растут пик и HIC манекена; попробуйте 80 км/ч.
Модель и её ограничения
Одномерные автомобиль и седок, закон складывания без влияния скорости деформации, линейный ремень с постоянным гистерезисом, без подушки безопасности и вращения тела. Замедления — этого идеализированного испытания.
Уравнения модуля
Уравнения 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
