پنجشنبه ، ۱ آبان ۱۳۹۳
   احادیث و روایات:  پیامبر اکرم (ص):نادان كسى است كه نافرمانى خدا كند، اگر چه زيبا چهره و داراى موقعيتى بزرگ باشد.

تبلیغات






اضافه به علاقمنديها ارسال اين مطلب به دوستان آرشيو تمام مطالب
 

تست کرش (تصدفات) در خودروهای سواری.



تا اواخر دهة 60، تست برخورد از روبروي خودرو با يك مانع صلب، تنها راه تعيين رفتار اتومبيل در تصادف بود. در اين تست يك اتومبيل كه بطور كامل با استفاده از سنسورهاي نيرويي، كرنش. سنج.ها، آدمك.هاو دوربين.هاي با سرعت بالا تجهيز شده بود، به يك ديوارة .بتوني صلب20 تني زده مي.شد تا ميزان آسيب وارده به خودرو و سرنشين، محاسبه شود. صدها نمونه از اين گونه تست.ها توسط هر يك از خودروساز.ها با صرف ميليون.ها دلار هزينه، صورت مي.پذيرفت. اكثر تجهيزات گرانقيمت ثبت كننده نيز در اين گونه تست.ها از بين مي.رفتند. مسالة مهمتر اين بود كه با هر تغييري در اجزاء و طراحي خودرو، بايستي تمام مراحل و هزينه.هاي فوق تكرار مي.گرديد. اين پروسة سعي و خطا بسيار زمان.بر و پر هزينه بود. لذا عملاً امكان طراحي بهينه از نظر وزن و راندمان جذب انرژي براي طراحان وجود نداشت به همين دليل مسالة شبيه.سازي تصادف خودرو مطرح گرديد[1].
از جمله اولين شبيه.سازي.هايي كه به ميزان گسترده.اي در مطالعة .رفتار تصادف خودروها مورد استفاده قرار گرفت، مي.توان به شبيه.سازي محفظة سرنشين كه توسط پژوهشكدة كرنل[2][1] در سال 1966صورت پذيرفت، اشاره نمود. شبيه.سازي توسط مدلي دو بعدي با هفت درجة آزادي كه محفظه داخلي خودرو، بدن سرنشين و قيود اعمالي به آن را مدل مي.نمود، صورت مي.پذيرفت. شماتيك طرح فوق در شكل(1-1) نشان داده شده است.

تابع هدف در تصادف خودرو، مسالة. تغيير شكل سازة خودرو به شكلي كاملاً. منظم و كنترل شده بدون آسيب رسيدن به فضاي سرنشين مي.باشد. به اين منظور سازة خارجي محفظة سرنشين، بايستي جهت جذب انرژي تصادف و كاهش نيروي منتقل شده به سرنشينان، دچار لهيدگي گردد. لذا بررسي فضاي داخلي خودرو به تنهايي نمي.توانست جوابگوي نياز طراحان باشد. لذا با توجه به بررسي اين موارد، مدلي نياز بود كه بتواند در حد امكان تمام اجزاء زير مجموعة خودرو را به طور جداگانه در بر داشته باشد. اين مدل، توسط كمال[3]، لين[4] و آگوستيتوس[5] [1]، در سال 1975 ابداع گرديد. مدل مورد بحث، كه در شكل(1-2) نشان داده شده است، اتومبيلي با موتور جلو و ديفرانسيل عقب را شبيه.سازي مي.كند. در اين مدل يكسري از اجزاء مهم در خودرو كه نقش اصلي در مسالة جذب انرژي و يا آسيب احتمالي به سرنشينان را داشتند، بصورت جرم و فنر، و ساير اجزاء، مجموعاً بصورت يك جرم متمركز مدل مي.گرديدند.


هر چند مدل ارائه شده تا حد زيادي پاسخگوي نياز.هاي آن دوره بود اما باز هم نمي.توانست به طور كامل و صحيح، به شبيه.سازي فرايند تصادف خودرو بپردازد و نتيجتاً، خطاي قابل ملاحظه.اي بين نتايج حاصل از شبيه.سازي و تست مشاهده مي.گرديد. استفاده از فنرهايي كه در هنگام اعمال نيرو، رفتاري خطي از خود نشان مي.دادند، عدم امكان مدل نمودن كامل اجزاء، استفاده از جرم.هاي متمركز كه امكان مدل نمودن دقيق تغيير در شرايط مرزي را دارا نمي.باشند و000، از جملة عواملي بودند كه منجر به ايجاد خطا در اين گونه شبيه.سازي.ها مي.گرديدند.
از آن پس با توسعة دانش المان.محدود و گسترش نرم.افزارهاي شبيه.ساز، پيشرفت.هاي زيادي در زمينة. شبيه.سازي فرايند تصادف خودرو صورت پذيرفته است. اين مساله علاوه بر كاهش بسيار زياد هزينة. تست و امكان تكرار شبيه.سازي فرآيند تصادف به ميزان نامحدود، خطاي بسيار كمتري نيز در مقايسه با مدل.هاي قبلي، با نتايج تست دارا بود. يکي از اولين مدلهاي کامل براي تصادف خودرو در سال 1984 توسط شرکت Volkswagen روي خودروي Poloبا 5000 المان بود[2].



در سال 1990 شرکت Audi مدل هايي با 25000 المان را براي شبيه سازي تصادف مورد استفاده قرار مي داد[2].


همچنين در سال 1993 شرکت خودروساز BMW مدل خودروي CAMAS را با 60000 المان براي شبيه سازي آناليز تصادف استفاده نمود[2].

امروزه با افزايش توان کامپيوترها اين امکان بوجود آمده که شبيه سازي هاي تصادف هر چه بيشتر با تست همخواني داشته باشد در حال حاضر در سطح دنيا اکثر شبيه سازي هاي تصادف خودرو با بيش از هشت صد هزار المان انجام مي گيرد. در شکل (1-6) مدل خودرويي از شرکت Volkswagen که در سال 2003 با 700000 المان مدل گرديده و تحت تصادف از جانب قرار گرفته به همراه تست واقعي اين خودرو آوره شده است. شبيه سازي تصادف اين خودرو تطابق خوبي با تست دارد[6].

مي توان دليل پيشرفت شبيه سازي هاي دقيق تصادف خودرو را علاوه بر پيشرفت سريع کامپيوترها مرقون پيشرفت روش اجزاء محدود بلاخص روش انتگرال صريح که دليل آن بعداً توضيح داده مي شود دانست.
روش اجزاء محدود صريح بسته به ديدگاه ما داراي منابع متفاوتي در شروع بود ولي از ديدگاه کارهاي سازه اي اولين کارها توسط Wilkins (1964) در Lawrence Livermore ، Harlow در Los Alamos و کارهايي که در لابراتوري DOE است مي باشد[5].
در سال 1964 Costantino آنچه که شايد اولين برنامه اجزاء محدود صريح مي باشد را گسترش داد اين کد محدود به ماده خطي و تغيير شکل هاي کوچک مي شود و نيروي داخلي نودها را به وسيله حاصل ضرب قسمتي از ماتريس سختي K در جابجايي نودها بدست مي آورد اين برنامه روي کامپيوتر IBM7040 که داراي سرعتي به مراتب کمتر ازيک megaflap و 3200wordsRam بود و با هزينه اي بالغ بر ميليون ها دلار اجرا مي گرديد[5].
در سال 1969 برنامه به مرکز تحقيقات فضايي آمريکا پيشنهاد شد که از روش المان به المان استفاده مي نمود و نيروي داخلي المانها را بدون استفاده از ماتريس سختي کلي محاسبه مي نمود با بسط و گسترش و تحقيقات روي اين کد برنامه SAMSON بوجود آمد .که برنامه دو بعدي اجزاء محدود بود که براي يک دهه در صنايع نظامي آمريکا مورد استفاده قرار مي گرفت[5].
در سال 1972 اين برنامه براي حالت سه بعدي غير خطي گذرا که هزينه تحقيقات آن توسط موسسه حمل نقل آمريکا تامين مي شود با نام WECKER گسترش پيدا کرد.
Lee Ovenshireدر سال 1970 براي اولين بار بجاي تست خودرو از تحليل اجزا محدود آن استفاده نمود. البته در آن زمان براي مدلي با 300 المان در بازه زماني 30msec تحليل حدود 30 ساعت به طول مي انجاميد و هزينه اي بالغ بر 3500 دلار در بر داشت[5].
در اين زمان تحقيقات ديگري روي اين زمينه صورت مي گرفت مانند کارهايي که Hughes روي مسئله تماس انجام مي داد. اما در سال 1975 يک وقفه اي در گسترش اين بحث بوجود آمد و اين به دليل گران بودن شبيه سازي ها بود و برنامه WECKER به سختي در کمپاني ford ادامه حيات مي داد[5].
با اين وجود باز هم تحقيقاتي بر روي پردازش موازي در آزمايشگاه DOE انجام شد. وهمچنين Sum key نرم افزار PRONTO که از حل صريح المان به المان استفاده مي نمود را گسترش داد.
اولين کار اساسي و کليدي که روي کد اجزاء محدود حل صريح انجام شد کار مربوط بهJohn Hallquist بود که در موسسه Lawrence Livermore Laboratories انجام گرديده بود او همچنين همکاري نزديکي با محققان دانشگاه Berkeley از جمله Bob Taylor, Tom Hughes و Juan Simo داشت. و شايد يکي ديگر از دلايل موفقيت هاي او همکاري با Dave Benson براي الگوريتم هاي تماس بود[5].
تجلي کارهاي John Hallquist در دو کد اجزاء محدودDYNA-2D و DYNA-3Dارائه گرديد که با توجه به قابليت هاي که اين کد داشت توانست ديگر کدها را از صحنه رقابت حذف کند و در بسياري از آزمايشگاههاي تخصصي و صنعت مورد استفاده قرار گيرد[5].
کليد موفقيت کد DYNA استفاده از المان هاي چهار گرهي با يک نقطه انتگرال گيري و همچنين توانايي پردازش موازي بود که بر اساس اين دو خصيصه اين امکان بوجود مي آمد که مسائلي مانند تصادف خودرو بصورت کامل شبيه سازي شود.
در اواخر سال 1988 بيشتر توجهات براي داشتن کدي بود که بتواند به طور مناسب تصادف خودرو را شبيه سازي کند و کمپاني Lawrence Livermore Laboratories در ادامه توسعه DYNA-3D کد تجاري LS-DYNA که براي آناليز تصادف پايه ريزي شده بود را بوجود آورد[5].
همچنين در سال 1981 کمپاني فرانسويESI از روي کد DYNA-3D ، کد تجاري PAMCARSH را بوجود آورد که در ابتدا براي صنايع هوايي استفاده مي شد و امروزه به عنوان يکي از نرم افزارهاي تحليل تصادف خودرو در دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد[2].
دولتها براي جلوگيري از خصارت هاي ناشي از تصادف در دهه گذشته استانداردهايي در زمينه تصادف خودرو تدوين کرداند که از مهمترين اين استانداردها ، استاندارد FMVSS[6] آمريکا و استاندارد ECE[7] اروپا مي باشد. بر اساس اين استانداردها خودروها در تصادف بايد معيارهايي را رعايت کنند و اگر خودرويي اين معيارها را رعايت نکند اجازه ساخت و فروش اين خودرو در محدوده اي که تحت اين استاندارد مي باشد توسط دولت آنمنطقه داده نمي شود.
ولي همزمان با پيشرفت.هاي بوجود آمده در صنايع خودروسازي و فن.آوري.هاي مرتبط با آن، كه امكان ساخت خودرو.هايي با سرعت و تواني بسيار بالا.تر از قبل را ميسر مي.ساخت، معيارهاي جديدي نيز از سوي بعضي از سازمان.ها و ارگان.ها بر اتومبيل وضع گرديد. اجباري براي پاس شدن اين معيارها براي خودروها نمي باشد ولي توسط اين ارگانها که بعضاً دولتي مي باشند خودروهاي که در آن کشور قصد فروش دارند تست شده و نتايج آن به صورت نماد ستاره به اطلاع عموم مي رسد و به همين دليل اگر خودرو سازي قصد فروش بهتر خودروي خود را در آن کشور دارد سعي در گرفتن ستاره هاي بيشتري را با بهبود عملکرد سازه خودروي خود انجام مي دهد.
به دليل آنکه معمولاً معيارهاي موجود براي تصادف خودرو براي عموم قابل فهم نيست براي نشان دادن ايمني خودرو از معيار نمادين ستاره استفاده مي شود به اين صورت که هرچه تعداد ستاره هاي يک خودرو بيشتر باشد ايمني اين خودرو در تصادف بيشتر مي باشد. و به اين دليل به اين تست ها ، تست هاي مشتري[8] گفته مي شود. [11]

NCAP[9] يکي از مهمترين برنامه هاي درجه گذاري روي خودروها مي باشد که ايده اوليه آن در سال 1987 و در آمريکا بر اساس تصادف از جلو و براي دادن اطلاعات به عموم پايه گذاري شد. اما امروزه NCAP همچنين اطلاعات مهمي از وضعيت ايمني خودرو مثلاً تصادف از جانب و Crash Offsetدر اختيار مردم مي گذارد و قصد دارد که علاوه براين که به مردم اطلاع رساني مي کند مشوقي براي توليد کنندگان خودرو باشد که توليداتي با ايمني بيشتر در اختيار خريداران قرار دهند[7].
NHTSA[10] يکي از مؤسسه هاي وابسته به دولت آمريکا مي باشد که خودروهاي توليد شده و يا وارده شده به آمريکا را مورد تست قرار مي دهد و نتايج آن را به اطلاع عموم مي رساند[7].
تست هاي NCAP انجام شده به وسيله مؤسسة NHTSA شامل تصادف از جلو ، تصادف از جانب و تصادف از سقف مي باشد[7]. در شکل اطلاعات مربوط به خودروي نئون ساخت سال 2003 آمده است.
همچنين کميته EEVC [11] تست هاي مربوط به NCAP معروف به EURONCAP را در اروپا انجام مي دهد. اين تست ها عبارت اند از تصادف از جانب ، Offset Crash ، Pole Test و عابر پياده[12] مي باشد که در دو حالت آدمک مصنوعي مرد متوسط و بچه انجام مي گيرد. و نتايج آن در غالب سه سري ستاره عابر پياده ، تست بچه[13] و تست تصادف از جلو وجانب منتشر مي نمايد[8].
شرايط تست تصادف از جانب و Offset Crash در EURONCAP با شرايط تست استاندارد ECE يکسان است بجز در Offset Crash که سرعت برخورد خوردرو با مانع 64 کيلوتر بر ساعت مي باشد.
شکل (1-9) تست هاي انجام شده EURONCAP را نشان مي دهد.

شکل(1-11) خودروي زانتيا تحت تست تصادف از جانب و Offset Crash را نشان مي دهند. همچنين در NCAP علاوه بر دادن ستاره به خودرو معيارهاي آسيب به صورت شماتيک روي آدمک مصنوعي نمايش داده مي شود. در شکل (1-10) معيارهاي آسيب براي خودروي زانتيا روي آدمک مصنوعي نمايش داده شده است.


خودروي زانتيا که توليد سال 1997 شرکت سيتروئن مي باشد داراي يک ستاره براي تست عابر پياده و يک ستاره براي تست تصادف از جلو و جانب مي باشد.
شکل (1-12) تست Offset Crash خودروي C5 از همان شرکت سيتروئن را نشان مي دهد.

همچنين نتايج شماتيک معيارهاي آسيب براي اين خودرو در شکل (1-13) آمده است.
خودروي C5 توليد سال 2001 شرکت سيتروئن است داراي دو ستاره براي تست عابر پياده و چهار ستاره براي تست تصادف از جلو و جانب مي باشد.
از مقايسه تصاوير (1-11) و (1-12) واضح است که خودروي C5داراي ايمني بيشتري در تصادفات نسبت به خودروي زانتيا مي باشد که البته از مقايسه تعداد ستاره هاي اين دو خودرو نيز مي توان به همين نتيجه رسيد. همچنين با استفاده از تصاوير (1-10) و (1-13) مي توان ضعف و يا قدرت هر کدام از خودرو ها را روي هر کدام از قسمت هاي آدمک مصنوعي مقايسه کرد.
همچنين مؤسسة IIHS [14] در آمريکا تست هاي مانند NCAP را روي خودروها که البته با تست هاي NCAP آمريکا متفاوت است انجام داده و نتايج آن را منتشر مي کند که از جمله آن تست Offset Crash مربوط به EURONCAP مي باشد[10].

-كار.هاي انجام شده در اين پروژه:
در اين پروژه کاربرد اجزاء محدود در شبيه سازي تصادف خودرو مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين استاندارهاي وضع شده روي تصادف خوردو و چگونگي شبيه سازي آنها و همچنين چگونگي طراحي خودرو براي گذراندن اين استانداردها بيان گرديده است.
به دليل آنکه نرم افزارهاي تحليل تصادف از روش انتگرال گيري صريح براي انتگرال گيري زماني استفاده مي نمايند در ابتدا تئوري روش هاي انتگرال گيري صريح و ضمني را بررسي مي کنيم و سپس اين دو روش را با يکديگر مقايسه کرده و دليل آنکه چرا براي آناليز تصادف از روش انتگرال گيري صريح استفاده مي شود بيان مي گردد.
همچنين روش انتگرال گيري صريح روي ميله اي يک سر گيردار که تحت بار ضربه اي محوري قرار گرفته است آورده شده و چگونه انتشار موج در آن و اثر انتخاب بازه زماني روي جواب ها بررسي گشته است.
در ادامه مدل سازي قطعات مختلف خودرو و چگونگي ايجاد ارتباط بين اين قطعات براي آماده سازي مدل اجزاء محدود خودرو براي شبيه سازي تصادف بيان مي شود. همچنين نکاتي براي مدل سازي قطعات خودرو از جمله مدل سازي سوراخ ها ، لبه ها و غيره بيان شده و نکاتي براي کنترل کيفيت المان هاي که براي مدل سازي قطعات خودرو مورد استفاده قرار مي گيرد آورده شده است.
چون تحليل تصادف يک حل گذرا مي باشد بازه زماني انتخاب شده براي حل به دليل آنکه ارتباط مستقيمي با زمان تحليل دارد از اهميت زيادي برخوردار است در نرم افزار هاي شبيه ساز تصادف اين بازه زماني به وسيله نرم افزار و بر اساس المانها تعيين مي گردد اين بازه زماني برابر کوچکترين بازه زماني بين بازه زماني المانها در نظر گرفته مي شود پس بايد در هنگام مدل سازي بازه زماني تک تک المانهايي که استفاده مي شود را کنترل نمود به اين دليل بازه زماني براي انواع گوناگون المان ها در اين پروژه آورده شده است. البته به دليل آنکه در حل بازه زماني از يک مقدار خاصي کمتر نشود کنترل هاي ويژه اي روي بازه زماني اعمال مي کنند که در ادامه انواع مختلف اين کنترل ها آورده شده و با يکديگر مقايسه گرديده اند.
براي کنترل درستي حل مي توان از معيارهاي مانند تعادل انرژي ها استفاده کرد همچنين افزايش بيش از اندازه انرژي مد منفرد بدلي دليل براي رد تحليل اجزاء محدود مي باشد. در قسمتي از اين پروژه انرژي مد منفرد بدلي به عنوان کنترلي براي حل مورد بررسي قرار گرفته و روشي براي تحليل خودروي کامل براي جلوگيري بيش از اندازه مد منفرد بدلي ارائه گشته است.
در انتها استاندارهاي تصادف از جانب ، جلو و عقب اروپا و آمريکا توضيح داده شده و شبيه سازي خودروي نمونه نئون براي استاندارد اروپا انجام گرديده و مواردي که در محافظت در برابر هر کدام از اين تصادفات در خودروها اعمال مي شود توضيح داده شده است.

شبيه سازي تصادف اين خودرو به دليل آن است که از پاسخهاي بدست آمده از شبيه سازي اين خودرو مي توان به عنوان هدف براي طراحي خودروهايي در همين ابعاد و اندازه استفاده نمود.
همچنين فلسفه استفاده از مواردي در تصادف از جلو و عقب که در اين خودرو براي محافظت در برابر تصادف انجام گرفته مورد بررسي قرار گرفته و در تصادف از جانب به دليل آنکه اين خودرو مطابق با استاندارد آمريکا طراحي شده مطابق با استاندارد تصادف از جانب اروپا داراي ضعف مي باشد پس سعي شده با اعمال مواردي در طراحي اين خودرو به بهبود در محافظت از سرنشين در برابر تصادف از جانب مطابق با استاندارد اروپا دست بيابيم.






[1] NASTRAN(NAsa STRuctursl ANalysis)

[2] Cornell

[3] Kamal

[4] Lin

[5] Augustitus

[6] Federal Motor Vehicle Safety Standard

[7] Economic Commission for Europe

[8] Consumer Tests

[9] New Car Assessment Program

[10] National Highway Traffic Safety Administration

[11] European Enhanced Vehicle Safety Committee

[12] Pedestrian Impact Test

[13] Child Protection Rating

[14] Insurance Institute for Highway Safety





این صفحه را در گوگل محبوب کنید 



[ارسال شده از: فان پاتوق]
[مشاهده در: www.funpatogh.com]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 757]

اضافه شدن مطلب/حذف مطلب


تبلیغات


برچسب های کاربران: تصدفات  -  تست کرش تمام خودروها  -  موسسه iihs تست برخورد  -  تصدفات که سر آنها قطع شده  -  انواع تست کرش  -  تست برخورد  -  تست برخورد خودرو  -  انواع تصدفات  -  تصادف وسرهای قطع شده  -  معیارهای تست ایمنی خودرو  -  ستاره های تست کرشخودرو  - 









==================================

-






صفحه اول | تمام مطالب | ارتباط با ما
1390© تمامی حقوق این سایت متعلق به سایت واضح می باشد.
سایت واضح آرشیو وب فارسی می باشد و تمامی مطالب بصورت خودکار از سایت های فارسی دریافت می شوند و سایت واضح هیچگونه مسئولیتی در قبال آنها ندارد
این سایت در ستاد ساماندهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی ثبت شده است و پیرو قوانین جمهوری اسلامی ایران می باشد. لطفا در صورت برخورد با مطالب و صفحات خلاف قوانین در سایت آن را به ما اطلاع دهید