Methodology for scaling finite element dummy and validation of a Hybrid III dummy model in crashworthiness simulation
Description
For study of car-pedestrian crashes, it is two common methods that can be employed: conducting crash tests with mechanical dummies and simulating car crashes on computer. The former is a traditional way and gives good results compared with real life car impact; however, its disadvantage is very expensive test equipment and generally more time-consuming than the latter because after every crash test, experimental vehicles as well as dummies need repairing to be ready for the next experiments. Therefore, crash test simulation using finite-element method is more and more popular in the automobile industry because of its feasibility and cost saving. The majority of finite element dummy models used in crash simulation. Particularly, it is popular to use Hybrid III 50th dummy model which is built based on fiftieth percentile male (equal in height and weight of the average North American). Thus, it is necessary to develop a scaling algorithm to scale a reference dummy size into a desired one without rebuilding the entire model. In this paper, the Hybrid III dummy model provided by LS-DYNA software is scaled to suit Vietnamese biomechanical characteristics. Scaling algorithm comprises dummy geometry, inertial properties and joint properties is utilized. In order to estimate level of head injury – brain concussion by using numerical simulation, the correlation between Head Injury Criterion (HIC) and Abbreviated Injury Scale (AIS) is introduced. In addition, the Hybrid III dummy model in crashworthiness simulation is presented in key frame picture. Numerical simulation approach is validated by comparing results of head acceleration and HIC obtain from this study with experimental data and numerical simulation results in other publication
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
لدراسة حوادث السيارات والمشاة، هناك طريقتان شائعتان يمكن استخدامهما: إجراء اختبارات التصادم باستخدام الدمى الميكانيكية ومحاكاة حوادث السيارات على الكمبيوتر. الأول هو طريقة تقليدية ويعطي نتائج جيدة مقارنة بتأثير السيارة في الحياة الواقعية ؛ ومع ذلك، فإن عيبها هو معدات اختبار مكلفة للغاية وتستغرق عمومًا وقتًا أطول من الأخير لأنه بعد كل اختبار تصادم، تحتاج المركبات التجريبية وكذلك الدمى إلى إصلاح لتكون جاهزة للتجارب التالية. لذلك، أصبحت محاكاة اختبار التصادم باستخدام طريقة العناصر المحدودة أكثر شيوعًا في صناعة السيارات بسبب جدواها وتوفير التكاليف. غالبية النماذج الوهمية للعناصر المحدودة المستخدمة في محاكاة التصادم. على وجه الخصوص، من الشائع استخدام النموذج الوهمي Hybrid III 50th الذي تم بناؤه بناءً على خمسين بالمائة من الذكور (متساوي في الطول والوزن لمتوسط أمريكا الشمالية). وبالتالي، من الضروري تطوير خوارزمية تحجيم لتحجيم حجم وهمي مرجعي إلى حجم مرغوب دون إعادة بناء النموذج بأكمله. في هذه الورقة، يتم قياس النموذج الوهمي Hybrid III المقدم من برنامج LS - DYNA ليناسب الخصائص الميكانيكية الحيوية الفيتنامية. تشتمل خوارزمية القياس على هندسة وهمية، ويتم استخدام خصائص القصور الذاتي وخصائص المفصل. من أجل تقدير مستوى إصابة الرأس – ارتجاج الدماغ باستخدام المحاكاة العددية، يتم تقديم العلاقة بين معيار إصابة الرأس (HIC) ومقياس الإصابة المختصر (AIS). بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم النموذج الوهمي Hybrid III في محاكاة صلاحية التصادم في صورة إطار رئيسية. يتم التحقق من صحة نهج المحاكاة العددية من خلال مقارنة نتائج تسارع الرأس والحصول على HIC من هذه الدراسة بالبيانات التجريبية ونتائج المحاكاة العددية في منشورات أخرىTranslated Description (French)
Pour l'étude des accidents voiture-piétons, ce sont deux méthodes courantes qui peuvent être employées : effectuer des essais de collision avec des mannequins mécaniques et simuler des accidents de voiture sur ordinateur. Le premier est une méthode traditionnelle et donne de bons résultats par rapport à l'impact réel de la voiture ; cependant, son inconvénient est un équipement de test très coûteux et généralement plus long que le second car après chaque test de collision, les véhicules expérimentaux ainsi que les mannequins doivent être réparés pour être prêts pour les prochaines expériences. Par conséquent, la simulation de crash-tests utilisant la méthode des éléments finis est de plus en plus populaire dans l'industrie automobile en raison de sa faisabilité et de sa réduction des coûts. La majorité des modèles factices d'éléments finis utilisés dans la simulation d'accident. En particulier, il est populaire d'utiliser le modèle factice Hybrid III 50e qui est construit sur la base du cinquantième percentile masculin (égal en taille et en poids à la moyenne nord-américaine). Ainsi, il est nécessaire de développer un algorithme de mise à l'échelle pour mettre à l'échelle une taille de mannequin de référence dans une taille souhaitée sans reconstruire l'ensemble du modèle. Dans cet article, le modèle factice Hybrid III fourni par le logiciel LS-DYNA est mis à l'échelle pour s'adapter aux caractéristiques biomécaniques vietnamiennes. L'algorithme de mise à l'échelle comprend une géométrie factice, des propriétés inertielles et des propriétés de joint. Afin d'estimer le niveau de traumatisme crânien – commotion cérébrale en utilisant la simulation numérique, la corrélation entre le critère de traumatisme crânien (hic) et l'échelle abrégée de traumatisme crânien (AIS) est introduite. En outre, le modèle factice Hybrid III dans la simulation de la résistance à l'impact est présenté dans l'image de l'image clé. L'approche de simulation numérique est validée en comparant les résultats de l'accélération de la tête et du hic obtenus à partir de cette étude avec des données expérimentales et des résultats de simulation numérique dans d'autres publicationsTranslated Description (Spanish)
Para el estudio de los accidentes entre automóviles y peatones, se pueden emplear dos métodos comunes: realizar pruebas de choque con maniquíes mecánicos y simular accidentes automovilísticos en el ordenador. El primero es una forma tradicional y da buenos resultados en comparación con el impacto de un automóvil en la vida real; sin embargo, su desventaja es que el equipo de prueba es muy costoso y generalmente requiere más tiempo que el segundo porque después de cada prueba de choque, los vehículos experimentales y los maniquíes deben repararse para estar listos para los próximos experimentos. Por lo tanto, la simulación de pruebas de choque utilizando el método de elementos finitos es cada vez más popular en la industria del automóvil debido a su viabilidad y ahorro de costes. La mayoría de los modelos ficticios de elementos finitos utilizados en la simulación de choques. En particular, es popular utilizar el modelo ficticio Hybrid III 50th, que se basa en el percentil cincuenta masculino (igual en altura y peso que el norteamericano promedio). Por lo tanto, es necesario desarrollar un algoritmo de escala para escalar un tamaño ficticio de referencia a uno deseado sin reconstruir todo el modelo. En este documento, el modelo ficticio Hybrid III proporcionado por el software LS-DYNA se escala para adaptarse a las características biomecánicas vietnamitas. Se utiliza un algoritmo de escala que comprende la geometría ficticia, las propiedades inerciales y las propiedades de las articulaciones. Con el fin de estimar el nivel de lesión en la cabeza – conmoción cerebral mediante el uso de simulación numérica, se introduce la correlación entre el Criterio de lesión en la cabeza (HIC) y la Escala abreviada de lesiones (AIS). Además, el modelo ficticio Hybrid III en la simulación de resistencia a los choques se presenta en la imagen del fotograma clave. El enfoque de simulación numérica se valida comparando los resultados de la aceleración de la cabeza y la HIC obtenidos de este estudio con los datos experimentales y los resultados de la simulación numérica en otra publicaciónFiles
978.pdf
Files
(2.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3c1de63cd7243d8eb52cb5f9fb1458d3
|
2.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- منهجية قياس دمية العنصر المحدود والتحقق من صحة نموذج دمية Hybrid III في محاكاة صلاحية التصادم
- Translated title (French)
- Méthodologie de mise à l'échelle du mannequin d'éléments finis et de validation d'un modèle factice Hybrid III en simulation de résistance à l'impact
- Translated title (Spanish)
- Metodología para escalado de maniquí de elementos finitos y validación de un modelo de maniquí Híbrido III en simulación de resistencia a choques
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3095641669
- DOI
- 10.32508/stdjet.v2isi2.468