ANALIZA BEZPIECZEŃSTWA UCZESTNIKÓW WYPADKU

Sonia FALANA, Karolina PIETROWSKA, Koło naukowe Biokreatywni przy Katedrze
Biomechatroniki, Politechnika Śląska, Zabrze
Wojciech WOLAŃSKI, Kamil JOSZKO Katedra Biomechatroniki, Politechnika Śląska,
Zabrze
ANALIZA BEZPIECZEŃSTWA UCZESTNIKÓW WYPADKU
DROGOWEGO
ANALYSIS OF PARTICIPANTS'S SAFETY DURING CAR ACCIDENT
Słowa kluczowe: badania modelowe, systemy bezpieczeństwa, wypadek
drogowy
1. WSTĘP
Rokrocznie ilość wypadków maleje, jednakże wciąż ich liczba jest zatrważająca. Dlatego
cały czas trwają prace nad poprawą bezpieczeństwa pasażerów, także tych najmłodszych czyli
dzieci [1,2]. Badania są przeprowadzane nie tylko na drodze doświadczalnej czyli crash
testów, ale także przy wykorzystaniu modelowania numerycznego [3,4]. Prezentowane
badania wpisują się w ten nurt, których celem była analiza czynników zależnych od
użytkowników aut, a które wpływają na ich bezpieczeństwo.
W pracy przedstawiono analizę bezpieczeństwa uczestników wypadku samochodowego,
w której dokonano oceny mocowania fotelika dziecięcego i jego wpływu na bezpieczeństwo
dziecka oraz skuteczności działania biernych i aktywnych systemów bezpieczeństwa w
trakcie zderzenia czołowego. W ramach pracy wykonano badania modelowe z
wykorzystaniem oprogramowania MADYMO. Do badań wykorzystano manekina osoby
dorosłej (HYBRID III) oraz 6-letniego dziecka (6YO). Analizowano wybrane parametry
kinematyczne: przyspieszenie głowy, przyspieszenie klatki piersiowej oraz momenty sił, a
także kryteria urazowości głowy (HIC) i szyi (NIC oraz Nij). Wyznaczone parametry
pozwoliły określić prawdopodobieństwo urazów, a tym samym poziom bezpieczeństwa
uczestników wypadku.
2. SYMULACJE NUMERYCZNE
Pierwszym etapem symulacji było przygotowanie modelu samochodu i jego
użytkowników w programie Madymo. Fotele składające się z siedziska oraz oparcia
zamodelowano w ten sposób, że obie części zostały połączone obrotową parą kinematyczną.
Następnie zamodelowano podłogę samochodu i dołączono model manekina HYBRID III oraz
6-letniego dziecka. Każdy manekin został usadzony na fotelu, w sposób odzwierciedlający
naturalną pozycję ciała. W przypadku dziecka, zostało ono posadzone w wcześniej
przygotowanym foteliku i podstawce. W ostatnim etapie modelowania dodano pasy
bezpieczeństwa dla modelu HYBRID III. Rozważano dwa warianty pasów: dwu- oraz
s. 146
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
trójpunktowe, które ustawiano w różnych pozycjach (niższej i wyższej, z różnicą 15 cm).
Natomiast dla manekinem 6YO na podstawce i w przypadku fotelika przyjęto mocowanie
pasów trójpunktowych, natomiast w foteliku manekina przypinano za pomocą pasów
czteropunktowych (Tabela 1). Wszystkie symulacje wykonano z wymuszeniem, które
odpowiadało opóźnieniu zarejestrowanemu przy zderzeniu czołowym [2].
Tabela 1. Warianty symulacji
Czas
Pasy
dwupunktowe
Pasy
trójpunktowe
mocowane
niżej
Pasy
trójpunktowe
mocowane
wyżej
Podstawka
Fotelik
0 ms
145ms
200ms
3. PODSUMOWANIE
W pracy dokonano analizy skuteczności działania systemów bezpieczeństwa
w samochodzie podczas zderzenia czołowego. Wyniki przeprowadzonych badań umożliwiły
określenie kryteriów urazowości, a tym samym prawdopodobieństwo wystąpienia urazów.
Na ich podstawie można wnioskować, że im większa liczba mocowań pasów bezpieczeństwa
oraz prawidłowe ich ustawienie skutkuje małym prawdopodobieństwem wystąpienia
poważnych obrażeń podczas wypadku drogowego.
LITERATURA
[1] Wicher J., Biomechanika obrażeń w kolizjach drogowych. Zeszyty Naukowe Politechniki
Świętokrzyskiej, 2000: „Mechanika” nr 71, s. 27-47.
[2] Prochowski L., Żuchowski A.: Analiza oddziaływania między ciałem człowieka a
elementami systemów ochrony w samochodzie w krytycznych sytuacjach drogowych opracowanie podstaw modelowania. "Sprawozdanie końcowe z PBW 553" 2005.
[3] Tanaka Y., Yonezawa H.: Responses of Hybrid III 3YO and Q3 Dummies in Various
CRSs Tested Using ECE R44 Impact Conditions. In: The 21th International Technical
Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV), June 15-18, Stuttgart, Germany
2009, p. 23-29.
[4] Joszko K., Wolański W., Gzik M., Żuchowski A., Badania eksperymentalne i modelowe
skuteczności ochrony pasażerów na tylnych fotelach samochodów osobowych podczas
wypadku drogowego, 2015, Modelowanie Inżynierskie nr 56, s.48-57