Les crash tests

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  • Publié le : 3 juin 2012
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1. Introduction
Les normes européennes Euroncap imposent aux constructeurs automobiles de proposer des produits garantissant l'intégrité physique des occupants du véhicule en cas d'accident. Pour cela, une partie de la structure absorbe l'énergie cinétique grâce à sa déformation alors qu'une zone rigide constituant l'habitacle protège les occupants de l'intrusion de corps étrangers.
Ladéformation de la partie destinée à l'absorption du choc se déroule en un temps très court, de l'ordre du dixième de seconde. Pour simuler le comportement de la structure lors du crash, il est donc nécessaire de disposer d'un modèle de comportement des matériaux valable pour les grandes vitesses de déformation.
Des essais matériaux spécifiques permettent de déterminer la valeur des paramètres de cesmodèles de comportement.

2. Objectifs

L'objectif de cette ressource est :
• de s'approprier la conception et la réalisation d'essais dynamiques destinés à reproduire le phénomène physique observé et permettre la mesure d'une réponse utile pour l 'identification,
• de s'approprier la démarche qui permet le passage de la réponse mesurée aux valeurs des paramètres du modèle de comportement.3. Problématique


3.1. La sécurité

La sécurité est devenue ces dernières années une prestation fondamentale d’un véhicule automobile et un argument commercial marquant. L'existence de barêmes de classement du comportement d'un véhicule au crash (Euroncap) est par exemple connue de tous. On distingue deux catégories de composants de sécurité : les éléments de sécurité active et leséléments de sécurité passive.
Les éléments de sécurité active ont pour objectif de donner toutes les aides à la conduite possibles pour éviter qu'un accident se produise.Ce sont par exemple l'ABS (Anti blocage des roues), l'ESP (contrôle de la trajectoire), le BAS (Assistant de freinage d'urgence) ou encore l'antipatinage.
Les éléments de sécurité passive ont pour objectif de limiter autant quepossible les conséquences du choc sur l’intégrité physique du conducteur et des passagers. Ce sont par exemple les airbags, les prétensionneurs de ceintures de sécurité ou encore les longerons participant à dissiper l'énergie cinétique du véhicule en cas de choc. C'est sur ces derniers que nous allons concentrer notre attention.
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Figure 1 : Un véhicule en test de crash frontal

3.2. Laproblématique du Crash Test

Les tests Euroncap évaluent les performances réalisées par le produit lors de différentes situations de crash. Les grandeurs mesurées sont les accélérations et efforts subis par un mannequin instrumenté dans des conditions de crash décrites précisément. Différents critères sont reliés aux accélérations mesurées en différents points (tête, thorax, membres, etc...).
Parexemple, le HIC (Head Injury Criterion) est relié aux accélérations mesurées au niveau de la tête : à partir des accélérations mesurées suivant trois directions au niveau de la tête du mannequin, une accélération équivalente est calculée, et un critère (HIC, Head Injury Criterion) est calculé par intégration sur le temps de mesure.
Une accélération résultante est calculée à partir des mesures desdifférents capteurs :
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Un critère (HIC, Head Injury Criterion) est calculé par intégration sur le temps de mesure :
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La qualité de la sécurité lors d'un impact frontal est évaluée à partir des valeurs de différentsv critères de ce type.
Dans le cas de l'impact frontal, l'objectif pour assurer la survie des passagers est donc de ralentir le véhicule sans à coups (des décélérations tropbrutales peuvent entraîner des lésions graves) et sans pénétration de corps étrangers dans l'habitacle. Il s'agit de dissiper l'énergie cinétique du véhicule: l'ordre de grandeur de l'énergie cinétique à dissiper est de 200 kJ pour un choc à 60 km/h (la masse de la voiture est prise à 1500 Kg). Si l'on considère un effort de freinage constant sur 1 m (distance d'arrêt du véhicule correspondant...
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