Dissertação

{en_GB=Multi-objective design optimization of a frontal crash energy absorption system for a road-safe vehicle} {} EVALUATED

{pt=Desde 2013, mais de 1,25 milhões de pessoas morrem por ano em acidentes rodoviários, tornando a segurança rodoviária um problema à escala global. No que diz respeito à proteção em colisões frontais e traseiras, é comum usar uma estrutura projetada para deformar de forma controlada em caso de colisão, evitando a deformação do habitáculo e acelerações excessivas nos passageiros, que podem levar a lesões graves ou até fatalidades. Este trabalho centra-se no desenvolvimento de uma estrutura de alumínio deste tipo, visando um design otimizado, dentro dos parâmetros disponíveis para o projeto do veículo em que está incluído. Utilizando doftware comercial de Anáise de Elementos Finitos (FEA), um modelo da estrutura de absorção de energia para impacto frontal é desenvolvido e validado com um procedimento experimental de compressão quasi-estática. É desenvolvido um processo de otimização multi-objetivo, que pode ser adaptável às necessidades futuras do projeto. Várias alterações na geometria são testadas, com foco em défices específicos no desempenho da estrutura. Através deste processo, um modelo FEA robusto e adaptável é alcançado e uma compilação da influência de vários parâmetros no desempenho em impacto é obtida. A estrutura otimizada mostra uma melhoria significativa no desempenho em caso de colisão frontal e, de acordo com os limites estabelecidos, espera-se que satisfaça os valores legais de segurança nos testes realizados pelas entidades responsáveis., en=Since 2013, more than 1.25 million people die each year in road accidents, making road safety a global concern. With regard to protection in frontal and rear collisions, a common solution is to use a structure designed to deform in a controlled manner in the event of collision, avoiding deformation of the cabin and excessive accelerations in the passengers, which can lead to serious injuries or even fatalities. This work focus on the development of an aluminum structure of this type, aiming for an optimized design, within the design parameters available for the vehicle project in which it is included. A Finite Element Analysis (FEA) model of the frontal energy absorption structure for frontal impact is developed and validated with a quasi-static compression experimental procedure. A multi-objective optimization process, that can be adaptable to the future needs of the project, is developed. Several changes in the geometry are tested, focusing on specific deficits in the performance of the structure. Through this process, a robust and adaptable FEA model is achieved and a compilation of the influence of several parameters on the impact performance is obtained. The optimized structure shows a significant performance improvement in the event of a frontal collision and, according to the established limits, it is expected to satisfy the legal values of safety in the tests carried out by the responsible entities. }
{pt=vigas de paredes finas, colisão frontal, absorção de energia, desempenho ao impacto, optimização multi-objectivo, en=thin-walled beams, front collision, energy absorption, crash performance, multi-objective optimization}

novembro 23, 2017, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Miguel Ouro Colaço

CEIIA

Especialista

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar