Cálculo Energía Absorbida colisión contra árbol.

Foro general de debate sobre temas relacionados con los accidentes de tráfico, especialmente en lo relativo a su investigación y reconstrucción.
Avatar de Usuario
maxtor
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 310
Registrado: 08/10/2006, 03:00

Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por maxtor »

Saludos a todos.

Bueno tengo una duda y a ver si alguno me ayuda. He recibido el encargo judicial de calcular la velocidad de circulación de un turismo que tras dejar una huella de frenada de 60 metros se sale de la calzada e invade la acera y posteriormente de forma lateral impacta con su lateral izquierdo con un árbol. Produciendo una buena deformación lateral.

Tengo todas las medidas tomadas en el recinto de grúas y datos de catálogos y demás, pero surge la duda ya que según algunos autores la colisión contra un objeto fijo tipo farola o árbol no puede ser tratada con los modelos energéticos habituales ( Campbell, McHenry, Prassad), ya que pueden haber errores que sobrestimen la velocidad en un 30%.

La duda que me surge es que esos autores hablan en todo instante de un choque frontal y no lateral, y sugieren otra forma de abordar dicho cálculo
mediante una formulación que relaciona la energí­a especí­fica absorbida frente a ln 1/ [1- D/L].

He probado por este método y por el de McHenry y me arrojan resultados muy dispares, y por otro lado utilizando el modelo analí­tico de Limpert me confirma el primer método.

A ver si alguien puede indicarme cuál es el correcto.
Avatar de Usuario
jolumega
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 198
Registrado: 27/09/2005, 03:00
Ubicación: Spain

Re: Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por jolumega »

HOLA DE NUEVO AMIGO MAXTOR,

Muy interesante el tema.
En relación a los choques con postes, tenemos el modelo energético desarrollado por el fí­sico irlandés Dr. Denis P. Wood en donde ciertamente sólo aparece el choque frontal.
Según el citado método, además de tenerse que tener en cuenta la dirección de la FPI (por si pasa o no por el centro de gravedad), hay que tener también presente la resultante del logaritmo neperiano en función de cuyo valor (si es superior a inferior a 0,05), así­ habrá que sumársele o restársele a dicho logaritmo (que tu has referido) unas determinadas constantes.

Por curiosidad, si no tienes inconveniente, facilita los datos necesarios y vamos a realizar las operaciones a ver que tal resulta, aunque de antemano sepamos, que al tratarse de un choque lateral, puede que no sea válido.
De todas maneras, con los 60 metros de huellas de frenada (energí­a cinética) y el salto del bordillo (energí­a potencial), creo que tiene más que suficiente para determinar una velocidad que a todas luces se me antoja elevada y si encima es en un tramo urbano (acera) pues creo que sobra.
Hallas la velocidad por esas energí­as y le sumas vectorialmente una velocidad residual, estimada en relación con los desperfectos resultantes.
Por ejemplo, te puedes guiar por algunos ensayos (crash.test)
Última edición por jolumega el 25/09/2009, 10:10, editado 1 vez en total.
Avatar de Usuario
maxtor
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 310
Registrado: 08/10/2006, 03:00

Re: Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por maxtor »

TOMA DE DATOS.

Datos del vehí­culo.-

Marca: Peugeot.
Modelo: 206 XS
Tipo colisión: lateral
Planos afectados: lateral altura barra A.
Anchura deformada: 0.50 m.
Altura medición: 0.22 m.

Medidas deformación.-

o D1 = 0.19
o D2 = 0.27
o D3= 0.35
o D4= 0.20
o D5= 0.18
o D6= 0.12

Distancia entre medidas 8.3 centí­metros.

Máxima profundidad de deformación : D2 (0.17 m).

Medida arqueamiento: no se aprecia.

Batalla en el lado derecho: 2.46 m.

Batalla en el lado izquierdo: 2.41

Observaciones: medidas tomadas altura piso lateral turismo. Se establece una lí­nea de referencia a la altura del piso del vehí­culo respecto al lateral sin deformar. Se realiza medición a una única altura dado que las diferencias de profundidad no superan los 10 centí­metros.

Lo pongo como entretenimiento ya que creo que al final me decantaré por el sistema de Word, que también me lo confirm el método analí­tico de LImpert
Avatar de Usuario
jolumega
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 198
Registrado: 27/09/2005, 03:00
Ubicación: Spain

Re: Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por jolumega »

HOLA de nuevo amigo Maxtor.

Para cumplimentar la hoja de cálculo que tengo, es imprescindible disponer de los siguientes datos que has omitido.

Masa total del vehí­culo, incluido carga y ocupantes (indicando en estos últimos por ejemplo el numero de personas adultas o niños) en Kg.
Longitud total, distancia entre ejes y anchura total del vehí­culo. (en metros).
La deformación máxima y en su caso la excentricidad. (en cm.)

Saludos.
Avatar de Usuario
maxtor
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 310
Registrado: 08/10/2006, 03:00

Re: Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por maxtor »

Saludos.

La masa total del vehí­culo 1088 kg, masa estándar 1013 kg.

Batalla ITV 2.445 metros; batalla medida in situ ambos lados 2.44 metros. Altura 1.39 metros, anchura total vehí­culo 1.810, longitud total 4.08 metros, via anterior 1.471 y posterior 1.480. La deformidad máxima 0.17 metros. Altura medición: 0.22 centí­metros (altura piso lateral turismo). Voladizo posterior 601 mm.

A mí­ me ha salido lo siguiente: Tomando los coeficientes A y B en la tabla de McHenry y obtenidos por la NHTSA, como segunda categorí­a y para impacto laterla: A - 24500 y B - 461630.

Ea=L/5[A/2(D1+2D2+2D3+2D4+2D5+D6)+B/6(D1²+2D2²+2D3²+2D4²+2D5²+D6²+D1.D2+D2.D3+D3.D4+D4.D5+D5.D6) + (5.A²)/2.B ]

E deformación = 0.1 [12234.5 (0.19+2*0.27 + 2*0.25 + 2*0.20 + 2*0.18+0.12) + 76837.83 (0.19²+2*0.27²+2*0.25²+2*0.20²+2*0.18²+0.12²+0.19*0.27+0.27*0.25+0.25*0.20+0.20*0.18+0.18*0.12)+ 3246.73 ] =0.1 [12234.5 (2.11 ) + 76837.83 (0.6925) + 3246.73

E deformación = 0.1 (25814.79 +53210.19+3246.73)

E deformación = 0.1 * 82271.71 = 8227.171 Julios.

Luego la energí­a de deformación absorbida por este vehí­culo será de 8227.171 Julios.

Considerando que la masa del vehí­culo era de 1088 kg, la velocidad equivalente de barrera ( EBS) será:

V impacto = (EBS) = Raiz Cuadrada (2*Edf) /1088 kg = 3.88 m / s, esto es, 15 km / h.

Si no me he equivocado con la calculadora no me cuadra esa velocidad de colisión y los daños que tení­a el vehí­culo.

Por otro lado utilizo el sistema de colisión contra objeto fijo de D. Word:

Utilizaremos un método energético que relaciones la energí­a especifica absorbida y la deformación residual, cuya expresión es la siguiente:

(Ea /m) = (F*L)/m * ln ( 1- (D/L)) ˉ¹


Donde:

Ea Energí­a absorbida en la colisión – Julios –
Ea / m Energí­a especí­fica absorbida en la colisión – J / kg –
F Fuerza de deformación considerada constante – Newton –
M masa total del vehí­culo ( incluidos ocupantes y carga) – Kg.
D Profundidad de deformación residual del vehí­culo – mts –
L Longitud del vehí­culo – mts –
D / L Profundidad de deformación normalizada.

La energí­a especí­fica absorbida, despreciando los efectos de la restitución, es independiente del tamaño del vehí­culo, es decir, para todos los vehí­culos que colisionan a una misma velocidad el valor de Ea / m es el mismo.

Partiendo de esta consideración para una colisión como la que nos ocupa podemos obtener la siguiente expresión:

Ea / m = 1191 [ln ( 1- (D/L)) ˉ¹ - 0.0235

Ea / m = 1191 ( ln ( 1 / 1-(0.20/3.82)ˉ¹ ) – 0.0235

Ea / m = 1191 ( 0.053 – 0.0235) = 35.134, esto es, Ea = 38226.33 Julios.

El cálculo de la velocidad equivalente de barrera o EBS a partir de la energí­a especí­fica absorbida es el siguiente:


(EBS) = 3.6 SQR ( (2*Ea)/1088) = 8.38 m / s, esto es, 30.17 km / h.

Y para el cálculo de la velocidad de colisión contra el árbol la expresión es la siguiente:

V col = (m / ms). (EBS).

Donde:

m Es la masa total del vehí­culo (incluidos ocupantes y carga) – kg.
ms Masa estándar del vehiculo – sin ocupantes ni carga – kg.

Así­ tenemos V col = (1088/1013) * 30.17 = 32.40 km / h.

Otro método de conocer la velocidad de volición es utilizando el Método analí­tico de Limpert, que constituye una aproximación para conocer en qué rangos de valores puede encontrarse la velocidad de impacto.

Para un impacto lateral Limpert propone la siguiente formulación:

V col = 246.3-131.26 ± 4.4 . D med

Donde D med es la deformación media del vehí­culo.

V col = 246.3 – 131.26 (1.825) ± 4.4 * 0.20 =

La velocidad de colisión presenta un rango entre 7.63 m / s ( 27.46 km / h) y 5.87 m / s ( 21.13 km / h).
Avatar de Usuario
jolumega
Nivel de participación:
Nivel de participación:
Mensajes: 198
Registrado: 27/09/2005, 03:00
Ubicación: Spain

Re: Cálculo Energí­a Absorbida colisión contra árbol.

Mensaje por jolumega »

Hola Maxtor

En efecto, todos tus resultados coincide con los de la hoja de cálculo que dispongo.
CON LOS DATOS APORTADOS:
Medidas y masa:
-Longitud total: 4.08 m.
-Distancia entre ejes: 2,44
-Ancho total: 1,81
-Masa total: 1088 Kg.
Perfil de deformación:
-D1.- 0,19 m.
-D2.-0,27 m.
-D3.- 0,25 m.
-D4.- 0,20 m.
-D5.- 0,18 m.
-D6.- 0,12 m.
-Deformación media: 21,1 cm.
-Deformación máxima: 0,17 m (17 cm. )
LOS RESULTADOS OBTENIDOS SON IDÉNTICOS A LOS TUYOS:
El coeficiente resultante es 0,053 (me coincide con el tuyo)
La energí­a de deformación: 38 Kj.

¿Quién está conectado?

Usuarios navegando por este Foro: CommonCrawl [Bot] y 13 invitados