Development and certification of a flexible legform impactor for pedestrian accident studying

This work concerns the improvement and the certification of a new Flexible Pedestrian Legform Impactor (Flex-PLI TRL) performed in the laboratories for transport safety of TRL Limited. The legform impactor aims to represent the pedestrian to motor-vehicles interaction during an incident. After the realisation of the impactor, by means of reverse engineering process on the Flex-PLI GTR, improvements have been proposed for what concern the femur and tibia. In this way a numerical model of the latter has been prepared and validated, to assess their biofidelity performances against thickness modification. Validation has been performed by comparing results against experimental tests in the literature. Compression certification tests have been conducted on the skin and flesh of the impactor, respectively made of Neoprene and Synthetic Rubber. Subsequently, static tests on sub-components as knee, femur and tibia has performed, to assess their certification against the improvements. The work closes with the design of a pendulum rig for validating the legform impactor under dynamic conditions. Static tests have shown excellent complying with the actual regulations, guaranteeing the validity of the proposed improvements and of the numerical model. For what concern the material tests, only Neoprene complies with the certification corridor. Therefore, new certification proposals have been introduced based on experimental evidences. Future developments concern the production of the pendulum rig and the dynamic certification of the impactor.

Obiettivo di questo lavoro di tesi riguarda il miglioramento e la successiva certificazione di un nuovo Flexible Pedestrian Legform Impactor (Flex-PLI TRL) condotto presso i laboratori di ricerca sui trasporti di TRL Limited. Questo strumento ha come finalità primaria quella di rappresentare l’interazione tra le parti tipica di incidenti stradali che coinvolgono pedoni. A seguito della realizzazione, attraverso un processo di ingegneria inversa, dell’attuale Flexible Pedestrian Legform Impactor GTR (Flex-PLI GTR), miglioramenti sono stati proposti per ciò che concerne gli elementi interni rappresentanti femore e tibia. In questo senso è stato costruito e successivamente validato un modello numerico rappresentante questi ultimi, con la finalità di studiarne la variazione delle performances, in termini di biofedeltà, al variarne dello spessore. La validazione è stata resa possibile grazie a test sperimentali presenti in letteratura. Successivamente si è provveduto ad effettuare test certificativi di compressione sui materiali rappresentanti pelle e muscolatura, rispettivamente Neoprene e Gomma Sintetica. In un secondo tempo sono stati condotti test statici indipendentemente su ginocchio, femore e tibia, per verificarne la possibile certificazione a seguito dei miglioramenti introdotti. Il lavoro si chiude con la progettazione di un pendolo atto a validare il componente attraverso una campagna di test dinamici. I test statici sui componenti hanno mostrato ottima corrispondenza con le normative vigenti, confermando di fatto la validità dei miglioramenti proposti e la validazione del modello numerico sviluppato. Per ciò che concerne i test sui materiali, solamente quelli effettuati sul Neoprene rientrano nei corridoi certificativi. Sulla base delle evidenze sperimentali, nuove proposte per la certificazione della gomma sintetica sono state avanzate. Sviluppi futuri riguardano la produzione del pendolo e la successiva verifica del componente attraverso una campagna di test dinamici.