Sviluppo di un modello agli elementi finiti di bicicletta e ciclista per la ricostruzione di incidenti stradali

The first part of this work deals with the implementation of a Finite Element model of a bicycle. The modeling procedure and the positioning of a numerical anthropomorphic dummy are shown. Some numerical simulations have been performed in order to check the behaviour of the model. The cyclist is partially constrained to the bicycle. The constraining system has to be suitable for impact simulations, that are lastly considered in order to try out the cyclist model. Two types of numerical simulations have been performed: impact simulations against a rigid wall and car-bicycle impacts. The first simulations have been performed for the model calibration, while the second ones have been done for the numerical reconstruction of road accidents between a cyclist and a car. Body injury criteria were computed in order to assess the outcome of the simulations. A comparison is possible by using some results coming from experimental tests: three impact configurations have been tested (one frontal impact and two lateral ones) where an initial velocity was given to the cyclist, while the car was kept steady. Quantitative and qualitative results coming from numerical and experimental tests have been compared: the numerical tests share indeed the same initial configurations with the experimental ones.

Nella prima parte di questo lavoro viene descritta la procedura seguita per l’implementazione di un modello a elementi finiti di una bicicletta, e il seguente posizionamento di un manichino antropomorfo per completare il modello di ciclista. Vengono riportate le prime prove effettuate per verificarne il corretto funzionamento e lo studio di un sistema di vincoli, tra bicicletta e manichino, che fosse compatibile con le simulazioni di impatto con cui collaudare il modello. Successivamente sono state svolte due tipologie di simulazioni numeriche: simulazioni di impatto contro una superficie rigida per la calibrazione del modello, e prove di impatto contro una vettura per valutarne il comportamento in vista dello scopo finale del modello di ciclista: la ricostruzione numerica di incidenti stradali. In entrambi i casi sono stati determinati gli indici di lesione per diverse parti del corpo, per avere dei valori numerici con cui giudicare l’esito delle simulazioni. Un confronto è stato fatto utilizzando i risultati provenienti da prove sperimentali svolte: sono state riprodotte tre diverse configurazioni di impatto (un frontale e due impatti laterali) mantenendo statico il veicolo e fornendo una velocità iniziale al ciclista. Sono stati infine comparati i risultati quantitativi e qualitativi ottenuti nelle prove sperimentali e nelle simulazioni numeriche (per le quali sono state adottate le medesime configurazioni iniziali).