Tool basato su DoE che relaziona le caratteristiche geometriche e di rigidezza del frontale di autoveicoli con la risposta dell'impattore flexible lower-legform

Although a lot of vehicles are already approved with the UN ECE 127 Regulation for pedestrian safety, the response of Flex-Pli impactor is very difficult to foresee for its strong non linear behaviour. In order to understand the biomechanical response, a full Fem model of the vehicle is necessary. This thesis try to generate a reduced model of the frontal part of the vehicle. It permits to obtain an approximated result in the first phase of a vehicle design, when only the style of the car is known and it's not possible to generate a full Fem model. In this way, it's possible to know in this first phase if the vehicle can be approved or not for the regualtion by modifying only the stiffness of the frontal part and not the external style. The same model can be used in a second phase of vehicle design, when the full Fem model in available. If some calculations give bad results, the model can indicate the changes, in order to respect the limits of the regultion in a little time (with respect to a complete model). In order to make more simple to use the model, a Design of Experiment is calculated. With the results is also possible to make a response surface (and consequently a tool) that receive in input the features of the vehicle front-end and give the approximated biomechanical response. This porcedure is divided in two main parts, one for vehicle with engine in the front part and one for ones with engine in the rear part. This target is achieved with the analysis of projects of Ferrari factory. With them, it' possible to validate the reduced model and to extrapolate the intervals of variation of the input parameters.

Sebbene già alcune vetture siano state omologate alla normativa ECE 127, relativa alla sicurezza del pedone, l'impattore Flex-Pli risulta particolarmente ostico poichè presenta un comportamento fortemente non lineare, che rende difficile prevederne la risposta biomeccanica. Per farlo, sono al momento necessarie delle simulazioni con veicolo completamente modellato, attraverso gli elementi finiti. Questa tesi mira alla generazione di un modello ridotto del frontale del veicolo. Esso permette di ottenere una risposta approssimata in fase di impostazione del progetto, quando sono noti solo lo stile ed il design del veicolo e non è possibile generare il modello ad elementi finiti. In questo modo, si determina in anticipo la fattibilità dello stile, ovvero la possibilità di essere conformi alla normativa, modificando solamente le rigidezze del veicolo e non il design esterno. Lo stesso modello può essere utilizzato per correggere eventuali problematiche, rilevate con i primi calcoli completi agli elementi finiti. I tempi di calcolo del modello ridotto, infatti, sono nettamente inferiori rispetto ad un calcolo con il modello completo. Ciò, permette di comprendere in tempi minori la modifica che risolve l'eventuale problematica. Per rendere maggiormente fruibile l'utilizzo del modello ridotto e per velocizzare ulteriormente la previsione della risposta dell'impattore, viene svolto un DoE - Design of Experiments e successivamente generata una superficie interpolante. Per poter effettuare un DoE vanno scelti i parametri in input che maggiormente influenzano la risposta, divisi per veicoli a motore posteriore ed anteriore. Per avere tempi di calcolo accettabili, è necessario che questi parametri siano un numero limitato e che varino all'interno di intervalli ridotti. Con i risultati del DoE, viene progettato un Tool. Attraverso di esso, si può avere la risposta biomeccanica approssimata, inserendo i parametri in input, relativi al frontale del veicolo, che vengono richiesti. L'obiettivo viene raggiunto utilizzando i progetti di autoveicoli Ferrari. Attraverso di essi, si verifica la validità del modello ridotto. Data la diversità dei frontali dei veicoli a motore posteriore da quelli a motore anteriore, si sviluppano due diversi modelli e, di conseguenza, due DoE. Dall'analisi dei progetti Ferrari vengono estrapolati anche gli intervalli di variazione delle variabili in input per i due modelli e, di conseguenza, anche il campo di esistenza per cui è possibile ottenere una risposta approssimata dalla superficie interpolante.