Analysis of the effect of engine mass on vehicle crash of vehicle-to-rigid barrier frontal impact

The safety of the vehicle and the occupant is one of the prime important criteria considered in the automotive field. Especially last two decades many advancements in safety procedures were introduced and many new advancements are being researched and employed at present and in future. Many researches has been made in order to understand the crash mechanics and crash worthiness of a car crash from real time experiments to simulation type analysis like numerical and mathematical models and data based analysis. The advancement in the computational software and hardware has helped a lot in computer aided engineering (CAE) solving the numerical models. Alternatively, the mathematical models use mass and energy absorbing elements to simplify the overall crash analysis considering many scenarios. The objective of the thesis is to inspect about the effect of engine’s mass on the Vehicle crash, since engine constitutes major mass second to the overall mass of the car. The analysis begins with simulating a car model in Finite Element method (FEM) and analyzed in ABAQUS software. The model used is Toyota Yaris obtained from NCAP database and vehicle information is provided by NHTSA. The response from FEM analysis is used in creating Lumped parameter modelling (LPM) such as Spring-mass model, Kelvin Model, Maxwell model and hybrid models. The models are compared in terms of Mass sensitivity factor to understand the effect of change of mass for two different velocities and two different position of center of gravity. The results obtained helped to gain understanding the effect of engine’s mass in vehicle crash. Each LPM model exhibited different responses, comparing with the FEM results the maxwell model showed better results in term of trajectory of Displacement and velocity profiles.

La sicurezza del veicolo e dell'occupante è uno dei principali criteri importanti considerati nel campo automobilistico. Soprattutto negli ultimi due decenni sono stati introdotti molti progressi nelle procedure di sicurezza e molti nuovi progressi sono stati studiati e impiegati attualmente e in futuro. Molte ricerche sono state fatte al fine di comprendere la meccanica di crash e la dignità di crash di un incidente d'auto da esperimenti in tempo reale all'analisi del tipo di simulazione come modelli numerici e matematici e analisi basata sui dati. Il progresso nel software computazionale e hardware ha aiutato molto in computer aided engineering (CAE) risolvere i modelli numerici. In alternativa, i modelli matematici utilizzano elementi di assorbimento di massa ed energia per semplificare l'analisi complessiva degli incidenti considerando molti scenari. L'obiettivo della tesi è quello di ispezionare l'effetto della massa del motore sull'incidente del veicolo, poiché il motore costituisce una massa maggiore seconda alla massa complessiva dell'auto. L'analisi inizia con la simulazione di un modello di auto nel metodo degli elementi finiti (FEM) e analizzato nel software ABAQUS. Il modello utilizzato è Toyota Yaris ottenuto dal database NCAP e le informazioni del veicolo sono fornite da NHTSA. La risposta dall'analisi FEM viene utilizzata nella creazione di modelli di parametri concentrati (LPM) come il modello di massa a molla, il modello Kelvin, il modello Maxwell e i modelli ibridi. I modelli sono confrontati in termini di fattore di sensibilità di massa per comprendere l'effetto del cambiamento di massa per due diverse velocità e due diverse posizioni del centro di gravità. I risultati ottenuti hanno contribuito a comprendere l'effetto della massa del motore in caso di incidente del veicolo. Ogni modello LPM ha mostrato risposte diverse, confrontando con i risultati FEM il modello maxwell ha mostrato risultati migliori in termini di traiettoria dei profili di spostamento e velocità.