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Sumario SUMARIO ____________________________________________________1

A. ANEXO A: RECONSTRUCCIÓN DE ACCIDENTES_______________3 A.1. Clasificación de accidentes por la NHTSA ...................................................... 3 Base de datos: Fichas resumen................................................................................ 7 A.2. Lesiones: ........................................................................................................ 33

A.2.1. Fichas resumen ...................................................................................................33 A.2.2. Tabla resumen de los mecanismos de lesión ....................................................37 A.2.3. Análisis en profundidad de lesiones para casos particulares ............................38

B. ANEXO B: DISEÑO DE LA ESTRUCTURA TRINEO _____________45 B.1. Análisis de inercias......................................................................................... 45

B.1.1. Metodología de cálculo........................................................................................45 B.1.2. Tabla resumen de inercias de los vehículos analizados...................................50 B.1.3. Tabla resumen de inercias de las estructuras trineo de las configuraciones C1,

C2 y C3 para las longitudes L1, L2 y L3.............................................................50 B.2. Simulación numérica...................................................................................... 51

B.2.1. Vehículos elegidos ..............................................................................................51 B.2.2. Simulación exhaustiva de las tres configuraciones............................................52 B.2.3. Gráficas de las pendientes de las configuraciones ............................................58 B.2.4. Esquema de las rampas utilizadas .....................................................................61 B.2.5. Comparación de longitudes ................................................................................63 B.2.6. Nuevo vehículo C2_L2 + Clase S.......................................................................64 B.2.7. Características del nuevo ensayo.......................................................................66

B.3. Dimensionado ................................................................................................ 68 B.3.1. Elección de las dimensiones de los neumáticos ...............................................68 B.3.2. Justificación de la suspensión.............................................................................69 B.3.3. Cálculo de uniones roscadas ..............................................................................70 B.3.4. Justificación de gargantas de las soldaduras.....................................................74

B.4. Iteraciones......................................................................................................77 B.4.1. Iteración 1 ............................................................................................................77 B.4.2. Iteración 2 ............................................................................................................79 B.4.3. Iteración 3 ............................................................................................................81 B.4.4. Iteración 4 ............................................................................................................85

B.5. Descripción del modelo final .......................................................................... 88 B.5.1. Vida útil y cálculo de fatiga..................................................................................88 B.5.2. Recalculo de las inercias.....................................................................................94

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A. ANEXO A: Reconstrucción de accidentes

A.1. Clasificación de accidentes por la NHTSA

A continuación como se ha mencionado en el apartado 6.3.1 de la memoria se resume la categorización de vuelcos realizada por la agencia gubernamental americana NHTSA

Trip – over: El movimiento lateral del vehículo es frenado o parado repentinamente, se induce un vuelco. La fuerza opuesta puede ser producida por una curva, bache o agujero en la carretera.

Fig. A.1. Esquema representativo de un vuelco tipo “Trip-over”

Flip – over: El vehículo es girado a lo largo de su eje longitudinal por un objeto que actúa como rampa, como por ejemplo un guarda rail doblado o se sube velozmente por una pendiente pronunciada.

Fig. A.2. Esquema representativo de un vuelco tipo “Flip-over”

Pág. 4 Anexos

Bounce-over: El vehículo pasa por encima de algún objeto fijo y vuelca como consecuencia. El vuelco debe ocurrir en las proximidades del objeto que proyecta el vehículo.

Fig. A.3. Esquema representativo de un vuelco tipo “Bounce-over”

Turn-over: El vehículo vuelca debido a un giro pronunciado o las fuerzas de superficie contrapuestas al giro (muy común en vehículos con alto c.d.g.) Las superficies incluyen pavimento, graba, hierba, suciedad,…

Nota: Si la rotación o la superficie de fricción causan un deslizamiento, se clasificará como “Turn-over”.

Fig. A.4. Esquema representativo de un vuelco tipo “Turn-over”

Fall-over: El vehículo es girado a lo largo de su eje longitudinal por precipitarse por una ladera o cuneta de desnivel negativo.

Fig. A.5. Esquema representativo de un vuelco tipo “Fall-over”

Nota: La distinción entre este tipo de vuelco y el “Flip-over” es el pendiente, en un caso es el vehículo cae por una rampa de pendiente negativo y en el otro se sube por la rampa de pendiente positivo.

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Fig. A.6. Distinción entre “Fall-over” (izq.) y “Flip-over” (der.)

Climb-over: Cuando un vehículo se sube completamente sobre un objeto fijo (como un guarda rail o una barrera), si ese objeto es suficientemente grande como para despegar el vehículo del suelo, éste debe volcara en dirección opuesta a la que se ha aproximado al objeto.

Nota: En caso que volcara en la misma dirección a la que se ha aproximado al objeto el vuelco es de tipo “Bounce-over”

Fig. A.7. Esquema representativo de un vuelco tipo “Climb-over”

Colisión con otro vehículo: Cuando un impacto causa el vuelco. El vuelco debe ser la causa directa del impacto entre los vehículos.

Fig. A.8. Esquema representativo de un vuelco tipo “colisión con otro vehículo”

Pág. 6 Anexos

End-over-end: Cuando un vehículo vuelca girando de forma primaria sobre su eje lateral

Fig. A.9. Esquema representativo de un vuelco tipo “End-over-end”

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Base de datos: Fichas resumen

A continuación se listan los datos fundamentales del conjunto de los 26 casos que han sido reconstruidos, de los cuales 12 han sido inspeccionados sus vehículos in situ.

IDIADA 01:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 168.8 de la carretera nacional N-152 (Puigcerdà). El conductor de un OPEL Kadett pierde el control y se sale de la calzada (margen derecho), el conductor intentando volver a la calzada su vehículo vuelca sobre su techo invadiendo el sentido contrario siendo embestido por el VOLVO V70 en su costado izquierdo.

Fig. A.10. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.11. Fotografías de los vehículos

Fig. A.12. Fotografía del escenario

Pág. 8 Anexos

IDIADA 02:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 168.8 de la carretera nacional N-260 (Pont de bar, LLeida). El conductor de un Pegueot 206 pierde el control de su vehículo al final de una curvo, el vehículo cruza el carril contrario saliéndose de la carretera por el margen izquierdo. El vehículo recibe un primer impacto en el lado izquierdo y un Segundo impacto en el techo contra una pared de roca natural. La intrusión severa en el techo crea lesiones de gravedad en el conductor.

Fig. A.13. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.14. Fotografías del vehículo

Fig. A.15. Fotografía del escenario

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IDIADA 03:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 167.0 de la carretera nacional N-152 (Fontanals, LLeida). El conductor de un Mercedes SLK pierde el control del vehículo cruzándolo de forma perpendicular al sentido de avance invadiendo el sentido contrario. A cierto punto el vehículo sale de la calzada y golpea contra una roca, volcando y aterrizando sobre su techo, arrastrándose sobre este una larga distancia.

Fig. A.16. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.17. Fotografías del vehículo

Fig. A.18. Fotografía del escenario

Pág. 10 Anexos

IDIADA 04:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 2.2 de la carretera nacional N-154 (Puigcerda-Llívia, Territorio Francés). La conductora de un Seat Ibiza debido a una distracción, desvía su trayectoria saliéndose de la calzada e impactando su vehículo contra un árbol. A causa del impacto el vehículo acaba volcando sobre su techo.

Fig. A.19. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.20. Fotografías del vehículo

Fig. A.21. Fotografía del escenario

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IDIADA 05:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 4.3 de la carretera C-14 consistente en un vuelco por velocidad excesiva a la entrada de una rotonda de un NISSAN Terrano II. El conductor del vehículo resultó ileso.

Fig. A.22. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.23. Fotografías del vehículo

Fig. A.24. Fotografía del escenario

Pág. 12 Anexos

IDIADA 06:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 18 de la carretera C-26 dentro del municipio de Castellò de Farfanya consistente en una salida de vía por el lado derecho, y vuelco longitudinal debido a la irregularidad del terreno de un RENAULT Clio. El accidente provocó heridas leves a la conductora del vehículo mientras que el niño del asiento posterior resultó ileso.

Fig. A.25. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.26. Fotografías del vehículo

Fig. A.27. Fotografía del escenario

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IDIADA 07:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 13 de la carretera C-26 dentro del municipio de Castellò de Farfanya consistente en una salida de vía por el lado derecho, maniobra correctiva y vuelco sobre la calzada de un OPEL Corsa. El accidente provocó heridas leves al conductor del vehículo.

Fig. A.28. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.29. Fotografías del vehículo

Fig. A.30. Fotografía del escenario

Pág. 14 Anexos

IDIADA 08:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 192 de la carretera nacional N—260 (Jaca - Portbou), consistente en un impacto frontal entre turismos (OPEL Astra y SMART), tras la colisión del primero contra un caballo detenido en la vía, el impacto entre los turismos provocó la salida de la vía y la caída por el terraplén lateral a la misma del SMART. El accidente provocó heridas graves al conductor del OPEL Astra y muy graves al conductor del SMART.

Fig. A.31. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.32. Fotografías del vehículo

Fig. A.33. Fotografía del escenario

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IDIADA 09:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 192 de la carretera nacional N—260 (Jaca - Portbou), consistente en un impacto frontal con desviación sobre la línea divisoria entre dos carriles entre un Toyota Lancruiser y un Renault Kangoo por circular demasiado próximos a la línea de división. El Renault Kangoo impacta contra la barrera de protección mientras el Toyota Landcruiser vuelca sobre su lado derecho y permanece sobre su costado derecho después de ¾ de vuelta.

Fig. A.34. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.35. Fotografías de los vehículos

Fig. A.36. Fotografías del escenario

Pág. 16 Anexos

IDIADA 10:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 163,8 de la vía C-14 (Salou-Adrall) en el término municipal de Organyá, consistente en una salida de vía, impacto frontal contra obstáculo rígido y posterior vuelco de un OPEL Astra. El accidente provocó heridas graves a los tres ocupantes del OPEL Astra.

Fig. A.37. Imágenes del croquis y la simulación

Fotografías: no disponibles

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IDIADA 11:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 71.3 de la carretera C-12 consistente en una salida de vía por el lado izquierdo seguida de un impacto contra la pared natural adyacente a la carretera y vuelco de un PEUGEOT 205. Los dos ocupantes del vehículo resultaron heridos leves.

Fig. A.38. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.39. Fotografías del vehículo

Fig. A.40. Fotografías del escenario

Pág. 18 Anexos

IDIADA 12:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en el punto kilométrico 1 de la carretera de Montferrer a Arabell consistente en la pérdida de control, subida al terraplén lateral y posterior vuelco de un SEAT Ibiza. El accidente provocó heridas leves a sus dos ocupantes.

Fig. A.41. Imágenes del croquis y la simulación

Fotografías: no disponibles

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DELPHI 1:

Resumen: Accidente de circulación ocurrido a las 13:40 horas del día 7 de agosto de 2001 en la vía carretera PSU 78, consistente en la pérdida de control, salida de vía y vuelco con impacto contra muro natural sufrido por un TOYOTA Corolla. Los ocupantes frontales de avanzada edad sufrieron heridas leves mientras que el único pasajero de las plazas posteriores, también de avanzada edad sufrió heridas de carácter grave.

Fig. A.42. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.43. Fotografías del vehículo

Fig. A.44. Fotografías del escenario

Pág. 20 Anexos

DELPHI 2

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera PSU 81, consistente en una salida de vía por exceso de velocidad en una curva con posterior vuelco debido al talud lateral e impacto contra un árbol sufrido por un CHEVROLET Corvette. El único ocupante del vehículo pereció en la escena del accidente.

Fig. A.45. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.46. Fotografías del vehículo

Fig. A.47. Fotografías del escenario

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DELPHI 3

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera PSU 62, consistente en pérdida de control del vehículo, impacto contra muro de hormigón y posterior vuelco sufrido por un BMW serie 3. El conductor del vehículo resultó herido leve mientras que la ocupante de la segunda plaza frontal sufrió heridas de carácter leve.

Fig. A.48. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.49. Fotografías del vehículo

Fig. A.50. Fotografías del escenario

Pág. 22 Anexos

DELPHI 4

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera PSU 02, consistente en pérdida de control del vehículo, salida de vía y posterior vuelco e impacto contra numerosos árboles de pequeño diámetro sufrido por un SAAB 97. El conductor resultó eyectado si bien sus lesiones fueron leves, el acompañante sufrió, asimismo, heridas de carácter leve.

Fig. A.51. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.52. Fotografías del vehículo

Fig. A.53. Fotografías del escenario

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DELPHI 5

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera 037 C, consistente en pérdida de control del vehículo, salida de vía por el margan derecho y vuelco sufrido por un TOYOTA Camry. El conductor, único ocupante, sufrió heridas de carácter moderado.

Fig. A.54. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.55. Fotografías del vehículo

Fig. A.56. Fotografía del escenario

Pág. 24 Anexos

DELPHI 6

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera 071 C, consistente en pérdida de control y múltiples vuelcos ocurrido en una autopista y sufrido por un CHEVROLET Blazer. El conductor sufrió heridas graves.

Fig. A.57. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.58. Fotografías del vehículo

Fig. A.59. Fotografías del escenario

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DELPHI 7

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera P 12, consistente en pérdida de control del vehículo, impacto contra obstáculo rígido en la zona frontal derecha y vuelco múltiple sufrido por un BMW serie 5. El conductor del vehículo falleció en la escena.

Fig. A.60. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.61. Fotografías del vehículo

Fig. A.62. Fotografías del escenario

Pág. 26 Anexos

DELPHI 8

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera PSU 78, consistente en un movimiento brusco de volante a alta velocidad invasión de la mediana y vuelco múltiple sufrido por un HONDA Civic. El conductor, único ocupante del vehículo, sufrió heridas leves.

Fig. A.63. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.64. Fotografías del vehículo

Fig. A.65. Fotografías del escenario

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DELPHI 9

Resumen: Accidente de circulación ocurrido en la carretera PSU 11, consistente en pérdida de control debido a una placa de hielo, salida de vía y posterior vuelco sufrido por un NISSAN Pathfinder. El ocupante sufrió heridas graves.

Fig. A.66. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.67. Fotografías del vehículo

Fig. A.68. Fotografías del escenario

Pág. 28 Anexos

VSRC 1

Resumen: Accidente de circulación ocurrido, consistente en una pérdida de control del vehículo impacto contra unos árboles y vuelco de un FORD Ka. El conductor, único ocupante del vehículo, murió en la escena debido a la intrusión en el habitáculo.

Fig. A.69. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.70. Fotografías del vehículo

Fig. A.71. Fotografías del escenario

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VSRC 2

Resumen: Accidente de circulación ocurrido, consistente en un impacto fronto-lateral entre un CITROEN Saxo y un FORD Ka en un cruce. El FORD Ka alcanzado en el lateral por el otro vehículo sufrió un vuelco.

Fig. A.72. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.73. Fotografías de los vehículos

Fig. A.74. Fotografías del escenario

Pág. 30 Anexos

VSRC 3

Resumen: Accidente de circulación ocurrido, consistente en un impacto frontal entre dos turismos con posterior volcada de uno de ellos. El AUSTIN Maestro invadió el sentido contrario de circulación impactando de frente con un FORD Escora familiar. El turismo volcado fue el FORD Escora.

Fig. A.75. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.76. Fotografías de los vehículos

Fig. A.77. Fotografías del escenario

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VSRC 4

Resumen: Accidente de circulación ocurrido, consistente en un impacto posterior entre vehículos, un OPEL Astra y un FORD Mondeo. El OPEL Astra se cruzó en el carril ocupado por el FORD Mondeo ocurriendo el impacto. Este provocó la pérdida del control por parte de los dos conductores cosa que los hizo desplazarse hacia el margen izquierdo y volcar debido a lo accidentado del margen.

Fig. A.78. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.79. Fotografías de los vehículos

Fig. A.80. Fotografías del escenario

Pág. 32 Anexos

VSRC 5

Resumen: Accidente de circulación ocurrido, consistente en un impacto fronto-lateral entre un ROVER 45 y un OPEL Astra en un cruce. El OPEL Astra alcanzado en el lateral por el otro vehículo sufrió un vuelco debido al propio impacto y a la interacción con el peralte lateral a la vía.

Fig. A.81. Imágenes del croquis y la simulación

Fig. A.82. Fotografías de los vehículos

Fig. A.83. Fotografías del escenario

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A.2. Lesiones:

A.2.1. Fichas resumen

A continuación se han clasificado los 26 casos que han sido reconstruidos en función del tipo y de la gravedad:

- La primera tabla los clasifica según la gravedad del accidente así como si se usaba o no cinturón de seguridad durante el accidente; el objetivo de esta clarificación es la de determinar los casos más severos - Se ha clasificado lesión severa como el caso en el que un ocupante en un coche que realiza un vuelco obtiene un nivel de lesión de 3 o por encima de acuerdo con la escala AIS. - La segunda columna de la primera tabla indica la severidad del daño en el compartimiento del ocupante. Debido a la poca información asociada con los datos de deformación en algunos casos, se consideraba mejor el uso de fotografías disponibles para establecer este criterio y asegurar la continuidad de los resultados. - La última columna pretende indicar los casos más graves actuales mediante la identificación de si el accidente dio como resultado por un lado las lesiones serias, y por el otro los daños estructurales en el compartimiento de los ocupantes.

CASO Lesión Seria? Lesión Seria en

el compartimiento de los ocupantes

Lesiones serias + daños serios a la zona de ocupantes

Cinturón de seguridad

Lesiones serias Daños serios Uso de Cinturón de seguridad

IDIADA 1 N N N S N IDIADA 2 S S S S S IDIADA 3 S S S S S IDIADA 4 S S S S S IDIADA 5 N N S N IDIADA 6 N S ? N IDIADA 7 S S S S S IDIADA 8 S S S ? N IDIADA 9 IDIADA 10 S S N IDIADA 11 N S S N IDIADA 12 N S N VSRC 1 S S S S S VSRC 2 S S S S S VSRC 3 S S S S S VSRC 4 S S S S S VSRC 5 S S S S S DELPHI 1 S N S N DELPHI 2 S S S S S

Pág. 34 Anexos

CASO Lesión Seria? Lesión Seria en el compartimiento de los ocupantes

Lesiones serias + daños serios a la zona de ocupantes

Cinturón de seguridad

Lesiones serias Daños serios Uso de Cinturón de seguridad

DELPHI 3 S S S S DELPHI 4 S S N N DELPHI 5 S N S N DELPHI 6 S S S S S DELPHI 7 N S S S N DELPHI 8 S ? S N DELPHI 9 N S N

Fig. A.84. Tabla resumen de lesiones

Leyenda Columna 1 Serio No serio desconocido Columna 2 Lesiones serias en zona ocupantes Lesiones no serias en zona ocupantes desconocido Columna 3 Lesiones serias y daños serios en zona ocupantes Ni lesiones serias ni daños serios en zona ocupantes No lesiones serias,pero si daños serios en zona ocupantes Lesiones serias – compartimiento de ocupantes sin daños significativos desconocido Columna 4 Cinturón de seguridad usado Cinturón de seguridad no usado desconocido Columna 5 Casos serios Casos no serios Otros Un caso serio pero sin uso del cinturón de seguridad desconocido

Para poder plantear mejores sistemas de retención, que eviten el riesgo de eyección y que reduzcan las lesiones sufridas por los ocupantes se hace necesario conocer cual es la dinámica de los mismos durante el instante del vuelco y por lo tanto cual será su tendencia dinámica que los sistemas de retención deban corregir.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 35

El estudio virtual de la dinámica de los ocupantes en caso de accidente se lleva a cabo mediante programas como MADYMO®. Este programa simula los ocupantes de un vehículo mediante cuerpos múltiples que se unen según simulaciones de los tejidos y ligamentos hasta constituir un dummy virtual.

La ejecución del programa empieza con la generación virtual del habitáculo del vehículo y la disposición de los ocupantes en el mismo. Una vez realizado este primer paso se aplica al conjunto unas fuerzas que provocan la aceleración del mismo y se analiza cual es el comportamiento de los ocupantes.

En las siguientes imágenes se aprecia el resultado de una simulación de un vuelco de velocidad de giro elevada. Puede verse como la inercia de los ocupantes hace que se mantengan en su posición mientras que la carrocería empieza a desplazarse.

Fig. A.85. Imágenes del resultado de análisis con MADYMO®

El segundo caso recogido en las imágenes inferiores muestra una simulación den la que la velocidad de giro es inferior. En este caso el ocupante sí tiene tiempo a responder al movimiento del vehículo dado que el efecto de su inercia es inferior. Se aprecia como el dummy se avanza al movimiento de la carrocería y cae por gravedad.

Pág. 36 Anexos

Fig. A.86. Imágenes del resultado de análisis con MADYMO®

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A.2.2. Tabla resumen de los mecanismos de lesión

MECANISMOS CAUSANTES DE LESIÓN (CABEZA Y CARA)

Lesión Tipo de Lesión

Código AIS Nivel de lesividad Potencial Mecanismo causante de la lesión Actual criterio ATD de lesiones

Laceración/ contusión y avulsión en cuero cabelludo y cara

Impacto directo

1102/4/6/800 2102/4/6/800

AIS 1-2 AIS 3 Grandes perdidas de sangre

Impactos directo por golpe inclinado con objetos puntiagudos/abruptos o planos.

No

Lesión penetrante en cráneo incluyendo fractura con hundimiento Lesión penetrante en la cara incluyendo rotura de huesos faciales

Impacto directo Impacto directo

116002/4 216000 2506/800 2512/4/6/800

AIS 3<2cm AIS 5>2cm AIS 1 Menor AIS 2 fractura hueso facial AIS 3 fractura múltiple con gran perdida de sangre

Impacto directo con objeto abrupto o puntiagudo Impacto directo con objeto abrupto o puntiagudo

No No

Contusiones por golpe y hematoma subdural

Impacto directo

140600 AIS 3 - 5 Contusiones AIS 4 - 5 Hematoma subdural

Impacto directo con objeto abrupto. No siempre asociado con una laceración en piel, lesión penetrante o hundimiento de cráneo

No

Fractura de coraza craneal y vasos sanguíneos

Fuerza indirecta

150200 120400

AIS 2 fractura cerrada simple AIS 3 compleja pulverización AIS 4 compleja pulverización o fractura abierta

Fractura remota asociada a impactos directos provinentes potencialmente de objetos abruptos o puntiagudos

No

Contusiones por contragolpe Difusa global 140600 AIS 3 - 5 Contusiones remotas producidas por altas aceleraciones asociadas con un impacto directo

Aceleraciones HIC en cabeza

Lesión axonal difusa Perdida de conciencia

Difusa global Difusa global

1602/4/6/800 160200

AIS 5 AIS 1 mareos, vértigos AIS 2 – 3 Inconciencia <1hr AIS 3 – 4 Inconciencia 1-6 hr AIS 4 – 5 Inconciencia 6-24 hr

Lesión cerebral difusa producida por una gran aceleración rotacional y traslacional causando cizalladura lateral el material cerebral Producidas por grandes aceleraciones rotacionales y traslacionales

Aceleraciones HIC en cabeza Aceleraciones HIC en cabeza

Destrucción masiva del craneo Aplastamiento 113000 AIS 6 Aplastamiento masivo con colapso total del craneo

No

Pág. 38 Anexos

A.2.3. Análisis en profundidad de lesiones para casos particulares

Análisis de causalidad de lesiones

Accidente: Delphi 6 Vehículo: Chevrolet Blazer (1999) Ocupante: Conductor Escenario del accidente: Vehículo sólo – Perdida de control en esquina – Deformaciones de consideración en el techo, en zona del montante A.

Impacto A – Impacto de cabeza con larguero izq. zona techo Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Conmoción<1hr (1606710) Pneumocefalia cerebral (140682) Hemorragia/hematoma cerebral (1406324) Fractura cerrada de bóveda craneal (150402)

2 3 4 2

Lesión global en cabeza Lesión global en cabeza Lesión global en cabeza Lesión global en cabeza

Fracture en base craneal sin CSF estanco (150202) 3 Lesión remota Laceración cuerpo cabelludo (190202) Abrasión cuerpo cabelludo (190602) Contusión/subgaleal en cuerpo cabelludo (190402)

1 1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Todas estas lesiones pueden ser agrupadas mas probablemente a un impacto o menos probablemente a dos impactos de alta velocidad, lateral o frontal entre la cabeza y el larguero. La fractura de bóveda, el hematoma cerebral y la conmoción resultan de una gran aceleración, mientras la rotura de vasos es debida a las cargas en la zona superior del cuello.

Impacto B – Impacto cara/ojos con larguero izq. zona techo Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Factura orbital cerrada (251202) Contusión en parpado (2977402) Abrasión de piel facial superior (290202) Contusión de piel facial (290402)

2 1 1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Energía potencial de impacto media en la zona superior de la cara, después del impacto A.

Impacto C – Impacto facial inferior con superficie interior Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Abrasión de piel facial inferior (290202) Abrasión de piel facial inferior (290402)

1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Impacto de baja energía causado probablemente durante la deformación del vehículo

Impacto D – Impacto en mano derecho contra techo Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Dislocación articulación dedo mano derecha (750404) Fractura dedo mano derecha (752002)

1 1

Impacto/Fuerza directa Impacto/Fuerza directa

Impactos de baja energía causados por el vuelo de brazos

Impacto E – Impacto brazo derecho con superficie interior lado izquierdo Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Abrasión en zona superior de extremidad (790202) Laceración en zona superior de extremidad (790602)

1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Impactos de baja energía causados por el vuelo de brazos durante el accidente.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 39

Propuesta de impactos interiores del ocupante basadas en la reconstrucción en PC-Crash

20 ms-1

8 ms-1

5 – 0 ms-1

1.Pre-Vuelco -Cinemática del ocupante desconocida -Posible abrasión debida al cinturón de seguridad

2.Inicio Vuelco -Impacto A -Impacto de alta energía con la cabeza -Empieza la deformación del techo

3.Vuelco con deformación -Impactos B,C,D,E y F -Multiples Impactos de media-baja energía

Pág. 40 Anexos

Propuesta de impactos interiores del ocupante basadas en las deformaciones del vehículo posterior

El vehículo al volcar voló previamente, consecuentemente el impacto del techo contra el suelo fue de tal severidad que ambos pilares A cedieron.

Este vuelco de gran energía provocó una severa reducción del espació de supervivencia. La cabeza del ocupante golpeó de forma directa con el montante al ceder este en el impacto contra el suelo, por lo tanto la cabeza golpeó directamente contra el suelo, prácticamente. Lesiones de menos gravedad en el brazo.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 41

Análisis de causalidad de lesiones

Accidente: VSRC4 Vehículo: Opel Astra Ocupante: Conductor Escenario del accidente: Vehículo sólo – Perdida de control– Deformaciones de consideración en el techo, en zona del montante B.

Impacto B – Impacto de la cabeza con la ventana del conductor, techo y agarradera de mano Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Cabeza - magulladura en frente y nariz Cabeza – amnesia (160410)

1 2

Impacto directo Lesión global en cabeza

Impacto de energía media/alta con la agarradera posiblemente asociado a una aceleración rápida del vehículo.

Impacto C – Impacto en brazo con puerta Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Brazo izq.- magulladura en codo y antebrazo Brazo izq.- Fractura estiloide radial (752800) Mano derecha.- Fractura triquetral (752002)

1 2 2

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Impacto de energía media/alta con la puerta izquierda posiblemente asociado a una aceleración rápida del vehículo.

Impacto A – Carga del cinturón de seguridad Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Hombro derecho - magulladura Pierna izquierda anterior superior – magulladura Pierna derecha anterior superior – magulladura

1 1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Magulladuras producidas por la carga directa del cinturón de seguridad probablemente producido en una deceleración longitudinal rapida del vehículo

Impacto D – Impacto de la cabeza con la ventana del conductor. Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Cabeza – Laceraciones múltiples 1

Impacto/Fuerza directa

Impacto de energía media/baja en cabeza contra cristal lateral causando su rotura añicos

Impacto E – Impacto brazo derecho con superficie interior lado izquierdo Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto

Mano derecha – Laceración en dorso

1

Impacto/Fuerza directa

Impacto de baja energía contra el cristal lateral ya roto

Pág. 42 Anexos

Propuesta de impactos interiores del ocupante basadas en las deformaciones del vehículo posterior

El coche se subió a la ladera, cuando estaba volviendo a la carretera volcó hacia delante cayendo sobre su montante B izquierdo (lado conductor) El impacto de alta energía causó deformaciones severas en el techo El conductor situado a la izquierda tuvieron impactos severos con los largueros superiores.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 43

Análisis de causalidad de lesiones

Accidente: GDV3 Vehículo: BMW 325i Ocupante: Conductor Escenario del accidente: Vehículo sólo – Perdida de control y salida de la calzada– Deformaciones de consideración en el techo, en zona del montante A y B.

Impacto A – Impacto de la cabeza con objeto desconocido Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Conmoción cerebral (160602 2)

2

Aceleración global

Probablemente el impacto se dio con interior del vehículo. No existen evidencias del impacto en el cuerpo

Impacto B – Impacto en brazo y hombro con objeto desconocido Lesión AIS Mecanismo causante Objeto inicial de impacto Laceración en hombro derecho Laceración codo derecho

1 1

Lesión por impacto directo Lesión por impacto directo

Como estas dos lesiones aparecen en el brazo derecho se consideran provinentes del mismo impacto, aunque con objetos diferentes. Se supone que el codo impacto con la puerta y el hombro impacto con el pilar B.

Informe medico: Diagnosis: Conmoción cerebral, contusión en codo derecho Terapia: curso de control clínico-neurológico, diagnostico en rayos-X Historial: El paciente se vio envuelto en un accidente con su coche y padece las lesiones describes arriba Hallazgos en paciente al hospitalizar: paciente de 29 años consciente sin pérdidas de orientación, sistema cardiovascular estable. Ninguna contusión o compresión en tórax o cadera. Lesiones externas acompañadas de incisión de 1cm de profundidad en brazo derecho, en general, las extremidades libres de movimiento. Diagnostico de Rayos-X: Ninguna fractura ósea en hombro o codo.

Pág. 44 Anexos

Propuesta de impactos interiores del ocupante

basadas en la reconstrucción en PC-Crash

Impactos A + B

Al ser desconocida la cinemática del ocupante antes del vuelco se asume que ambos impactos ocurrieron simultáneamente durante el

vuelco. Estas seguramente hubieran ocurrido en el momento en que el vehículo vuelco sobre su costado izquierdo, justo antes de

arrastrarse sobre su techo.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 45

B. ANEXO B: Diseño de la estructura trineo

B.1. Análisis de inercias

Como se ha mencionado en el apartado 8.2 a continuación se exponen los cálculos efectuados para la extracción de las inercias de las configuraciones descritas en la tabla 8.13 de la memoria.

A continuación se expone la metodología de cálculo para el cálculo de las inercias, así mismo se presenta un ejemplo, concretamente el de la configuración C2_L2 montando un Audi A4, para poder hacer más comprensiva la explicación.

Habiendo introducido la metodología de análisis se resumirán los cálculos realizados mediante una tabla.

B.1.1. Metodología de cálculo

Las herramientas usadas para realizar el análisis han sido el programa de CAD SolidWorks® y el programa PC-Crash®. El primero es una herramienta potente de diseño avanzado que permite introducir materiales y densidades a los elementos realizados, con lo cual ha permitido tener resultados de alta precisión sobre los pesos y las inercias de los cuerpos diseñados. El segundo es un programa de reconstrucción de accidentes dotada de una basta base de datos que ha permitido extraer las inercias y pesos de los vehículos existentes en el mercado.Así pues para realizar el cálculo de las inercias de las diferentes configuraciones se ha partido de lo siguiente:

- Para hacer el cálculo se ha partido de croquis de las estructuras con espesores parecidos a los de las barreras de choque actuales, además se han usado materiales semejantes, es decir se han usado densidades parecidas a las del acero industrial, sin embargo debe quedar manifiesto que aun no se ha hecho un estudio en profundidad, es decir son modelos aproximados para poder extraer sus inercias.

- En todos los croquis modelados se ha procurado que la plataforma diseñada pesara aproximadamente 1500kg. El peso de la plataforma cuando varía de longitud también cambia ligeramente

- Se han distribuido las masas en las plataformas de modo que el centro de masas quede centrado y lo más bajo posible para poder emular el del vehículo, este puede quedar sujeto a variaciones en modelos futuros dado que son sólo modelos aproximados.

Pág. 46 Anexos

- Se ha supuesto que el centro de gravedad de todos los vehículos que se puedan ensayar se encuentra a una altura de 0,5 m respecto del suelo, puesto que la base de datos del PC-Crash® no consta de éste.

- En todo caso siempre se ha calculado la inercia del conjunto montado teniendo en cuenta que el vehículo que se monta no tiene ruedas, de forma que el nuevo centro de gravedad del vehículo sin ruedas se sitúa a 0,23 m del suelo. Este será calculado como la resta entre la altura del centro de gravedad con ruedas y la altura del piso del vehículo, es decir 0,5 m menos 0,27 m (distancia existente entre los bajos del vehículo y el suelo).

- El peso del vehículo sin ruedas se ha aligerado en 15 kilogramos por rueda, resultando un total de 60 kilogramos.

- Las inercias utilizadas para los vehículos serán aquellas que constan en el programa PC-Crash® para cada modelo.

- Las inercias de los croquis de la plataforma han sido calculadas mediante el programa Solidworks®.

- Para el cálculo de las inercias resultantes se ha usado el teorema de Steiner explicado en detalle en el ejemplo.

A continuación se explica mediante un ejemplo, el proceso de cálculo en profundidad.

Ejemplo de cálculo de inercias de la configuración 2 de Longitud 2 montando un A4:

En primer lugar mediante el programa SolidWorks® se ha extraído el peso y el centro de gravedad de la plataforma trineo. El sistema de coordenadas de salida ha sido colocado arras de suelo como se ve en la figura siguiente.

Fig. B.1.Cálculo del centro de gravedad de la plataforma trineo (izq.) sist. coord suelo (der.)

Cdg Trineo

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 47

Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 1568.52 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.01 Z = 1.23

A continuación también meditante el programa Solidworks® se ha extraído el centro de gravedad del A4 montado sobre la plataforma trineo. Al igual que en el caso anterior el sistema de coordenadas de salida ha sido el sistema de coordenadas suelo (fig B.1). Cabe aclarar que en realidad la figura usada para calcular el centro de gravedad ha sido un cubo de 1 m de arista con una densidad de 1215 kg/m3 con su centro de masas situado a 0,23 m del plano de apoyo la plataforma trineo (ver figura siguiente).

Fig. B.2.Cálculo del centro de gravedad del A4 (izq.) Cubo usado para el cálculo (der.)

Cdg A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 1215.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = 1.16

Fig. B.3.Cálculo del centro de gravedad del conjunto (izq.) sist. coord A4+trineo (der.)

Pág. 48 Anexos

Una vez calculadas las masas y los centros de gravedad se ha pasado al cálculo del centro de masas resultante con el programa SolidWorks (fig. B.3 izq.), una vez más con el sistema de coordenadas de salida arras de suelo de la figura B.1.

Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 2783.52 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = 1.20

Con este último cálculo se ha situado un nuevo sistema de coordenadas (fig.B.3 der.) gracias al cual será posible aplicar el teorema de Steiner.

El teorema de Steiner establece que el tensor de inercia de un sólido para un punto B es igual a la suma del tensor central de inercia IIG más el tensor de inercia IIB+ en B de la masa del sólido concentrada en G.

En este caso el punto B será el centro de gravedad resultante Trineo+A4.

A continuación se presenta el cálculo del tensor de inercia de la plataforma trineo en B mediante el programa Solidworks. Inercias Trineo en Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg A4+Trineo Masa = 1568.52 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.01 Z = 0.03 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx = 2445.64 Lxy = 0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy = 6018.82 Lyz = -118.39 Lzx = 0.00 Lzy = -118.39 Lzz = 5576.01 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Ixx = 2447.35 Ixy = 0.00 Ixz = 0.00 Iyx = 0.00 Iyy = 6020.45 Iyz = -118.03 Izx = 0.00 Izy = -118.03 Izz = 5576.09

Por otro lado también se ha calculado el tensor de inercia del A4 en B, sin embargo ha sido necesario realizar el cálculo a mano. Para realizar el cálculo ha sido necesario el cálculo del

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 49

tensor IIB+ para el cual solo es necesario conocer la distancia para cada uno de los ejes, X Y y Z desde el punto B al punto G, en este caso desde el cdg resultante Trineo+A4 hasta el cdg del A4. Estas distancias se han extraído mediante el Solidworks. Inercias A4 en Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg A4+Trineo Masa = 1215.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = -0.04 IIB=IIG+IIB+

IIG Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx =542,9 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =1809,7 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 1809,7 IIB+

Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Tensor de inercia a B de la massa del solido concentrada a G Lxx =1.948 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =1.94 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 0.00 IIB Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Lxx = 544.84 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =1811.64 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz =1809.7

Finalmente para extraer la inercia resultante del conjunto se han sumado los dos tensores de inercia en B calculados previamente: Inercia Resultante Trineo+A4 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde Sistema de coordenadas resultante A4+Trineo Ixx =2992.194Ixy = 0.00 Ixz = 0.00 Iyx = 0.00 Iyy = 7832.09 Iyz = -118.03 Izx = 0.00 Izy =-118.03 Izz = 7385.79

Pág. 50 Anexos

B.1.2. Tabla resumen de inercias de los vehículos analizados

Inercia (kgm2)

Marca Modelo

Peso sin neumáticos

(Kg) Roll (Ixx) Pitch (Iyy)

Yaw (Izz)

CdG altura desde suelo

Seat Arosa 800,00 250,10 833,10 833,80 0,23

Audi A4 1215,00 542,90 1809,70 1809,70 0,23 Merce

des Clase-S 63 1995,00 1207,10 4023,50 4023,50 0,23

Tabla. B.4. Esquema representativo de un vuelco tipo “Fall-over”

B.1.3. Tabla resumen de inercias de las estructuras trineo de las configuraciones C1, C2 y C3 para las longitudes L1, L2 y L3

Configuración Longitud Batalla Vía Peso sin

neumáticos Roll Pitch Yaw

Altura CdG

desde suelo

C1_L1+Arosa 4,00 2,32 2,20 2234,06 3464,57 5594,90 5309,57 1,10

C1_L2+Arosa 5,00 2,62 2,20 2367,41 3841,48 7521,02 7212,98 1,12

C1_L2+A4 5,00 2,62 2,20 2782,41 4158,09 8520,73 8188,88 1,08

C1_L3+Arosa 5,50 3,08 2,20 2434,69 4031,72 8905,73 8585,88 1,13

C1_L3+A4 5,50 3,08 2,20 2849,69 4350,54 9907,65 9561,78 1,09

C1_L3+Clase-S 5,50 3,08 2,20 3629,69 5047,83 12154,54 11775,58 1,04

Tabla. B.5. Tabla resumen de inercias configuración 1

Configuración Longitud Batalla Vía Peso sin

neumáticos Roll Pitch Yaw

Altura CdG

desde suelo

C2_L1+Arosa 4,00 2,32 1,47 2297,71 2572,01 5850,09 5425,39 1,20

C2_L2+Arosa 5,00 2,62 1,47 2368,52 2698,71 6854,01 6409,90 1,20

C2_L2+A4 5,00 2,62 1,47 2783,52 2992,19 7832,09 7385,79 1,20

C2_L2+Clase-S 5,00 2,62 1,47 3563,52 3657,29 10046,79 9599,59 1,19

C2_L3+Arosa 5,50 3,08 1,47 2447,45 2840,14 8200,93 7740,66 1,22

C2_L3+A4 5,50 3,08 1,47 2862,45 3133,94 9177,83 8716,56 1,21

C2_L3+Clase-S 5,50 3,08 1,47 3642,45 3799,66 11393,15 10930,36 1,20

Fig. B.6. Tabla resumen inercias configuración 2

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 51

Configuración Longitud Batalla Vía Peso sin

neumáticos Roll Pitch Yaw

Altura CdG desde suelo

C3_L1+Arosa 6,28 5,34 1,47 2142,29 2064,87 6319,43 6070,48 0,98

C3_L2+Arosa 7,28 6,30 1,47 2281,35 2344,90 8979,23 8737,10 1,00

C3_L2+A4 7,28 6,30 1,47 2696,35 2644,61 9962,04 9713,00 0,97

C3_L3+Arosa 7,78 6,96 1,47 2349,48 2463,79 10560,71 10311,28 1,00

C3_L3+A4 7,78 6,96 1,47 2764,48 2767,37 11547,39 11287,18 0,98

C3_L3+Clase-S 7,78 6,96 1,47 3544,48 3443,83 13773,46 13500,98 0,95

Tabla. B.7. Tabla resumen de inercias configuración 3

B.2. Simulación numérica

B.2.1. Vehículos elegidos

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

Seat-Arosa Audi-A4 Mercedes-Benz-S

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

Seat-Arosa Audi-A4 Mercedes-Benz-S

Fig. B.8. Velocidad angular y ángulo de giro respecto al eje y

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

Seat-Arosa Audi-A4 Mercedes-Benz-S

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

Seat-Arosa Audi-A4 Mercedes-Benz-S

Fig. B.9. Velocidad angular y ángulo de giro respecto al eje z

Pág. 52 Anexos

B.2.2. Simulación exhaustiva de las tres configuraciones

Configuración 1: C1_L1 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L1+AR Seat-Arosa

C1_L1 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L1+AR Seat-Arosa

Fig. B.10. Ángulo de giro y velocidad angular eje x de C1_L1 + Arosa

C1_L2 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L2+AR Seat-Arosa

C1_L2 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L2+AR Seat-Arosa

Fig. B.11. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C1_L2 + Arosa

C1_L3 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L3+AR Seat-Arosa

C1_L3 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+AR Seat-Arosa

Fig. B.12. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C1_L3 + Arosa

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 53

C1_L2 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L2+A4 Audi-A4

C1_L2 A4

-50

0

50

100

150

200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L2+A4 Audi-A4

Fig. B.13. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C1_L2 + A4

C1_L3 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L3+A4 Audi-A4

C1_L3 A4

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+A4 Audi-A4

Fig. B.14. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C1_L3 + A4

C1_L3 Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C1_L3+CL Mercedes-Benz-S

C1_L3 Clase S

-200

20406080

100120140160180

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+CL Mercedes-Benz-S

Fig. B.15. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C1_L3 + Clase S

Pág. 54 Anexos

Configuración 2:

C2_L1 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L1+AR Seat-Arosa

C2_L1 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L1+AR Seat-Arosa

Fig. B.16. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L1 + Arosa

C2_L2 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+AR Seat-Arosa

C2_L2 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+AR Seat-Arosa

Fig. B.17. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L2 + Arosa

C2_L3 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L3+AR Seat-Arosa

C2_L3 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+AR Seat-Arosa

Fig. B.18. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L3 + Arosa

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 55

C2_L2 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+A4 Audi-A4

C2_L2 A4

-50

0

50

100

150

200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+A4 Audi-A4

Fig. B.19. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L2 + A4

C2_L3 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L3+A4 Audi-A4

C2_L3 A4

-50

0

50

100

150

200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+A4 Audi-A4

Fig. B.20. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L3 + A4

C2_L3 Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L3+CL Mercedes-Benz-S

C2_L3 Clase S

-200

20406080

100120140160180

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+CL Mercedes-Benz-S

Fig. B.21. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C2_L3 + Clase S

Pág. 56 Anexos

Configuración 3:

C3_L1 Arosa

-50

0

50

100

150

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L1+AR Seat-Arosa

C3_L1 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L1+AR Seat-Arosa

Fig. B.22. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L1 + Arosa

C3_L2 Arosa

-50

0

50

100

150

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L2+AR Seat-Arosa

C3_L2 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [g

rado

s/s]

C3_L2+AR Seat-Arosa

Fig. B.23. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L2 + Arosa

C3_L3 Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L3+AR Seat-Arosa

C3_L3 Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+AR Seat-Arosa

Fig. B.24. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L3 + Arosa

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 57

C3_L2 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L2+A4 Audi-A4

C3_L2 A4

-50

0

50

100

150

200

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L2+A4 Audi-A4

Fig. B.25. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L2 + A4

C3_L3 A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L3+A4 Audi-A4

C3_L3 A4

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+A4 Audi-A4

Fig. B.26. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L3 + A4

C3_L3 Clase S

-100

102030405060708090

100

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C3_L3+CL Mercedes-Benz-S

C3_L3 Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+CL Mercedes-Benz-S

Fig. B.27. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x de C3_L3 + Clase S

Pág. 58 Anexos

B.2.3. Gráficas de las pendientes de las configuraciones

Configuración 1:

C1_L1 Arosa

y = 682,03x - 7,1091R2 = 0,9986

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L1+AR Línea de tendencia

C1_L2 Arosa

y = 657,88x - 10,013R2 = 0,9988

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L2+AR Línea de tendencia

Fig. B.28. Pendiente C1_L1 + Arosa y C1_L2 + Arosa

C1_L3 Arosa

y = 631,87x - 4,7345R2 = 0,998

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+AR Línea de tendencia

C1_L2 A4

y = 563,26x - 7,5673R2 = 0,999

-50

0

50

100

150

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L2+A4 Línea de tendencia

Fig. B.29. Pendiente C1_L3 + Arosa y C1_L2 + A4

C1_L3 A4

y = 553,48x - 7,08R2 = 0,9973

-50

0

50

100

150

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+A4 Línea de tendencia

C1_L3 CL

y = 366,14x + 7,3154R2 = 0,9828

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C1_L3+CL Línea de tendencia

Fig. B.30. Pendiente C1_L3 + A4 y C1_L3 + Clase S

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 59

Configuración 2:

C2_L1 Arosa

y = 708,62x - 13,308R2 = 0,9933

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L1+AR Línea de tendencia

C2_L2 Arosa

y = 729,03x - 9,4715R2 = 0,9943

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+AR Línea de tendencia

Fig. B.31. Pendiente C2_L1 + Arosa y C2_L2 + Arosa

C2_L3 Arosa

y = 674,11x - 8,5355R2 = 0,991

-50

0

50

100

150

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+AR Línea de tendencia

C2_L2 A4

y = 626,43x - 6,6327R2 = 0,9973

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+A4 Línea de tendencia

Fig. B.32. Pendiente C2_L3 + Arosa y C2_L1 + A4

C2_L3 A4

y = 562,8x - 9,6569R2 = 0,9951

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+A4 Línea de tendencia

C2_L3 CL

y = 471,03x + 0,5015R2 = 0,9975

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+CL Línea de tendencia

Fig. B.33. Pendiente C2_L3 + A4 y C2_L3 + Clase S

Pág. 60 Anexos

Configuración 3:

C3_L1 Arosa

y = 544x - 1,6654R2 = 0,9694

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L1+AR Línea de tendencia

C3_L2 Arosa

y = 546,39x - 1,0185R2 = 0,9822

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L2+AR Línea de tendencia

Fig. B.34. Pendiente C3_L1 + Arosa y C3_L2 + Arosa

C3_L3 Arosa

y = 599,69x + 3,4564R2 = 0,9904

0

50

100

150

200

250

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+AR Línea de tendencia

C3_L2 A4

y = 478,5x + 1,2237R2 = 0,9868

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L2+A4 Línea de tendencia

Fig. B.35. Pendiente C3_L3 + Arosa y C3_L3 + A4

C3_L3 A4

y = 482,84x + 11,266R2 = 0,9808

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+A4 Línea de tendencia

C3_L3 CL

y = 363,85x + 10,848R2 = 0,9365

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C3_L3+CL Línea de tendencia

Fig. B.36. Pendiente C3_L3 + A4 y C3_L3 + Clase S

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 61

B.2.4. Esquema de las rampas utilizadas

Rampas para la configuración 1 (unidades en metros)

Fig. B.37. Esquema de las rampas: RampaConf1_1 y RampaConf1_2 respectivamente

Rampas Configuración 2

Fig. B.38. Esquema de las rampas: RampaConf2_1 y RampaConf2_2 respectivamente

Fig. B.39. Esquema de las rampas: RampaConf2_3 y RampaConf2_4 respectivamente

Pág. 62 Anexos

Rampas Configuración 3

Fig. B.40. Esquema de las rampas: RampaConf2_3 y RampaConf2_4 respectivamente

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 63

B.2.5. Comparación de longitudes

Comparación del vehículo Seat Arosa en la configuración 2 con longitudes L1, L2 y L3:

C2_LX Arosa

-200

204060

80100120

140160

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L1+AR C2_L2+AR C2_L3+AR Seat-Arosa

C2_LX Arosa

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L1+AR C2_L2+AR C2_L3+AR Seat-Arosa

Fig. B.41. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x

Comparación del vehículo Audi A4 en la configuración 2 con longitudes L2 y L3:

C2_LX A4

-20

020

40

60

80100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+A4 C2_L3+A4 Audi-A4

C2_LX A4

-50

0

50

100

150

200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+A4 C2_L3+A4 Audi-A4

Fig. B.42. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x

Pág. 64 Anexos

B.2.6. Nuevo vehículo C2_L2 + Clase S

Vehículo simulado Veloc. de lanzamiento Rampa

Mercedes Clase S 70km/h ADAC C2_L2 Clase S 64 km/h RampaConf2_5

Tabla. B.43. Características de la simulación C2_L2 Clase S

C2_L2 Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+CL Mercedes-Benz-S

C2_L2 Clase S

-200

20406080

100120140160180

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+CL Mercedes-Benz-S

Fig. B.44. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x

C2_L2 Clase S

y = 488,32x - 5,6988R2 = 0,9952

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [g

rado

s/s]

C2_L2+CL Línea de tendencia

Fig. B.45. Pendiente C2_L2 + Clase S

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 65

Fig. B.46. Esquema de la rampa RampaConf2_5

Comparación del vehículo Mercedes Clase S en la configuración 2 con longitudes L2 y L3:

C2_LX Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L3+CL C2_L2+CL Mercedes-Benz-S

C2_LX Clase S

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L3+CL C2_L2+CL Mercedes-Benz-S

Fig. B.47. Ángulo de giro y velocidad angular respecto eje x

Pág. 66 Anexos

B.2.7. Características del nuevo ensayo

Descripción de la simulación:

Vehículo simulado Veloc. de lanzamiento Rampa

Arosa 60 km/h Rampa_1 Audi A4 60 km/h Rampa_1 Clase S 60 km/h Rampa_1

Vehículo simulado Veloc. de lanzamiento Rampa C2-L2 + Arosa 63 km/h Rampa_3

C2-L2 + Audi A4 67 km/h Rampa_2 C2-L2 + Clase S 55 km/h Rampa_2

Fig. B.48. Características de la simulación

-50

0

50

100

150

200

250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [g

rado

s/s]

C2_L2+Arosa Seat-Arosa

-200

20406080

100120140160180

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

C2_L2+A4 Audi-A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Velo

cida

d an

gula

r [gr

ados

/s]

Mercedes-Benz C2_L2+CL

Fig. B.49. Velocidad angular respecto al eje x

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+Arosa Seat-Arosa

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

C2_L2+A4 Audi-A4

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tiempo [s]

Áng

ulo

[gra

dos]

Mercedes-Benz C2_L2+CL

Fig. B.50. Ángulo girado respecto al eje x

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 67

Esquema de las rampas utilizadas (medidas en metros)

Fig. B.51. Dimensiones Rampa_1

Fig. B.52. Dimensiones Rampa_2 y Rampa_3 respectivamente

Pág. 68 Anexos

B.3. Dimensionado

B.3.1. Elección de las dimensiones de los neumáticos

Para el dimensionado de los neumáticos se ha establecido que estos deben ser de dimensiones parecidas a las de los turismos, pero que a la vez deben ser capaces de soportar un peso de hasta 5000 kg. El parámetro más importante del neumático para que cumpla el requisito del peso es el índice de carga. Este índice nos indica la máxima carga admisible por rueda.

Las dimensiones que se han escogido se describen a continuación:

Ancho de banda: 225 mm

Relación de aspecto: 75 (75%)

Tipo de neumático: R (radial)

Diámetro de la llanta: 16”

Índice de carga: 116 (Máxima carga por rueda: 1250 Kg.)

Código de velocidad: N (Máxima velocidad a la que el neumático puede cargar el peso especificado por el índice de carga; N: 140 Km / h)

225 x 75 R16 116 N

Estas mismas dimensiones (225 x 75 R 16) han sido utilizadas para las simulaciones realizadas mediante PC_CRASH®.

Fig. B.53. Fotografía de un neumático de dimensiones 225 x 75 R16 116 N

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 69

B.3.2. Justificación de la suspensión

Las características físicas de la suspensión se han estudiado mediante PC-CRASH® y se ha obtenido un valor de rigidez óptimo, con el que se han llevado a cabo las simulaciones.

Para plasmar estas características en el diseño y el dimensionado de la suspensión se ha decidido el montaje de ballestas, los motivos se citan a continuación:

- Fácil montaje en la estructura.

- La estructura tiene un peso más similar al de un camión que al de un turismo y éstos suelen montar ballestas.

La fabricación de las ballestas se ha delegado a una empresa especializada en el sector, que mediante las características geométricas y físicas que deben cumplir, ha presentado una oferta para nuestras necesidades.

Tanto las dimensiones aproximadas de las ballestas como su montaje se han detallado en los planos. A continuación se muestra un pequeño esquema de éstas:

Fig. B.54. Esquema de las dimensiones de la suspensión (unidades en milímetros)

La geometría final de las suspensiones esta sujeta a cualquier variación que la empresa encargada crea necesaria.

Pág. 70 Anexos

B.3.3. Cálculo de uniones roscadas

De todas las uniones atornilladas que existen en el conjunto, hay dos especialmente críticas y que resulta conveniente un correcto dimensionado. La primera está situada en la placa de sujeción, y la segunda en la protección esférica que recibe el impacto más fuerte.

Esto es conocido a partir del análisis mediante elementos finitos, junto con el valor de los esfuerzos aplicados en cada periodo de tiempo de forma directa, de esta forma resulta sencillo identificar la unión y conocer que tornillo pasante está más solicitado. Una vez se garantiza la estabilidad de dicha unión, se asegura la estabilidad de forma automática para el resto de los elementos.

Tornillo plancha

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fuer

za [K

p]

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fuer

za [K

p]

Fig. B.55. Gráficos pertenecientes a las fuerzas tangenciales en Y (izq.) y en Z (der.)

A partir de las gráficas, se observa que en el instante de tiempo 450 ms en el que se produce el impacto fuerte, es donde los esfuerzos tangenciales a la sección transversal del tornillo son claramente superiores:

22

230216

zyz

y FFTkpFkpF

+=⇒⎭⎬⎫

== r

NT 3100=r

Este instante de tiempo será el que marca el dimensionado, no solo por el valor del esfuerzo

cortante ( )Tr

sino también porque para este tipo de uniones el fallo a cortadura pura es el más crítico.

Para el diseño se impone un factor de seguridad igual a 2, ligeramente elevado ya que los ensayos estarán formados por diferentes modelos de coches y por tanto de cargas variables.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 71

El material será acero de buena calidad con una tensión de límite elástico media igual a 210 N/mm2.

- Cálculo del Área Mínima a cortadura pura:

El fallo por cortadura se calcula por la teoría de fallo de tensión cortante máxima. Así la sección mínima debe ser:

adm

TAτ

=min

Siendo la tadmadm σβτ ·= , con un valor de β para tornillos normales según la norma española MV-103 de 0.65.

Los parámetros de diseño se definen a partir del coeficiente de seguridad eγ y la tensión de

límite elástico eσ , con lo que es posible calcular la tensión admisible del tornillo

22 /25,68/1052

210 mmNmmN adme

etadm =⇒=== τ

γσ

σ

Por tanto:

2min 42,45

25,683100 mmTA

adm

===τ

Finalmente, ya se puede definir la métrica del tornillo a partir de este valor mínimo: M8. Igual que el resto, aunque estarán claramente sobredimensionados.

- Comprobación del tornillo por aplastamiento:

Dicho tornillo sujeta dos planchas a lo largo de 15 y 10 mm respectivamente, por tanto, el

área media de aplastamiento viene delimitada por la sección:

mmedAaplast 200)1015·(8· =+==

Si las planchas son del mismo material que el tornillo 2/210 mmNpladm =σ , según la norma

MV-103 la tensión normal aplicada se calcula, con valor de 2=α ,para tornillos ordinarios

Pág. 72 Anexos

admaplast

aplast mmNAT σ

ασ <<=== 2/75,7

200·23100

·

- Comprobación a esfuerzo axial máximo:

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fuer

za [K

p]

Fig. B.56. Gráficos pertenecientes a las fuerzas axiales en Z

En un instante de tiempo anterior, justo al principio de iniciarse el vuelco se produce el valor máximo de esfuerzo normal según el gráfico Fx = 35 kp. Por tanto la tensión normal máxima para dicho instante de tiempo se calcula como:

admtorntrans

xx mmN

AF

σσ <<=== 2/8,626,50

350

- Posición para evitar el fallo por tracción y desgarre de la plancha:

Según la norma MV-103, el desgarre de la plancha se evita si el centro del agujero se sitúa a una distancia mayor de 2·dtornillo (16mm). El fallo por tracción se evita con una distancia mayor de 1,5·d.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 73

Tornillo protección

Igual que en el caso anterior, a partir del cálculo de elementos finitos se obtiene el valor de las solicitaciones críticas en el tornillo de sujeción de las protecciones, claramente en la protección que sufre el mayor impacto.

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fuer

za [K

p]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fig. B.57. Gráficos pertenecientes a las fuerzas tangenciales en Y (izq.) y en Z (der.)

-5

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Fuer

za [K

p]

Fig. B.58. Gráficos pertenecientes a las fuerzas axiales en Z

En el instante del impacto se produce el valor máximo, básicamente porque las bolas no están sometidas a ningún esfuerzo previo a dicho instante.

Pág. 74 Anexos

NTkpFkpF

NNkpF

z

y

x

2161714

15716

=⎭⎬⎫

==

=→=

El valor de estos esfuerzos son relativamente bajos, debido a que las bolas se deforman en gran cantidad y por tanto, no transmiten grandes esfuerzos a la estructura principal. Además es lógico pensar que estos esfuerzos se reparten debido al gran número de tornillos por protección.

- Posición del agujero. Cálculo del diámetro máximo admisible.

Igual que en el otro tornillo, para prevenir el fallo del desgarre de la plancha de sujeción, la distancia mínima del centro del agujero al contorno de la placa es de 2d. La plancha es de 100x100mm, y la estructura circular de las barras de la bola es de 30mm. Por tanto:

mmdmmddmmdd 75,8100·2·230·2·2 maxmaxmaxmaxmax ≤⇒≤++++

Es decir, M8, aunque en este caso se seleccionan tornillos de M6 (Atrans=28,27mm2) ya que la solicitación es pequeña.

Finalmente, la posición de los agujeros será 15mm del contorno de la chapa.

- Comprobación de la resistencia

- Cortadura pura:

Igual que el apartado anterior

2/64,727,28

216 mmNAT

torn

===τ

σβτσ <<=== 2/75,11

65.064,7 mmN

B.3.4. Justificación de gargantas de las soldaduras

En este apartado se presenta la justificación de las gargantas de los diferentes perfiles a soldar en la estructura así como las diferentes chapas de los refuerzos.

Como se he ha especificado anteriormente en el apartado de la memoria 8.3.2 todas las soldaduras ha realizar se han especificado en ángulo, es por ello que al soldar perfiles de diferente espesor se hace necesario el uso de la norma MV 104 – 1966, cuyos valores no

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 75

han experimentado ningún cambio hoy en día. Esta norma describe que según sean los espesores de los elementos a unir, la garganta debe estar comprendida entre dos valores.

Valor máximo de

garganta (mm) Valor mínimo de garganta (mm)

4,0 - 4,2 3 3 4,3 - 4,9 3 3 5,0 - 5,6 3,5 3 5,7 - 6,3 4 3 6,4 - 7,0 4,5 3 7,1 - 7,7 5 3 7,8 - 8,4 5,5 3 8,5 - 9,1 6 3,5 9,2 - 9,9 6,5 3,5 10,0 - 10,6 7 4 10,7 - 11,3 7,5 4 11,4 - 12,0 8 4 12,1 - 12,7 8,5 4,5 12,8 - 13,4 9 4,5 13,5 - 14,1 9,5 5 14,2 - 15,5 10 5 15,6 - 16,9 11 5,5 17,0 - 18,3 12 5,5 18,4 - 19,7 13 6 19,8 - 21,2 14 6 21,3 - 22,6 15 6,5 22,7 - 24,0 16 6,5 24,1 - 25,4 17 7 25,5 - 26,8 18 7 26,9 - 28,2 19 7,5 28,3 - 31,1 20 7,5 31,2 - 33,9 22 8 34,0 - 36,0 24 8

Fig. B.59. Tabla de valores límite de garganta para soldaduras en ángulo.

Pág. 76 Anexos

A continuación se presenta mediante una tabla resumen los valores de garganta correspondientes de las soldaduras entre los diferentes tipos de elementos y espesor a unir.

Elemento a unir nº1 Elemento a unir nº2 Valor de garganta (mm)

Tubo 100 x 60 x 6 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 4 Tubo 100 x 100 x 10 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 4

Tubo 80 x 60 x 5 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 3,5 Tubo 100 x 100 x 10 mm Tubo 100 x 100 x 10 mm 5,5

Tubo 80 x 60 x 5 mm Tubo 100 x 100 x 10 mm 3,5 Tubo 30 x 30 x 3 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 3 Tubo 40 x 40 x 4 mm Tubo 80 x 60 x 5 mm 3 Tubo 40 x 40 x 4 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 3 Tubo 60 x 60 x 6 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 4 Tubo 60 x 60 x 6 mm Tubo 80 x 60 x 5 mm 3,5 Chapa espesor 5 mm Tubo 100 x 60 x 6 mm 3,5 Chapa espesor 5 mm Tubo 100 x 100 x 10 mm 3,5 Chapa espesor 5 mm Tubo 80 x 60 x 5 mm 3,5 Chapa espesor 5 mm Tubo 60 x 60 x 6 mm 3,5

Fig. B.60. Tabla de valores de garganta resultante entre tipos de elementos existentes.

Aplicando correctamente los valores que se presentan en esta tabla, la unión de soldadura queda garantizada, puesto que el material de aportación o electrodo a utilizar tendrá como propiedades físicas las mismas o superiores que los elementos a soldar.

Estos valores de garganta de la tabla anterior también figuran en los planos, de esta manera queda mas clara su localización en la geometría.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 77

B.4. Iteraciones

En este apartado se muestran las distintas iteraciones que se han seguido desde el primer modelo definido en el apartado 8.3.4 de la memoria, hasta el modelo final. Cada una de ellas ha sido simulada en PAM-CRASH® (programa de simulación por elementos finitos) y tras el análisis de los resultados se ha procedido a las modificaciones necesarias para mejorar la estructura diseñada.

B.4.1. Iteración 1

Descripción del modelo:

Éste primer modelo figura B.61 corresponde al descripción realizada en el apartado 8.3.3 de la memoria:

Fig. B.61. Imágenes del primer modelo

Para la simulación de este primer modelo solo se ha tenido en cuenta la la estructura, la placa de sujeción y un elemento “solíd rígid” representando el vehículo, el peso del conjunto suspensión rueda no se ha tenido en cuenta.

Después de la realización del cálculo se ha observado que existen deformaciones en alguno de los tubos estructurales que deben ser solventadas.

Con una escala de 0 a 0.02 por ciento de se representan las deformaciones de la plataforma tras el cálculo en las figuras siguientes.

Pág. 78 Anexos

Fig. B.62. Deformaciones del primer modelo

Fig. B.63. Ampliación detalle A (izq.) y B (der.)

Análisis de los resultados:

Como se observa en las fotografía existen deformaciones debidas al impacto principalmente tanto en el piso inferior (detalle B) como en las diagonales (detalle A) del lateral.

Para aliviar tensiones sufridas por las diagonales se ha procedido a aumentar su espesor de 2 a 3 milímetros. Para el problema del piso inferior se ha modificado completamente su distribución. Los tubos diagonales del piso inferior (detalle C) creaban una gran concentración de tensiones en las uniones tras el impacto.

A

B

C

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 79

B.4.2. Iteración 2

Descripción del modelo:

En este modelo se han añadido los pesos representados por las suspensiones y ruedas. Cada suspensión se ha unido mediante uniones rígidas a los largueros del piso inferior. El espesor de las diagonales del lateral se han aumentado en un milímetro. Finalmente se ha modificado el piso inferior uniéndolo al piso superior mediante tubos diagonales en el sentido transversal, como se señalan en la siguiente figura. Estos tubos son de sección 100 x 60 y 6 milímetros de espesor.

Fig. B.64. Imágenes segundo modelo

A continuación se muestra una figura de la distribución de deformaciones del modelo definido después del cálculo del impacto.

Fig. B.65. Deformación de estructura

Pág. 80 Anexos

Fig. B.66. Deformación de estructura

Análisis de los resultados:

Tal y como se explica en el apartado 8.3.4 de la memoria, las deformaciones que tienen lugar en los anclajes entre el vehículo y la placa metálica, no se pueden considerar realistas ya que han sido simuladas como la unión de un sólido rígido que no permite deformación elástica de ningún tipo y que provoca una distribución de tensiones desproporcionada.

Para este cálculo se añadió un posible contacto entre la placa de aluminio y el suelo. Esta condición de contorno introducida PAM-CRASH® no es realista con lo que se obtuvieron deformaciones no realistas en la placa de aluminio (color azulado de la placa), que no aparecen en otras simulaciones.

Por otra parte observamos que las deformaciones que provocaban las diagonales citadas en la iteración anterior han desaparecido, aunque todavía siguen apareciendo entre los tubos verticales que unen el piso inferior y el superior.

Fig. B.67. Detalle deformación iteración 1 (izq.) iteración 2 (der.)

Se ha advertido durante la simulación que en el momento del impacto existe un a tendencia a producirse un movimiento relativo, en sentido longitudinal, entre el piso inferior y el superior. Para solucionar este problema se decidió añadir tubos estructurales diagonales en el sentido longitudinal entre los pisos para rigidizar la unión. Las secciones elegidas son las mismas que las utilizadas en los tubos diagonales anteriores.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 81

B.4.3. Iteración 3

Descripción del modelo:

En este modelo a diferencia del anterior como se ha mencionado en la iteración 2 se han añadido tubos en sentido longitudinal entre el piso mas bajo de la estructura y el piso siguiente (fig B.68 der.). Las secciones para las nuevos tubos que se han colocado son de sección 60 X 100 mm y espesor 6 mm. El resto de la estructura se mantiene invariable.

Fig. B.68. Vista general de la estructura (izq.) Vista inferior de la estructura con nuevos elementos (der.)

Fig. B.69. Vista general de las deformaciones sufridas en la estructura

Pág. 82 Anexos

Fig. B.70. Vista general de la parte inferior de la estructura con sus deformaciones

Análisis de resultados:

Como se puede observar en la siguientes imágenes comparativas, con el fondo de escala situado a 5% de deformación, la mejora introducida en este modelo consigue mejorar considerablemente la estructura de doble piso inferior a la cizalladura provocada por las suspensiones + ruedas cuando tienden a seguir el movimiento de traslación y el resto de la estructura se ve frenada por el suelo.

Fig. B.71. Modelo de la iteración 3 (sup.) Modelo de la iteración 2 (inf.)

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 83

Por otra parte se puede observar que las deformaciones repartidas por toda la estructura se han atenuado considerablemente respecto a la iteración anterior, sin embargo las deformaciones localizadas en los vértices siguen teniendo índices muy elevados, esto es debido a que la colisión se da de forma directa sobre los cantos vivos. Estas colisiones provocan concentración de tensiones muy altas al tiempo que se propagan por toda la estructura.

Como efecto colateral de estos impactos directos sobre los cantos vivos se observan deformaciones en las zonas próximas a estos, sobretodo en el vértice dónde recae el segundo y mas fuerte de los impactos simulados.

Fig. B.72.Detalle de las deformaciones próximas al vértice dónde recae el segundo impacto

Como contramedida se podrían colocar objetos sobre la cara de colisión de manera que estos atenuaran el impacto. Estos elementos deberían cumplir los siguientes requisitos:

- Objetos deformables, para conseguir una absorción de parte de la energía de impacto.

- Se necesita un material que comporte una deformación controlada, es decir que aporte un compromiso entre rigidez y colapso.

- Su desmontaje y montaje debe ser fácil, para su cambio tras el ensayo.

- El diseño debe ser de fácil construcción para abaratar su coste.

- El peso debe ser bajo para no incrementar el peso ni variar las inercias de la plataforma trineo.

- Al realizar el contacto debe conseguir reorientar la caída de forma que caiga sobre la cara de apoyo, o como mínimo no desfavorecer la caída que se ha dado hasta al momento.

- El elemento debe ser capaz de proteger la esquina sea cual sea la dirección del golpe, dado que la posición de caída cambia según el vehículo montado.

Pág. 84 Anexos

Vistos los siguientes requerimientos, y tras un análisis exhaustivo se ideó la protección descrita en el apartado 8.3.1 de la memoria.

Por otra parte durante la simulación se ha realizado un seguimiento de los movimientos de la estructura, y se detectó una inestabilidad del cuadro por donde entra el vehículo. La tendencia de éste es un vaivén en sentido vertical como muestra la flecha de la figura siguiente:

Fig. B.73. Detalle del vaivén producido en la barra

Una posible solución a este problema sería colocar cables atirantando entre los largueros superior e inferior. Estos deben ser de fácil montaje para facilitar el trabajo a los operarios.

Otro fenómeno destacable se observa en la subestructura de doble piso inferior un efecto de punzonado. Éste es debido al tamaño de las secciones de los tubos que unen los dos pisos, dado que son de sección 60 x 60 mm frente a la sección de los tubos dónde mueren que son de 100 X 100 mm y de 100 x 60 mm. De esta manera estos tienen tendencia a penetrar los largueros por falta de superficies de apoyo.

Fig. B.74. Detalle del punzonado

Una posible solución a este problema sería el aumento de la sección de estas vigas, aumentando así la superficie de apoyo entre estas.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 85

B.4.4. Iteración 4

Descripción del modelo:

En este modelo a diferencia del anterior como se ha mencionado en la iteración 3 se han añadido protecciones sobre la pared de aterrizaje realizadas con tubos curvados formando esferas. Además se han colocado cables atirantando los largueros superiores, y finalmente se ha aumentado la sección de los tubos que unen la estructura de doble piso inferior. Las secciones para las nuevos tubos que se han colocado son de sección 100 X 100 mm y espesor 10 mm.

Fig. B.75. Vista general de la estructura con nuevos elementos (izq.) Vista inferior de la estructura con nuevos elementos (der.)

Fig. B.76. Vista general de las deformaciones sufridas en la estructura

Pág. 86 Anexos

Fig. B.77. Vista general de la parte inferior de la estructura con sus deformaciones

Análisis de resultados:

Como se puede observar en las siguientes imágenes comparativas, con el fondo de escala situado a 5% de deformación, las mejoras introducidas en este modelo consiguen mejorar considerablemente la estructura, ya que se obtiene una reducción de deformaciones globalizado. Concretamente el efecto de punzonado se consigue reducir ostensiblemente, al igual que el efecto de vaivén. Cabe destacar sobre todo el efecto producido por las protecciones, ya que en una de las esquinas se ha conseguido anular totalmente las deformaciones, sin embargo en la esquina que reciba el impacto más severo continúa existiendo deformación, pero esta es debida a un contacto directo entre la protección ya deformada y los tubos estructurales, sin embargo a diferencia de la iteración anterior ya no se observa una deformación propagada alrededor de esta esquina.

Fig. B.78. Detalle comparativo entre la iteración 3 (izq.) y la 4 (der.) en la esquina de impacto mas severo.

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 87

Fig. B.79.Detalle comparativo entre la iteración 3 (izq.) y la 4 (der.) sobre el efecto de punzonado

Fig. B.80. Modelo de la iteración 4 (sup.) Modelo de la iteración 3 (inf.)

Una posible solución a este problema podría ser el aumento de espesor de los tubos con los que han sido realizadas las protecciones.

Pág. 88 Anexos

B.5. Descripción del modelo final

B.5.1. Vida útil y cálculo de fatiga

Para el estudio de la vida útil de la plataforma se han escogido los elementos que presentan tensiones más críticas y se han analizado. A continuación se describe el análisis a fatiga realizado, la metodología de cálculo de todos ellos es la misma y solo se detalla para el primer elemento:

Elemento 94779:

Material: S 355 12 G3 (St-52)

Límite elástico: 350 MPa

Límite de rotura: 510MPa

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Def

orm

ació

n [%

]

Elemento 94779

Fig. B.81. Detalle del elemento (izq) Tanto por ciento de deformación plástica (der.)

Fig. B.82. Localización del elemento para con la estructura

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 89

A continuación se presenta el diagrama de tensiones de Von Mises de los 560 milisegundos de la simulación.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Tens

ión

[GPA

]

Elemnto 94779

Fig. B.83. Localización del elemento para con la estructura

De este diagrama se ha calculado la σ media y la σmáxima, y a partir de éstas se ha obtenido la σ alternativa:

σ media = 132,5 MPa

σ máxima = 377,6 MPa

A estas tensiones se les ha aplicado un coeficiente de 1,09, porque se considera que las tensiones pueden alcanzar aproximadamente un 9 % más de su valor.

Por lo que se deduce:

σ alternativa: 1,09 σ máxima - 1,09 σ media = 266,5 MPa

Con esta tensión obtenemos la tensión alternativa equivalente pura, centrada en tensión media nula y que queda representada en la figura siguiente. En esta gráfica también se muestra la recta de Soderberger. Para calcularla se ha tomado como límite de fatiga S’f como 0.3 veces Rm pero se le ha aplicado un coeficiente de seguridad de 2. Con lo que queda; S’f = (0.3 x 510) / 2 = 76,5. La recta que se obtiene se muestra en la siguiente gráfica:

Pág. 90 Anexos

0

50

100

150

200

250300

350

400

450

500

0 100 200 300 400Tensión [MPa]

Tens

ión

[MPa

]

Soderberg S 355 12 G3 (St-52) Elemento 94779

Fig. B.84. Recta de Soderberg para el S 355 12 G3

La tensión alternativa equivalente pura para este elemento queda representada en la gráfica anterior por un punto y tiene como valor: 453,7 MPa

Introducimos ésta tensión en el diagrama S-N y obtenemos el número de ciclos de vida que posee el elemento analizado.

0

100

200

300

400

500

0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000Número de Ciclos

Am

plitu

d de

tens

ión

[MPa

]

S-N Aux 1 Aux 2

Fig. B.85. Diagrama S-N

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 91

El numero de ciclos que se ha obtenido mediante el cálculo y que queda expresado en la gráfica anterior, es de 14749. Ya que el tiempo de simulación ha sido de 550 milisegundos y un ensayo puede estar alrededor de los 6 segundos, se ha considerado que el número de ciclos que existen en un ensayo son 200, con lo que el número de ciclos obtenidos representan un total de vida útil de nuestro elemento de 73 ensayos.

Elemento 83190:

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Defo

rmac

ión

[%]

Elemento 83190

Fig. B.86. Detalle del elemento (izq) Tanto por ciento de deformación plástica (der.)

Fig. B.87. Localización del elemento 83190 para con la plataforma

Material: S-275 JR (St 44)

Límite elástico: 275 MPa

Límite de rotura: 430 MPa

σ media = 128,6 MPa

σ máxima = 271,1 MPa

Pág. 92 Anexos

σ equivalente pura = 316,8 MPa

Número de ciclos: 218527 Ciclos

Número de ensayos: 1093 ensayos

Elemento 60877

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 100 200 300 400 500 600

Tiempo [ms]

Defo

rmac

ión

[%]

Elemento 60633

Fig. B.88. Detalle del elemento (izq) Tanto por ciento de deformación plástica (der.)

Fig. B.89. Localización del elemento 67877 para con la plataforma

Material: S-275 JR (St 44)

Límite elástico: 275 MPa

Límite de rotura: 430 MPa

σ media = 141,4 MPa

σ máxima = 287,6 MPa

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 93

σ equivalente pura = 362,6 MPa

Número de ciclos: 76723 Ciclos

Número de ensayos: 383 ensayos

El elemento más crítico es el 94779 y tiene una vida útil de 73 ensayos que garantiza las necesidades del proyecto.

Pág. 94 Anexos

B.5.2. Recalculo de las inercias

C2_L2 (AROSA)

Cdg Trineo Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 1.26 Cdg Arosa Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 800.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00Z = 1.17 Cdg resultante Trineo+Arosa Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 3356.19 Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.06 Z = 1.24 Inercias Trineo en Cdg resultante Trineo+Arosa Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg Arosa+Trineo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 0.02 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx = 3417.73 Lxy = -0.12 Lxz = 0.08 Lyx = -0.12 Lyy = 8954.83 Lyz = -159.90 Lzx = 0.08 Lzy = -159.90 Lzz = 8412.60 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Ixx = 3437.64 Ixy = -0.06 Ixz = 0.06 Iyx = -0.06 Iyy = 8955.84 Iyz = -164.27 Izx = 0.06 Izy = -164.27 Izz = 8431.49

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 95

Inercias Arosa en Cdg resultante Trineo+Arosa Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg Arosa+Trineo Masa = 800.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = -0.06 IIB=IIG+IIB+

IIG Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx =250,10 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy = 833,10 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 833,80 IIB+

Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Tensor de inercia a B de la massa del solido concentrada a G Lxx =2.88 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =2.88 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 0.00 IIB Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Lxx = 252.98 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy = 836.68 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz =833,80 Inercia Trineo+Arosa Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde Sistema de coordenadas cdg Arosa+Trineo Ixx = 3437.64 Ixy = 0.00 Ixz = 0.00 Iyx = 0.00 Iyy = 8955.84 Iyz = -164.27 Izx = 0.00 Izy = -164.27 Izz = 8431.49

Pág. 96 Anexos

C2_L2 (A4) Cdg Trineo Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 1.26 Cdg A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 1215.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = 1.17 Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 3771.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.06 Z = 1.23 Inercias Trineo en Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg A4+Trineo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 0.03 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx = 3417.73 Lxy = -0.12 Lxz = 0.08 Lyx = -0.12 Lyy = 8954.83 Lyz = -159.90 Lzx = 0.08 Lzy = -159.90 Lzz = 8412.60 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Ixx = 3438.47 Ixy = -0.06 Ixz = 0.06 Iyx = -0.06 Iyy = 8956.68 Iyz = -165.81 Izx = 0.06 Izy = -165.81 Izz = 8431.49

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 97

Inercias A4 en Cdg resultante Trineo+A4 Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg A4+Trineo Masa = 1215.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = -0.06 IIB=IIG+IIB+

IIG Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx =542,9 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =1809,7 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 1809,7 IIB+

Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Tensor de inercia a B de la massa del solido concentrada a G Lxx =4.37 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =4.37 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 0.00 IIB Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Lxx = 547.27 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =1814.07 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz =1809.7 Inercia Trineo+A4 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde Sistema de coordenadas resultante A4+Trineo Ixx =3985.74 Ixy = 0.00 Ixz = 0.00 Iyx = 0.00 Iyy = 10770.75 Iyz =-165.81 Izx = 0.00 Izy =-165.81 Izz = 10241.19

Pág. 98 Anexos

C2_L2 (CLASE S) Cdg Trineo Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 1.26 Cdg Clase S Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 1995.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = 1.17 Cdg resultante Trineo+Clase S Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas suelo Masa = 4551.19 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.05 Z = 1.22 Inercias Trineo en Cdg resultante Trineo+Clase S Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg classe S+Trineo Masa = 2556.20 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = -0.00 Y = -0.09 Z = 0.04 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx = 3417.73 Lxy = -0.12 Lxz = 0.08 Lyx = -0.12 Lyy = 8954.83 Lyz = -159.90 Lzx = 0.08 Lzy = -159.90 Lzz = 8412.60 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Ixx = 3440.05 Ixy = -0.06 Ixz = 0.05 Iyx = -0.06 Iyy = 8958.25 Iyz = -167.94 Izx = 0.05 Izy = -167.94 Izz = 8431.49 Inercias Clase S en Cdg resultante Trineo+Clase S

Ensayo no destructivo para el desarrollo de sistemas de retención en accidentes de tipo vuelco Pág. 99

Sistema de coordenadas de salida: Sistema de coordenadas cdg Clase S+Trineo Masa = 1995.00 kilogramos Centro de masa: ( metros ) X = 0.00 Y = 0.00 Z = -0.05 IIB=IIG+IIB+

IIG Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2 ) (Medido desde el centro de masa y alineado con el sistema de coordenadas resultante) Lxx =1207,10 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =4023,50 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 4023,50 IIB+

Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Tensor de inercia a B de la massa del solido concentrada a G Lxx =4.998 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =4.99 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz = 0.00 IIB Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde el sistema de coordenadas de salida. Lxx = 1212.09 Lxy =0.00 Lxz = 0.00 Lyx = 0.00 Lyy =4028.49 Lyz = 0.00 Lzx = 0.00 Lzy = 0.00 Lzz =4023.50 Inercia Trineo+A4 Momentos de inercia: ( kilogramos * metros^2) Medido desde Sistema de coordenadas resultante A4+Trineo Ixx =4652.14 Ixy = 0.00 Ixz = 0.00 Iyx = 0.00 Iyy =12986.74 Iyz = -167.94 Izx = 0.00 Izy =-167.94 Izz = 12454.99