1. Utveckling för passiv
säkerhet i vägmiljö
Klas Engstrand
Engineering Research Nordic AB
2009-01-09 www.erab.se
2. Agenda
• Engineering Research Nordic AB
– Kort presentation av företaget
• Utveckling av vägutrustning
– Bakgrund
– Krockprov
– Problemställning
– Metod/simulering
– Datorberäkning
– Resultat
2009-01-09 www.erab.se
3. Engineering Research Nordic AB
Företaget
• Grundat 1980 av Prof. Larsgunnar Nilsson.
• Aktiebolag 1986.
• Kontor i Linköping.
• 14 erfarna ingenjörer.
• Hälften har doktorsexamen inom hållfasthetslära
och beräkningsmekanik.
2009-01-09 www.erab.se
4. Engineering Research Nordic AB
Våra Tjänster
• Försäljning, support och kurser kring
beräkningsprogramvaran LS-DYNA.
• Konsultuppdrag, bl a inom fordonskollisioner
– Fordonsstruktur
– Åkandesimulering
– Olycksfallsrekonstruktion
– Vägutrustning
2009-01-09 www.erab.se
5. Utveckling av vägutrustning
Bakgrund
• Vi har lång erfarenhet (sedan 1994) av simulering av krock och
stötar mot vägutrustning.
• 1996-97 var vi pionjärer med att simulera EN 1317 krockprov mot
vägräcke.
• Vi har gjort över 100 projekt med simulering av krock mellan
fordon och vägräcken, övergångar, stolpar etc.
Syftet med simuleringarna är att skapa bättre vägutrustning och
därmed en säkrare vägmiljö.
2009-01-09 www.erab.se
7. Utveckling av vägutrustning
Krockprov
• Vägräcken, broräcken, belysningsstolpar, skyltstolpar
etc. måste krockprovas och godkännas för att få
användas på svenska vägnätet.
• Produkter klassificeras efter utfallet i krockprovet.
– Skaderisk hos åkande, deformation, energi absorption etc.
• I Sverige görs dessa krockprover på VTI.
EN 1317, TB51
13000 kg buss
20 grader
70 km/tim
2009-01-09 www.erab.se
8. Utveckling av vägutrustning
Problemställning
• Krockprovning är kostsamt.
• Tillverkarna vill
– Minimera risken för ett misslyckat prov.
– Minimera risken för att produkten hamnar i för låg prestanda-klass.
• Lösningen är att analysera och verifiera produktens funktion och
prestanda redan innan första krockprovet mha datorsimulering.
Simuleringsbaserad produktutveckling är idag standard inom
branschen.
2009-01-09 www.erab.se
9. Utveckling av vägutrustning
Metod/simulering
• Vad behövs för en simulering ?
– En beräkningsmodell av produkten.
• En ny modell utvecklas för varje ny design baserat på
geometridata och materialklasser.
– En beräkningsmodell av fordonet.
• En fordonsmodell för varje fordonsklass (finns publika).
• Återanvänds.
– Initialvillkor enligt krockprovet (EN 1317, EN 12767 etc).
Modell Datorberäkning Resultat
Produkt + Fordon
2009-01-09 www.erab.se
10. Utveckling av vägutrustning
Datorberäkning
• Allt snabbare datorer som kan kopplas ihop i kluster (parallella
beräkningar) gör att modellerna görs allt mer detaljerade och kan
leverera allt noggrannare resultat.
• En "state of the art" buss-simulering (tb51) kräver idag
– 24 till 32 CPUer.
– Beräkningstid ca 24 timmar.
• Det är idag standard hos fordonsutvecklare att utföra beräkningar
på 24-32 CPUer.
Simuleringarna utförs med beräkningsprogramvaran LS-DYNA.
2009-01-09 www.erab.se
11. Utveckling av vägutrustning
Resultat
Vi kan utvärdera samma kriterier som i ett fysiskt krockprov.
• Skaderisk hos åkande (ASI, THIV, PHD).
• Deformation av produkten (Tex. Arbetsbredd).
• Deformation av fordonet.
• Produktens och fordonets beteende.
2009-01-09 www.erab.se
12. Utveckling av vägutrustning
Resultat
Vi kan detaljstudera viktiga funktioner hos produkten, vilka kan
vara svåra att se och mäta i ett fysiskt krockprov.
2009-01-09 www.erab.se
13. Utveckling av vägutrustning
Resultat
• Hur kan simulering hjälpa oss?
– En första simulering ger värdefull kunskap om produkten.
– Problem kan identifieras.
– Modellen kan ändras och simuleringen göras om.
– Simulering visar om konstruktionsändringen är bra eller dålig.
– Iterativt kan konstruktionen förbättras med simulering.
• Vilka ändringar kan göras ?
– Geometri, tjocklekar, materialklass, förspänning, vikt, stolpavstånd,
antal och positionering av strukturelement etc.
2009-01-09 www.erab.se
