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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-13052014-150101
Document
Author
Full name
Adrian Yu Yoneda
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Driemeier, Larissa (President)
Alves Filho, Avelino
Costa Neto, Álvaro
Title in Portuguese
Avaliação do desempenho da defensa metálica maleável simples utilizada nas vias brasileiras, em diversas condições de instalação.
Keywords in Portuguese
Dinâmica veicular (Simulação numérica)
Método dos elementos finitos
Rodovias
Veículos (Impacto; Resistência)
Abstract in Portuguese
A aplicação do método de elementos finitos como ferramenta de análise vem crescendo na indústria ao longo dos anos, sendo que uma das áreas em desenvolvimento corresponde ao estudo de impacto e avaliação de resistência ao choque. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência da defensa metálica maleável simples utilizada nas rodovias do Brasil, no que diz respeito à capacidade de conter um veículo desgovernado de 2000 quilogramas a 100 quilômetros por hora, através da simulação numérica pelo método dos elementos finitos. Para possibilitar a execução das análises, são realizados ensaios experimentais de corpos de prova retirados de um dos componentes da defensa metálica para a caracterização do material. Além disso, são desenvolvidas simplificações no modelo para permitir a realização de análises com baixo custo computacional. A partir do modelo elaborado, são avaliados os comportamentos de impacto na defensa metálica maleável simples em diversas condições de instalação encontradas em vias brasileiras com grande volume de veículos, incluindo-se condições inadequadas. As avaliações indicam que a defensa é incapaz de reter o veículo, ocorrendo o rompimento dos parafusos que unem as lâminas. As defensas em condições irregulares de manutenção apresentam resultados mais catastróficos, colocando mais risco aos ocupantes e pedestres. Por fim, é recomendada a elevação da classe do parafuso para 5.8, permitindo que a defensa retenha o veículo do teste 3-11 do NCHRP Report 350.
Title in English
Performance evaluation of a W-Beam guardrail model used in Brazilian roads in several installation conditions.
Keywords in English
Finite element method
Highways
Vehicle dynamics (Numerical simulation)
Vehicles (Impact; Resistance)
Abstract in English
The application of Finite Element Method as an analysis tool in industry has been increasing over the years, so that one of the development areas corresponds to the study of impact and crashworthiness. The objective of this work is to assess the efficiency of a guardrail model used on Brazilian roads, with respect to the ability of containing a runaway vehicle of 2 ton at 100 miles per hour, through numerical simulation using finite element analysis. Experimental tests of samples taken from a component of the guardrail are performed to enable material characterization for the analysis. Furthermore, model simplifications are developed to permit the analysis with low computational cost. The impact behaviors are evaluated in various guardrail installation conditions found on high movement roads, including some inadequate ones. The analysis show that the guardrail is unable to retain the vehicle, shearing the W-beam splice bolts. The irregular maintenance condition guardrails present more catastrophic results, endangering even more the occupants and the pedestrians. Finally, it is recommended that the bolts are upgraded to 5.8, enabling the vehicle retention under test 3-11 of NCHRP Report 350.
 
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Publishing Date
2014-05-20
 
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