Numerical simulation and optimization of truck’s cabin strength

Authors

1 Faculty of Automotive Engineering, Iran University of Science and Technology

2 Automotive. Eng., Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran

3 Heat & Fluids Department, Mechanical Engineering Facility, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran

Abstract

Different vehicle standards are used for decreasing of casualties for example the Protection of occupants of the CAB of a commercial vehicle. Vehicle manufacturer increase the power to weight ratio to achieve high speed vehicles. The optimization of the heavy vehicle’s cabin structure according to safety standards are important to achieve best function. In this article, the Mercedes Benz Actors is simulated in CATIA software. The model is meshed in Hyper-mesh software. The meshes are square and triangular and they are 10, 15 and 25 mm2. After checking truck's meshes, the model Import to LS-DYNA software. ECE-R29 test is performed in three parts include test B and test C. Test C includes two parts: 1-vertical collision and 2-collision with an angle of 20 degrees to the horizon. After the vehicle has successfully completed these tests, the most important parts in tests are identified. These parts are: 1. Side panel 2. Roof panel 3. A-pillar exterior 4. A-Pillar interior 5. Windshield upper panel. Then the thickness of parts are optimized. Only five modes of 16 modes (are submitted by the Taguchi method) are able to meet the requirements of the ECE-R29 B test. The optimal mode has a weight of 890.83 kg which has decreased 60.63kg compared to the initial mode.

Keywords


[1] سازمان استاندارد ج.ا.ا (2018) خودروهای جاده­ای- طبقه‌بندی تصادف- واژه­نامه.
[2] Cho YB, Bae CH, Suh MW, Sin HC (2008) Maximisation of crash energy absorption by crash trigger for vehicle front frame using the homogenisation method. Int J Veh Des 46(1): 23-50.
[3] Chen DY, Wang LM, Wang CZ, Yuan LK, Zhang TY, Zhang Z (2015) Finite element based improvement of a light truck design to optimize crashworthiness. Int J Automot Technol 16(1): 39-49.
[4] De Castro I, Jokuszies M, Altamore P, Lee W (2001) Simulation of occupant response in the ECE R29 safety test. SAE Tech Pap.
[5] Mirzaamiri R, Esfahanian M, Ziaei-Rad S. Crash (2012) Test simulation and structure improvement of IKCO 2624 truck according to ECE-R29 regulation. Int J Automot Eng 2(3): 180-192.
[6] Atidar SK, Tandon V, Mahajan RS, Raju S (2005) Practical problems in implementing commercial vehicle cab occupant protection standard ECE R-29. In: SAE Technical Papers.
[7] Li S, Guo K, Zhao Y, Guo Y (2005) Frontal pendulum impact test and computer simulation of commercial vehicles. In: China Mechanical Engineering.
[8] شجاعی‌فر م (1394) طراحی پانل جانبی بدنه      منفصل خودرو کلاس B و شبیه‌سازی اجزای محدود برخورد از جانب. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 64-51 :(3)5. 
[9] ایزانلو م (2017) تحلیل سفتی پیچشی و خمشی بدنه خودروی سواری با استفاده از مدل اجزای محدود ساده سازی شده. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها     26-17 :(2)7.
[10] عبدالمنافی ع (1399) مطالعه تحلیلی و عددی     جذب انرژی در ضربه‌گیرهای استوانه‌ای با ضخامت   دیواره متغیر. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 102-91 :(3)10.
 [11] Asadiniaa N, Khalkhalia A, Saranjam MJ (2018) Sensitivity analysis and optimization for occupant safety in automotive frontal crash test. Lat Am J Solids Struct 15(7).
[12] Zhu P, Pan F, Chen W, FACV (2013) Lightweight design of vehicle parameters under crashworthiness using conservative surrogates. Comput Ind  4: 280-289.
[13] سازمان استاندارد ج.ا.ا (2019) خودرو-تایید در رابطه با حفاظت از سرنشینان کابین خودروی تجاری.
[14] Nation U (1999) Vehicle witg regard to the protection of the occupants of the CAB of a commercial vehicle.
[15] افشار م (1399) شبیه‌سازی و بهینه‌سازی لوله‌های برخورد جانبی کامپوزیتی در خودرو. پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی خودرو گرایش سازه و بدنه خودرو.
[16] موسی‌زاده ا (1399) بهینه سازی سفتی فریم موتورسیکلت برقی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت.
[17] خاکی جامعی م (1396) بررسی عددی تأثیر نانوسیال بر راندمان چاه حرارتی میکرو کانالی با استفاده از    روش تاگوچی. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 287-275 :(2)7.