Simulación de Impactos: un aporte a la seguridad
¿Sería Ud. voluntario conducir hacia una pared de ladrillo? Probablemente no. Es por eso que las simulaciones por computadora son cruciales para la seguridad de los autos.
El software permite a los ingenieros ejecutar pruebas de choque dentro de las computadoras en lugar de en las carreteras. También les permite comparar el rendimiento de los diferentes diseños a principios del proceso, mientras que los coches están todavía en la mesa de dibujo, con el consecuente ahorro de dinero y lesiones.
Impacto
Cuando el software salva vidas
¿Qué sucede realmente durante un accidente de coche? ¿Cómo reacciona cada parte del coche? ¿Cuáles son los efectos específicos sobre los pasajeros? Para diseñar coches más seguros se necesita entender completamente los accidentes. Las simulaciones de software ayudan a descubrir los peligros más mortales y las soluciones más innovadoras y beneficiosas.
Prueba de choque real y simulada. Simulación realizada en un superordenador Cray
Más de 30.000 personas mueren cada año en las carreteras estadounidenses. Demasiadas, pero mucho menos que hace una generación, gracias en gran medida a los cinturones de seguridad y el conocimiento adquirido a partir de simulaciones.
Prueba de choque real y simulada. Simulación realizada en un superordenador Cray
Los fallos simulados ayudan a los ingenieros a diseñar coches más seguros. Observe cómo el frente del coche se arruga y absorbe la mayor parte del impacto, protegiendo el compartimiento de pasajeros.
Computadoras vs. impactos
El software puede simular el mundo real. Pero no puede reemplazar al mundo real. Así que los ingenieros de diseño de automóviles combinan información de accidentes virtuales y de accidentes reales.
Las simulaciones permiten a los ingenieros explorar variadas opciones al principio del proceso de diseño. Pero las pruebas definitivas, la base para las calificaciones de seguridad, requieren impactar coches reales.
Muertes por mil millones de millas viajadas, 2014
Los coches se han vuelto mucho más seguros en los últimos años. De 1950 a 2014, la población de los EE.UU. aumentó en más de 150 millones, pero la tasa de muertes por accidentes de coche se redujo en más de la mitad.
Choque de automóvil real y simulado, mayo de 2014
La comparación de resultados de simulaciones de choque con pruebas de choque reales mejora la precisión. Los ingenieros de software ajustan sus modelos en función de los resultados del mundo real.
“Auto Issue”, Consumer Reports, abril de 2016
Los resultados de las pruebas de choque impactan las calificaciones de seguridad de un automóvil, una consideración importante para muchos compradores de autos. Las revisiones de Rave y los datos científicos en fuentes confiables, como Consumer Reports, pueden cambiar instantáneamente la perspectiva de los compradores sobre un automóvil.
Tecnología: Creación de un choque virtual
Crear un accidente de coche real es fácil (por desgracia). Pero, ¿cómo crear una simulación?
Una vez que los diseñadores han esbozado la forma básica de un automóvil, utilizan el método de elementos finitos (FEM) para modelar su forma trazando muchos puntos interconectados en la superficie del coche.
El software entonces calcula cómo las fuerzas en un choque afectarían cada uno de esos puntos para determinar el resultado total del impacto.
Simulación de accidente de coche utilizando el software HyperWorks 11
Simulación de accidente de coche utilizando el software HyperWorks 11
Simulación de accidente de coche utilizando dummy con el software HyperWorks 11
Esta simulación de coche virtual, mostrada en el programa HyperWorks, muestra la “malla” FEM que cubre el coche. Cada punto de la malla representa una serie de cálculos.
Del concepto a la construcción
Las simulaciones de software juegan un papel más allá de las pruebas de choque. Ellos tocan cada paso, desde el diseño y la ingeniería hasta la producción.
Por ejemplo, los cálculos de dinámica de fluidos analizan la aerodinámica para mejorar la eficiencia del combustible. Las pruebas de rendimiento proporcionan retroalimentación a medida que evoluciona el diseño. Y la simulación del proceso de fabricación identifica maneras de aumentar la eficiencia o reducir el desperdicio.
Simulación CFD de minivan, 2008
Para mejorar la economía de combustible, los fabricantes de automóviles tratan de reducir la resistencia al viento. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) muestran cómo el aire se mueve alrededor de un objeto en movimiento, como este minivan, lo que permite a los diseñadores ajustar su forma.
Software De Simulación
Hay muchos pasos en el diseño, pruebas y construcción de un coche seguro y elegante. El software juega un papel central en cada uno.
Diseño
El software de diseño asistido por ordenador (CAD) transforma las ideas en imágenes, mostrando cómo se verá el coche y creando un conjunto de datos que representa el coche.
Ingeniería “de malla” Asistida por Computador
Usando los datos de CAD, un ingeniero de método de elementos finitos (FEM) crea una “malla” gráfica, trazando cada parte del coche como un mosaico de pequeños polígonos llamados “elementos”. El software ensambla cada elemento individual en un modelo de malla completo y estructuralmente preciso del modelo del automóvil.
Impacto Simulado
Finalmente, los ingenieros estrellan el coche en una barrera-virtualmente-usando el software de gran alcance para simular el efecto en cada elemento. El sistema muestra los resultados como una imagen en movimiento, que los ingenieros utilizan como guía para afinar el diseño.
Gráficos ayudan al ingeniero
Las primeras simulaciones produjeron páginas de datos numéricos, que los ingenieros tuvieron que interpretar. Hoy en día, las potentes computadoras convierten estos datos en gráficos, permitiendo a los ingenieros ver imágenes en movimiento de los accidentes automovilísticos, simplificando enormemente su análisis de los resultados.
Comparación de los resultados simulados y físicos de las pruebas de choque de la simulación de VW Polo, 1986
La primera simulación de accidente de coche de un importante fabricante de automóviles fue la prueba de Volkswagen de su coche Polo en 1986. La simulación tenía sólo 5.600 elementos. Hoy las simulaciones tienen millones de elementos.
Los objetivos de las pruebas de impacto
Los ingenieros quieren saber qué sucede con los coches durante los accidentes. Aún más, necesitan saber qué pasa con los pasajeros.
Antes de las simulaciones por computadora, las pruebas de choque usaban animales, cadáveres … y voluntarios. Pero sólo hay mucho que puedes aprender de un cadáver. Y sólo puedes hacer mucho a un voluntario.
Los maniquíes de prueba de choque van a clase
Los maniquíes de prueba de choque se usan para estudiar los efectos de los accidentes en los seres humanos. Maniquíes modernos contienen más de 200 sensores de datos utilizados por los ingenieros para anaylze impacto de un accidente en partes del cuerpo individuales.
Enter a captionAudi crash test dummy family
Desde la década de 1950, las maniquíes de pruebas de choque han evolucionado de un solo maniquí a familias enteras. Hoy en día, las maniquíes representan diferentes tamaños, pesos y alturas, proporcionando a los ingenieros resultados más precisos durante las pruebas de choque.
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