WG9 Viability of Component Tests Used With Mathematical Models as Basis for Legislative Side Impact Test Procedure

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  • 8/3/2019 WG9 Viability of Component Tests Used With Mathematical Models as Basis for Legislative Side Impact Test Procedure

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    EEVC/ CEVE

    E u r o p e a n E x p e r i m e n t a l V e h i c l e s C o m m i t t e eEEVC R e p o r t o n t h eV i a b i l i t y o f Compon e n t T e s t su s e d w i t h Ma t h e ma t i c a lMo d e l s a s a b a s i s f o r aL e g i s l a t i v e S i d e I mp a c t T e s tP r o c e d u r e

    APRI L 1 9 9 0

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    CONTENTS

    EXECUTI VESUMMARYPREFACE1 . I NTRODUCTI ON2 . LEGI SLATI VE ASPECTS2 . 1 I n f l u e n c e o f T y p e A p p r o v a l2 . 2 E x i s t i n g R e g u l a t i o n s3 . TECHNI CAL REQUI REMENTS3 . 1 S i mu l a t i o n Me t h o d s3 . 1 . 1 F i n i t e E l e me n t Mo d e l s3 . 1 . 2 L um p e d P a r a me t e r Mo d e l s3 . 1 . 3 H y b r i d Mo d e l s3 . 2 M o d e l S t r u c t u r e3 . 2 . 1 I n t e r f a c e3 . 2 . 2 O c c u p a n t

    3 . 2 . 3 Ca r a n d MDB3 . 3 S p e c i f i c a t i o n o f t h e S u b - s y s t e m T e s t s3 . 4 T h e u s e o f Q u a s i - s t a t i c T e s t s a s t h eB a s i s f o r a Dy n a mi c S i m u l a t i o n3 . 4 . 1 E f f e c t i v e Componen t M a s s e s3 . 4 . 2 S t r a i n Ra t e D e p e n d e n c e o f F or c e / De f l e c t i o nC h a r a c t e r i s t i c s3 . 4 . 3 Dy n a mi c E f f e c t s o n t h e P o s i t i o n o fI n t e r f a c e s b e t we e n S t r u c t u r e s3 . 5 Ac c u r a c y a nd S e n s i t i v i t y4 METHOD OF A PP L I CA T I ON5 EVALUATI ON6 COST7 . TI MESCALE8 . ALTERNATI VE USES FOR SI MULATI ON9 . EXPERI ENCES WTTH MATHEMATI CAL MODEL S9 . 1 G e n e r a l9 . 2 Ex p e r i e n c e a t TRRL

    93 Ex p e r i e n c e a t TNO9 . 4 E x p e r i e n c e a t F o r d o f Eu r o p e9 . 5 E x p e r i e n c e s o f CT P R e p o r t e d i n t h e L i t e r a t u r e1 0 . CONCLUSI ONS1 1 . MEMBERSOF WORKI NG GROUP1 2 . REFERENCESAPPENDI XANNEX1 . V a l i d i t y o f CTPANNEX2 . Co s t s

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    VI ABI L I T Y OF SUB- SYSTEMS OR COMPONENT TESTS USEDW THMATHEMATI CAL MODEL S AS A BASI S FOR A LEGI SLATI VE SI DE I MPACT TEST

    EXECUT I VE SUMMARY

    On e o f t h e t a s k s w i t h wh i c h EEVC WG9 wa s c h a r g e d wa s t o c o n s i d e r t h ev i a b i l i t y o f s u b - s y s t e m o r c o mp o n e n t t e s t s u s e d a s a b a s i s f o r ma t h e ma t i c a l mo d e l s f o rl e g i s l a t i o n , i n c o mp a r i s o n w i t h f u l l s c a l e t e s t s f o r t h i s p u r p o s e .T h e u s e o f a l t e r n a t i v e me t h o d s f o r e v a l u a t i n g v e h i c l e s f o r s i d e i m p a c t p r o t e c t i o na p p e a r a t f i r s t i n s p e c t i o n t o o f f e r a t t r a c t i v e a d v a n t a g e s . Ho we v e r , c l o s e r i n s p e c t i o nl e a d s WG9 t o t h e c o n c l u s i o n t h a t t e c h n i c a l d i f f i c u l t i e s p r e c l u d e t h e u s e o f t h e s ep r o c e d u r e s w i t h i n t h e f o r e s e e a b l e f u t u r e .On e p r o m i n e n t e x a mp l e , t h e Co mp o s i t e T e s t P r o c e d u r e ( C T P ) , i s c l a i me d t oa l l o w a p p r o v a l o f a v e h i c l e d e s i g n e a r l i e r i n t h e d e s i g n t i m e f r a me a s i t c a n t a k e p l a c eo n c e t h e b o d y s h e l l i s r e a d y T h i s a d v a n t a g e t o t h e ma n u f a c t u r e r wo u l d n o t b e v a l i d i fa b o d y s h e l l t e s t we r e a c c e p t a b l e f o r t h e f u l l s c a l e t e s t p r o c e d u r e .T h e CT P i s c l a i me d t o b e l e s s e x p e n s i v e t h a n t h e f u l l s c a l e t e s t p r o c e d u r e , b u ta c a r e f u l e s t i ma t i o n o f t h e c o s t s b y WG9 s u g g e s t s t h a t t h e d i f f e r e n c e i n c o s t s i s s ma l l

    T h e s p e c i f i c c o n c l u s i o n s o f WG9 a r e : -

    1 . T h e u s e o f a ma t h e ma t i c a l mo d e l / s u b s y s t e m t e s t a p p r o a c h t o v e h i c l e s i d e i m p a c tl e g i s l a t i v e t e s t i n g c o u l d h a v e t h e a d v a n t a g e o f b e i n g a b l e t o a p p r o v e a v e h i c l e e a r l i e ri n t h e d e s i g n s t a g e t h a n c u r r e n t w h o l e v e h i c l e t e s t s o n a c o mp l e t e d v e h i c l e . T h e t i mea d v a n t a g e g a i n e d d e p e n d s o n t h e c o mp l e x i t y o f t h e ma t h e ma t i c a l mo d e l a n d o n t h ep r o p o r t i o n o f t h e v e h i c l e n e c e s s a r y f o r t h e s u b - s y s t e m o r c omp o n e n t t e s t2 . A ma t h e ma t i c a l mode l a p p r o a c h wo u l d a l l o w t h e p e r f o r m a n c e o f a v e h i c l e t o b ea s s e s s e d u n d e r a w i d e r r a n g e o f c o n d i t i o n s t h a n t h e s i n g l e t e s t c o n d i t i o n o f a f u l l s c a l et e s t .

    3 . T h e u s e o f ma t h e ma t i c a l mo d e l s i s n o t s t r a i g h t f o r w a r d a n d t h e i r a b i l i t y t o r e p r o d u c ea d e q u a t e l y t h e d y n a mi c s a n d r e a c t i o n s o f a b a r r i e r i m p a c t i n g a c a r c o n t a i n i n g a no c c u p a n t h a v e y e t t o b e d e m o n s t r a t e d .

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    4 . T h e mode l o f t h e o c c u p a n t mu s t b e s u f f i c i e n t l y d e t a i l e d t o b e a b l e t o p r e d i c t l i k e l ymode s o f i n j u r y i n l a t e r a l i mp a c t s a n d t o g i v e t h e c o r r e c t l o a d t r a n s f e r b e t we e n v e h i c l ea n d o c c u p a n t a n d b e t we e n t h e ma j o r b o d y p a r t s o f t h e o c c u p a n t5 T h e s u b - s y s t e m s t e s t p r o c e d u r e mu s t b e c l o s e l y s p e c i f i e d a n d mu s t a d e q u a t e l yr e p r e s e n t t h e c o l l a p s e o f t h e v e h i c l e u n d e r d y n a mi c c o n d i t i o n s .6 . T h e p r o c e d u r e f o r d e r i v i n g t h e i n p u t d a t a a n d f o r o p e r a t i n g t h e mo d e l , i n c l u d i n g a n yn e c e s s a r y u s e o f d y n a mi c c o r r e c t i o n f a c t o r s , mu s t b e u n i q u e l y d e f i n e d a n d mu s t n o t r e l yo n e x p e r t i n t e r p r e t a t i o n .

    7 . T h e p r o c e d u r e mu s t b e f u l l y v a l i d a t e d o v e r a wi d e r a n g e o f c o n d i t i o n s w h i c h d i f f e rf r o m t h o s e f o r w h i c h t h e mo d e l wa s c a l i b r a t e d .

    8 . T h e d i f f e r e n c e i n t h e c o s t s o f t e s t i n g a v e h i c l e f o r f i n a l a p p r o v a l b e t we e n f u l l s c a l ev e h i c l e i mp a c t s a n d a ma t h e ma t i c a l mo d e l / s u b s y s t e m s t e s t a p p r o a c h i s n o t l i k e l y t o b ea s g r e a t a s mi g h t b e s u p p o s e d , a l t h o u g h t e s t i n g f o r d e v e l o p me n t p u r p o s e s c o u l d p r o v et o b e mu c h l e s s b y u s i n g t h e l a t t e r a p p r o a c h .9 . T a k i n g i n t o a c c o u n t t h e p r e s e n t s t a t u s o f ma t h e ma t i c a l m o d e l l i n g a n d t h e t i mer e q u i r e d t o d e v e l o p , v a l i d a t e a n d e v a l u a t e t e s t p r o c e d u r e s , WG9 c o n s i d e r s t h a t i t w i l lb e a t ( e a s t 4 y e a r s b e f o r e a ma t h e ma t i c a l mo d e l / s u b - s y s t e ms t e s t a p p r o a c h c o u l d b ec o n s i d e r e d s e r i o u s l y f o r l e g i s l a t i v e t e s t i n g I t mi g h t p r o v e p r a c t i c a l f o r i t t o b e u s e de a r l i e r f o r s u p p l e me n t a r y t e s t i n g o r C o n f o r m i t y o f P r o d u c t i o n t e s t i n g .

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    VI ABI L I T Y OF SUB- SYSTEMS OR COMPONENT TESTS USED W THMATHEMATI CAL MODEL S AS A BASI S FOR A LEGI SLATI VE SI DE I MPACT TEST

    REPORT PREPARED BY EEVC WORKI NG GROUP 9

    PREFACEEEVC Wo r k i n g Gr o u p 9 w a s c r e a t e d w i t h t h e o v e r a l l t a s k o f c o o r d i n a t i n g t h ep r o g r e s s o f t h e EEVC S i d e I m p a c t T e s t P r o c e d u r e On e o f t h e t a s k s w i t h w h i c h WG9 wa sc h a r g e d wa s t o c o n s i d e r t h e v i a b i l i t y o f s u b - s y s t e m o r c o mp o n e n t t e s t s u s e d a s a b a s i s f o rma t h e ma t i c a l mo d e l s f o r l e g i s l a t i o n , i n c o mp a r i s o n w i t h f u l l s c a l e t e s t s f o r t h i s p u r p o s e .T h e r e i s a wi d e r a n g e o f p o s s i b i l i t i e s f o r t h e u s e o f ma t h e ma t i c a l mo d e l s f o r s i m u l a t i o n o fs i d e i m p a c t f r o m p r o c e d u r e s t h a t a r e a l mo s t e n t i r e l y t h e o r e t i c a l t o p r o c e d u r e s t h a t u s ema i n l y h a r d w a r e t e s t s t o g e t h e r w i t h some ma t h e ma t i c s t o a l i m i t e d a n d s t r a i g h t f o r w a r de x t e n t T h i s p a p e r r e p o r t s t h e v i e w s o f WG9 membe r s b a s e d o n e x p e r i e n c e b o t h o fma t h e ma t i c a l s i mu l a t i o n a n d o f f u l l s c a l e t e s t i n g a t s e v e r a l Eu r o p e a n I n s t i t u t i o n s . A l t h o u g ht h e r e p o r t i s w r i t t e n i n g e n e r a l t e r m s , a n a p p e n d i x h a s b e e n a d d e d i n w h i c h t h ec o n s i d e r a t i o n s o f WG9 a r e a p p l i e d s p e c i f i c a l l y t o t h e CT P ( C o mp o s i t e T e s t P r o c e d u r e ) .As t h e CT P i s s u b j e c t t o d e v e l o p me n t a n d r e v i s i o n , i t s h o u l d b e e mp h a s i s e d t h a t t h i sAp p en d i x i s r e l a t e d t o t h e J u n e 1 9 8 9 v e r s i o n o f t h e CCMC CT P . Ho we v e r , t h ec o n s i d e r a t i o n s o f t h e CT P a r e p r e s e n t e d a l o n g s i d e s u mma r i e s o f t h e WG9 v i e w s s o t h a tp r o p o s e d mo d i f i c a t i o n s t o t h e CT P c a n b e r e a d i l y e v a l u a t e d

    1 I NTRODUCTI ONT h e r e a l t e s t o f t h e i m p a c t p e r f o r m a n c e o f v e h i c l e s i s h o w t h e y p e r f o r m i n a c t u a la c c i d e n t s o n t h e r o a d . Howe v e r t h e e f f e c t o f v e h i c l e d e s i g n i s v e r y d i f f i c u l t t o i s o l a t ef r o m o t h e r f a c t o r s a n d i s c l e a r l y n o t a v a i l a b l e e a r l y e n o u g h t o u s e a s a b a s i s f o ra p p r o v a l f o r p r o d u c t i o n a n d ma r k e t i n g I n s t e a d , a r e p r o d u c t i o n o f t h e c i r c u ms t a n c e st h a t c a n c a u s e i n j u r y i n a n a c c i d e n t i s made o n a n e x a mp l e o f t h e v e h i c l e mode l a n dme a s u r eme n t s a r e made t h a t d e t e r m i n e w h e t h e r t h e v e h i c l e me e t s c e r t a i n c r i t e r i aa s s o c i a t e d w i t h p a r t i c u l a r i n j u r y me c h a n i s ms .C u r r e n t l y , t h e s e s i m u l a t i o n s t a k e t h e f o r m o f c o mp o n e n t t e s t s , s u c h a s ECER e g u l a t i o n 2 1 h e ad f o r m i mp a c t s , o r wh o l e v e h i c l e i mp a c t s , s u c h a s ECE R e g u l a t i o n 1 2s t e e r i n g w h e e l t e s t s o r US FMVSS 2 0 8 o c c u p a n t p r o t e c t i o n t e s t s . T h e s e t e s t s f o r m ac o mmo n t a r g e t f o r m a n u f a c t u r e r s t o meet t o a c h i e v e a t l e a s t a mi n i mu m s a f e t y l e v e l a n ds u c h t e s t s h a v e r e s u l t e d i n a r e d u c t i o n i n i n j u r i e s i n r o a d a c c i d e n t s ( s e e f o r e x a mp l eR e f s 1 , 2 , 3 ) . Wh o l e v e h i c l e t e s t s c a n o n l y t a k e p l a c e a t a l a t e s t a g e i n t h e d e s i g n a n dd e v e l o p me n t p r o c e s s . I t wo u l d c l e a r l y b e a d v a n t a g e o u s f o r a v e h i c l e ma n u f a c t u r e r t o

    b e a b l e t o o b t a i n i n f o r m a t i o n o n p e r f o r m a n c e a t a n e a r l i e r s t a g e i n t h e d e v e l o p me n t o ft h e v e h i c l e i n o r d e r t o a v o i d e x p e n s i v e d e s i g n c h a n g e s l a t e i n t h e d e v e l o p me n t o f amode l .An a l t e r n a t i v e t o wh o l e v e h i c l e i mp a c t t e s t i n g t h a t i s b e i n g s u g g e s t e d a s a me a n so f a s s e s s i n g t h e o c c u p a n t s a f e t y o f a v e h i c l e i s t o u s e ma t h ema t i c a l mo d e l s , u s u a l l ys u p p l e me n t e d b y c o m p o n e n t t e s t s t o p r o v i d e t h e i n p u t d a t a ( 4 , 5 , 6 , 7 ) . I f t h e i mp a c tp e r f o r ma n c e o f t h e wh o l e v e h i c l e c o u l d b e mo de l l e d u s i n g f i n i t e e l e me n t t e c h n i q u e s , f o ri n s t a n c e , t h i s c ou l d i n p r i n c i p l e t a k e p l a c e a t a f a i r l y e a r l y s t a g e i n t h e d e s i g n p r o c e s s ,t h ou g h i n p r a c t i c e mos t p u b l i s he d e x amp l e s h a v e b ee n c a r r i e d o u t o n c a r s a l r e a d y i np r o d uc t i o n . I t i s i mp or t a n t t o d i s t i n g u i s h t h e t y p e o f d y n a mi c f i n i t e e l e me n t p r o g r a mu s e d f o r i mp a c t mo d e l l i n g ( e . g . DYNA3D) f r o m t h e t y p e o f q u a s i - s t a t i c p r o g r a m u s e d

    a s a n o r ma l d e s i g n t o o l f o r t h e s t r u c t u r a l a n a l y s i s o f c a r s ( e . g . NASTRAN) : s ome1

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    p r o b l e ms o f a p p l y i n g f i n i t e e l e me n t t e c h n i q u e s a r e d e s c r i b e d i n S e c t i o n 3 . 1 . 1 . T h ea d v a n t a g e wo u l d b e s omewha t l e s s i f c omp o n e n t t e s t s we r e r e q u i r e d t o p r o v i d e i n p u td a t a , s i n c e wh o l e v e h i c l e s t r u c t u r e s wo u l d b e r e q u i r e d . T h e ma t h e ma t i c a l m o d e l l i n ga p p r o a c h a l s o h a s t h e p o t e n t i a l a d v a n t a g e t h a t t h e e v a l u a t i o n o f t h e v e h i c l e f o r a r a n g eo f o c c u p a n t s i z e s , s e a t p o s i t i o n s a n d i m p a c t s p e e d s wo u l d b e mo r e p r a c t i c a l t h a n i fwh o l e v e h i c l e t e s t s we r e r e q u i r e d e a c h t i m e De p e nd i n g o n t h e t e c h n i q u e u s e d , a r a n g eo f i mp a c t i n g o b j e c t s s u c h a s t r u c k s , r i g i d p o l e s a n d r i g i d w a l l s c o u l d , i n p r i n c i p l e , b es i mu l a t e d i n a d d i t i o n t o s i mu l a t i n g c a r t o c a r i mp a c t s . R e s u l t s o b t a i n e d f r o m t h ema t h e ma t i c a l s i m u l a t i o n p a r t w i l l , o f c o u r s e , b e e x a c t l y r e p e a t a b l e e v e r y t i me t h es i mu l a t i o n i s p e r f o r me d . R e s u l t s f r o m a n y r e p e a t e d s u b - s y s t e ms t e s t i n g w o u l d , h o w e v e r ,s t i l l s h o w v a r i a b i l i t y ( 8 , 9 ) , t h o u g h t h i s m i g h t b e l e s s t h a n f o r a f u l l s c a l e d y n a mi c t e s t .T e s t i n g f o r l e g i s l a t i v e p u r p o s e s r e q u i r e s a s t r a i g h t f o r w a r d ' a n d me t h o d i c a l a p p r o a c h , i nw h i c h t h e r e i s n o s c o p e f o r i n d i v i d u a l " v a l u e j u d g e me n t s " o r mo d i f i c a t i o n s b yma n u f a c t u r e r s . T h i s c o u l d p r e s e n t d i f f i c u l t i e s , a s t h e u s e o f ma t h e ma t i c a l mo d e l s i s f a rf r o m s t r a i g h t f o r w a r d , a n d t h e a b i l i t y o f s u c h mo d e l s t o r e p r o d u c e a d e q u a t e l y t h ed y n a mi c s a n d r e a c t i o n s o f a b a r r i e r i mp a c t i n g a c a r c o n t a i n i n g a d u mmy h a s y e t t o b ed e m o n s t r a t e d . Ho we v e r , t h i s a p p r o a c h mi g h t p r o v e t o b e s u i t a b l e f o r e v a l u a t i n g s ma l ld e s i g n c h a n g e s t o a p p r o v e d mo d e l s o r f o r e x t e n d i n g a p p r o v a l t o a w i d e r r a n g e o f v e h i c l et r i m l e v e l s a n d s p e c i f i c a t i o n s w i t h o u t t h e n e e d f o r f u r t h e r d y n a mi c t e s t s

    T h e u s e o f mo d e l l i n g b y ma n u f a c t u r e r s t o e v a l u a t e t h e s a f e t y p e r f o r m a n c e o f n e wc a r d e s i g n s i s o f g r e a t v a l u e a n d i n d e e d i s a l r e a d y u s e d b y m a n u f a c t u r e r s t o d e v e l o p n e wv e h i c l e mo d e l s . I t g i v e s d i r e c t i o n t o t h e d e s i g n ( 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 ) . I n t h i s r e s p e c t i t i sa n o b j e c t i v e me t h o d c o mp a r e d w i t h e n g i n e e r i n g j u d g me n t a n d e x p e r i e n c e ( 9 ) . I n s omec i r c u ms t a n c e s i t c a n p a r t l y r e p l a c e t e s t wo r k ( 1 3 , 1 6 ) . C u r r e n t l y , mo d e l s a p p e a r t o b eb e t t e r a t p r e d i c t i n g t r e n d s t h a n a b s o l u t e v a l u e s ( 1 7 ) T h e s e a b s o l u t e v a l u e s a r e b e s te s t a b l i s h e d b y t e s t s w h i c h a r e t h e f i n a l p r o o f t h a t d e s i g n o b j e c t i v e s h a v e b e e n me t ( 1 0 ) .Mo d e l s a r e a l s o u s e f u l f o r g i v i n g a b a s i c u n d e r s t a n d i n g o f t h e i n f l u e n c e o f c e r t a i np a r a me t e r s , s u c h a s i mp a c t s p e e d , v e h i c l e w e i g h t , p a d d i n g c h a r a c t e r i s t i c s o r o c c u p a n t -

    d o o r s p a c i n g ( 1 8 ) . Mo d e l s t u d i e s c a n i d e n t i f y c o u n t e r m e a s u r e s a n d v e h i c l e m o d i f i c a t i o n st o g i v e i mp r o v e d p e r f o r m a n c eI t h a s b e e n s u g g e s t e d t h a t , i f a ma n u f a c t u r e r h a s s u f f i c i e n t c o n f i d e n c e i n ama t h e ma t i c a l m o d e l l i n g t e c h n i q u e , h e wo u l d b e a b l e t o d e v e l o p t h e n e w mode l t o t h ep r o d u c t i o n s t a g e w i t h o u t t h e c o n c e r n t h a t a l e g i s l a t i v e i m p a c t t e s t wo u l d f a i l .T h i s p a p e r p r e s e n t s t h e v i e w s o f EEVC Wo r k i n g Gr o u p 9 membe r s o n t h ev i a b i l i t y o f t h e u s e o f s u b - s y s t e m o r c o mp o n e n t t e s t s , t o g e t h e r w i t h ma t h e ma t i c a l mo d e l si n t h e i r c u r r e n t s t a t e o f d e v e l o p me n t , a s a b a s i s f o r a l e g i s l a t i v e s i d e i mp a c t t e s t . T h ec omme n t s a r e s u p p o r t e d wh e r e a p p r o p r i a t e b y r e f e r e n c e s . An a p p e n d i x , i n wh i c h t h ev i e w s o f t h e Wo r k i n g Gr o u p a r e a p p l i e d s p e c i f i c a l l y t o t h e CCMC CT ? ( C o mp o s i t e T e s tP r o c e d u r e ) p r o p o s a l s ( 4 , 5 , 6 , 7 ) , i s a t t a c h e d .

    2 LEGI SLATI VE ASPECTS2 . 1 I n f l u e n c e o f T y p e Ap p r o v a l

    I t i s g e n e r a l l y a g r e e d t h a t , b e c a u s e t h e u s e o f mo t o r v e h i c l e s c a n r e s u l t i n d e a t ho r s e r i o u s i n j u r y t o t h e o c c u p a n t s , i t i s i n t h e p u b l i c i n t e r e s t t o m i n i m i s e t h e s e d a n g e r sb y v e h i c l e s a f e t y l e g i s l a t i o n H ow e v e r t h e wa y i n w h i c h t h e l e g i s l a t i o n i s a p p l i e d i n t h eU . S a n d Eu r o p e d i f f e r s .

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    An EC D i r e c t i v e r e q u i r e s m a n u f a c t u r e r s t o u n d e r g o t e s t i n g o f n e w mo d e l s i no r d e r t o g e t t y p e a p p r o v a l f r o m t h e c o m p e t e n t a u t h o r i t y wh i c h e n a b l e s t h e m t o s t a r tp r o d u c t i o n F u r t h e r t e s t i n g t o e n s u r e c o n f o r m i t y o f p r o d u c t i o n ma y b e p e r f o r me d a n dt h e t y p e a p p r o v a l ma y b e wi t h d r a wn f o r n o n - c o mp l i a n c e . T h e EC t h e r e f o r e h a s t o h a v ec o n f i d e n c e t h a t t h e t e s t p r o c e d u r e w i l l r e s u l t i n s a f e r v e h i c l e s a n d wo u l d n e e d e v i d e n c et h a t a l t e r n a t i v e s a r e a s e f f e c t i v e a s t h e f u l l s c a l e t e s t . I f , f o r i n s t a n c e , a p p r o v a l we r eg r a n t e d f o r a v e h i c l e b a s e d o n e a r l y ma t h e ma t i c a l mode l e v a l u a t i o n s a n d i t wa ss u b s e q u e n t l y s h o w n t o b e u n a c c e p t a b l e i n a f u l l s c a l e t e s t , t h e a p p r o v a l c o u l d n o t b ew i t h d r a w n . P r o d u c t l i a b i l i t y i s i n t h e e a r l y s t a g e s o f d e v e l o p me n t i n Eu r o p e

    I n t h e US , t h e F e d e r a l Go v e r nme n t t h r o u g h N1=TTSA s e t s s a f e t y t a r g e t s a n de s t a b l i s h e s FMVS S t a n d a r d s p u b l i s h e d i n t h e F e d e r a l R e g i s t e r . T h e ma n u f a c t u r e ro p e r a t e s u n d e r a s c h eme o f s e l f c e r t i f i c a t i o n s u c h t h a t e v e r y c a r c a r r i e s a l a b e l t h a ts t a t e s , " T h i s v e h i c l e c o n f o r m s t o a l l a p p l i c a b l e US F e d e r a l Mo t o r V e h i c l e S t a n d a r d si n e f f e c t o n t h e d a t e o f m a n u f a c t u r e a b o v e " . T h e ma n u f a c t u r e r ma y c h o o s e a n y me t h o dt o s a t i s f y . h i ms e l f t h a t h i s p r o d u c t c o mp l i e s w i t h t h e FMVSS . I VHT SA p e r f o r m s s t a n d a r dt e s t s o n a r a n d o m b a s i s t o e n s u r e c o mp l i a n c e w i t h t h e S t a n d a r d . I n a d d i t i o n p r o d u c tl i a b i l i t y , wh i c h i s w e l l d e v e l o p e d i n t h e US , e n s u r e s t h a t p u b l i c p r e s s u r e c a n a l s oi n f l u e n c e t h e s a f e t y p e r f o r m a n c e o f v e h i c l e s .2 . 2 E x i s t i n g Re gu l a t i o ns

    Some e x i s t i n g r e g u l a t i o n s p e r m i t t h e u s e o f c a l c u l a t i o n a s a l t e r n a t i v e me t h o d s t op r a c t i c a l t e s t s p r o v i d e d e q u i v a l e n c e c a n b e d e m o n s t r a t e d .F o r i n s t a n c e ;EEC D i r e c t i v e 7 0 / 3 8 7 - D o o r L a t c h e s , a l l o w s t h e s t r e n g t h a n d i n e r t i a l a c t i v a t i o nr e q u i r e me n t s t o b e d e m o n s t r a t e d b y a n a l t e r n a t i v e t e s t me t h o d , a s s i s t e d i fn e c e s s a r y b y c a l c u l a t i o n s .EEC D i r e c t i v e 7 4 / 4 0 8 - S e a t S t r e n g t h , a l l o w s t h e s t r e n g t h o f s e a t b a c k s a n d t h e i rr e s i s t a n c e t o i n e r t i a l l o a d i n g t o b e d e m o n s t r a t e d b y c a l c u l a t i o n .ECE R e g u l a t i o n 5 8 - Un d e r r u n P r o t e c t i o n , a l l o w s t h e s t r e n g t h r e q u i r e me n t o fr e a r u n d e r r u n g u a r d s t o b e d e m o n s t r a t e d b y t h e o r e t i c a l a n a l y s i s .Howe v e r , t h e s e a r e r e l a t i v e l y s t r a i g h t f o r w a r d c a l c u l a t i o n s , c o n c e r n e d i n t h e ma i no n l y w i t h s t a t i c s t r e n g t h r e q u i r e me n t s , s i n c e t h e i n e r t i a l l o a d i n g s i n v o l v e d c a n b ee s t i ma t e d a d e q u a t e l y b y ma k i n g s i m p l e a s s u mp t i o n s a b o u t t h e a p p l i e d a c c e l e r a t i o n sT h e r e s p o n s e o f a c a r t o s i d e i m p a c t i s , i n c o n t r a s t , a v e r y c o mp l e x d y n a mi c p r o c e s s ,wh i c h i n v o l v e s t h e r e l a t i v e mo t i o n o f t h e d e f o r ma b l e b a r r i e r , s e v e r a l d i f f e r e n t p a r t s o ft h e c a r s t r u c t u r e , a n d a f u l l y a n t h r o p o me t r i c o c c u p a n t . S i mu l a t i o n o f a l a t e r a l d y n a mi ci mp a c t s h o u l d t a k e f u l l a c c o u n t o f t h e i n e r t i a l f o r c e s g e n e r a t e d b y t h e s e r e l a t i v e mo t i o n s ,i f i t i s t o b e c o mp a r e d a t a l l c l o s e l y t o " r e a l w o r l d " e v e n t s .

    3 TECHNI CAL REQUI REMENTS3 . 1 Si mu l a t i o n Me t h o d s

    T h e o b j e c t i v e o f d e v e l o p i n g a d y n a mi c s i m u l a t i o n mode l i s t o p r o d u c e ar e p r e s e n t a t i o n o f t h e v a r i o u s c omp o n e n t s o f a s t r u c t u r e ( o r s e t o f s t r u c t u r e s ) wh i c h w i l l

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    mo ve i n t h e " c o r r e c t " wa y d u r i n g a n i m p a c t b e t we e n d i f f e r e n t p a r t s o f t h e s y s t e m, o rb e t we e n t h e s y s t e m a n d s ome e x t e r n a l o b j e c t . T h i s r e q u i r e s t h a t e a c h p a r t o f t h e mode ls t r u c t u r e mus t f o l l o w N e w t o n ' s l a w s r e l a t i n g a c c e l e r a t i o n , a p p l i e d f o r c e , a n d m a s s . R e a ls t r u c t u r e s a r e mo s t l y f o r me d o f c omp o n e n t s s u c h a s s h e l l s a n d beams i n wh i c h t h e ma s si s d i s t r i b u t e d c o n t i n u o u s l y a c r o s s t h e s t r u c t u r e ; b u t f o r d y n a mi c mo d e l l i n g p u r p o s e s i ti s n e c e s s a r y t o b r e a k s u c h s t r u c t u r e s d o w n i n t o a f i n i t e n umbe r o f " l u mp e d " m a s s e s ,c o n n e c t e d b y s u i t a b l e e n e r g y a b s o r b i n g c omp o n e n t s s u c h a s ( n o n - l i n e a r ) s p r i n g s a n dd amp e r s . C l e a r l y , a mode l w i t h a l a r g e n umb e r o f m a s s e s p r o v i d e s a mu c h c l o s e ra p p r o x i ma t i o n t o t h e r e a l ( c o n t i n u o u s ) s t r u c t u r e t h a n a s i mp l e r mo d e l , b u t i t a l s or e q u i r e s mu c h mo r e d e v e l o p me n t e f f o r t , a n d g r e a t e r r u n n i n g t i m e o n t h e c o mp u t e r

    P r a c t i c a l mo d e l s c a n b e d i v i d e d i n t o t wo ma i n f a mi l i e s : f i n i t e e l e me n t mo d e l s ,a n d l u mp e d p a r a m e t e r mo d e l s ( e . g Re f 1 9 ) . T h e s e i n v o l v e v e r y d i f f e r e n t k i n d s o fp r o g r a mr n i n g , a n d i n p r a c t i c e h a v e l i t t l e i n c o mmo n .3 . 1 . 1 F i n i t e El eme n t Mo d e l s . T h e f i n i t e e l e me n t me t h o d o f mo d e l l i n g a t t e m p t st o p r o v i d e a n a c c u r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f a l l t h e d e t a i l s o f a r e a l s t r u c t u r e b y d i v i d i n g t h es t r u c t u r e u p i n t o a v e r y l a r g e n umb e r o f e l e me n t s . T h e " m e s h " h a s t o b e s u f f i c i e n t l ys ma l l t o i n c l u d e a l l r e l e v a n t s t r u c t u r a l d e t a i l , b o t h i n t h e u n d e f o r me d a n d t h e d e f o r me ds t a t e . T h i s r e q u i r e s a n e s p e c i a l l y f i n e m e s h , f o r e x a mp l e , i n a r e a s wh e r e l a r g e o rc o mp l e x d i s t o r t i o n s a r e e x p e c t e d , a n d i n p a r t i c u l a r wh e r e t h e r e i s s i g n i f i c a n t b u c k l i n gT h e p r o p e r t i e s o f t h e c o n n e c t i n g e l e me n t s a r e o b t a i n e d d i r e c t l y ( w i t h i n t h e p r o g r a m)f r o m t h e me sh g e o m e t r y a n d t h e e n g i n e e r i n g p r o p e r t i e s o f t h e s t r u c t u r a l ma t e r i a lMo d e r n f i n i t e e l e me n t p r o g r a m p a c k a g e s c a n p r o v i d e a c c u r a t e mo d e l l i n g o f t h e i n t e r -e l e me n t f o r c e s , i n c l u d i n g e f f e c t s s u c h a s n o n - l i n e a r ma t e r i a l p r o p e r t i e s ( e . g . p l a s t i cd e f o r ma t i o n ) , v e r y l a r g e d e f o r m a t i o n s , c o r r e c t mo d e l l i n g o f c o n t a c t f o r c e s b e t we e nb u c k l i n g s u r f a c e s , e t c . , s u b j e c t o n l y t o l i mi t a t i o n s i mp o s e d b y t h e f i n i t e meshI t wo u l d b e d e s i r a b l e t o b e a b l e t o u s e t h e s a me me s h f o r d y n a mi c mo d e l l i n g a st h e o n e t h a t ( i n c u r r e n t p r a c t i c e ) wo u l d h a v e b e e n u s e d f o r s t a t i c s t r e s s a n d v i b r a t i o n

    a n a l y s i s d u r i n g d e v e l o p me n t o f t h e c a r b o d y d e s i g n T h i s i s n o t p r a c t i c a b l e f o r s e v e r a lr e a s o n s : t h e n umb e r o f e l e me n t s h a s t o b e s i g n i f i c a n t l y s ma l l e r i f t h e mode l i s t o r u no n t h e c o mp u t e r i n a r e a s o n a b l e t i me , b u t , a s d e s c r i b e d a b o v e , i t i s n e c e s s a r y t o u s e ap a r t i c u l a r l y f i n e mesh i n t h e d y n a mi c mode l a t v a r i o u s k e y a r e a s T h e e f f o r t r e q u i r e dt o g e n e r a t e a s u i t a b l e mesh f o r t h e d y n a mi c mode l i s c o n s i d e r a b l e , e v e n w i t h a l l t h eh e l p t h a t c a n b e p r o v i d e d b y c o mp u t e r , a n d i t s t i l l n e e d s a s i g n i f i c a n t amoun t o fe n g i n e e r i n g j u d g e me n t T h e me t h o d h a s r e c e n t l y b e e n u s e d s u c c e s s f u l l y a s a d e s i g nt o o l f o r i n v e s t i g a t i n g f r o n t a l i mp a c t p r o b l e ms , b u t d o e s n o t y e t a p p e a r t o b e a t a s t a g ewh e r e i t c o u l d b e u s e d f o r l e g i s l a t i v e p u r p o s e s r e l a t i n g t o s i d e i m p a c t I t h a s b e e ns u g g e s t e d t h a t , a t t h e p r e s e n t s t a t e o f d e v e l o p me n t o f t h e a r t , i t wo u l d b e d e s i r a b l e t ov a l i d a t e a f i n i t e e l e me n t mode l b y a f u l l s c a l e i m p a c t t e s t b e f o r e u s i n g s u c h a mode le v e n f o r d e t a i l e d i n v e s t i g a t i o n o f t h e e f f e c t o f s t r u c t u r a l c h a n g e s i n t h e v e h i c l e b o d y .A t t h e p r e s e n t s t a t e o f t h e a r t , F i n i t e El eme n t mo d e l l i n g mus t a l s o b ec o n s i d e r e d i mp r a c t i c a b l e f o r l e g i s l a t i v e t e s t i n g b e c a u s e o f t h e t i me a n d e f f o r t n e c e s s a r yt o s e t u p t h e mo d e l , a n d t h e c o mp u t e r t i m e r e q u i r e d t o r u n i t , t y p i c a l l y s e v e r a l h o u r so n a s u p e r c o mp u t e r . Ho we v e r , r e s e a r c h e x p e r i e n c e w i t h F . E . mo d e l s d e m o n s t r a t e ss ome o f t h e p o s s i b l e p r o b l e ms w i t h l u mp e d p a r a me t e r mo d e l s

    3 . 1 . 2 L um p e d Pa r a me t e r Mo d e l s . T h e a l t e r n a t i v e l u mp e d p a r a me t e r mode l u s e sa s ma l l n umb e r o f l u mp e d m a s s e s , w h i c h a r e c o n n e c t e d b y " s p r i n g s " ( a n d / o r d a mp e r s ) .T h e me t h o d d o e s n o t a t t e m p t t o d e s c r i b e t h e d e t a i l e d b e h a v i o u r o f t h e s t r u c t u r e a t al o c a l l e v e l , b u t i s o n l y i n t e n d e d t o s h o w t h e mo t i o n o f a f e w ma j o r c omp o n e n t s . T h ef o r c e / d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s p r i n g / d a mp e r e l e me n t s a r e u s u a l l y o b t a i n e d f r o m

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    q u a s i - s t a t i c c r u s h e x p e r i me n t s , t h o u g h t h e y c o u l d i n p r i n c i p l e b e d e r i v e d t h e o r e t i c a l l yf r o m a ( q u a s i - s t a t i c ) f i n i t e e l e me n t mode l .T h i s me t h o d o f c a l i b r a t i o n a s s u m e s t h a t t h e s t r u c t u r a l c o n n e c t i o n s b e t we e n t h em a s s e s s h o w s i mi l a r c h a r a c t e r i s t i c s u n d e r d y n a mi c i m p a c t t o t h o s e s e e n u n d e r t h e v e r ys l o w l o a d i n g c o n d i t i o n s i mp l i e d b y a q u a s i - s t a t i c c r u s h . T h i s i s n o t a l w a y s j u s t i f i e d i np r a c t i c e , p a r t i c u l a r l y whe n a v e r y s ma l l n umbe r o f l u mp e d m a s s e s a r e u s e d . I n t h i s c a s e

    t h e c o n n e c t i n g s t r u c t u r e b e t we e n t h e l u mp e d m a s s e s c a n i t s e l f c o n t a i n s i g n i f i c a n t m a s s ,w h i c h w i l l a f f e c t i t s d y n a mi c b e h a v i o u r . T h e p r o b l em o f " d y n a m i c c o r r e c t i o n s " i sd e s c r i b e d i n mo r e d e t a i l i n S e c t i o n 3 . 43 . 1 . 3 Hy b r i d mo d e l s A r e c e n t d e v e l o p me n t i n F i n i t e El eme n t m o d e l l i n g i s t h ep r o v i s i o n o f l u mp e d p a r a m e t e r e l e me n t s wh i c h c a n i n t e r f a c e d i r e c t l y w i t h t h e b e a m ,s h e l l , o r s o l i d e l e me n t s o f a ` t r a d i t i o n a l ' F i n i t e El eme n t mode l . Us i n g s u c h e l e me n t s i ti s p o s s i b l e t o r e p r o d u c e a w h o l l y l u mp e d ma s s mode l w i t h i n a d y n a mi c F . E p r o g r a mC r i t i c a l e l e me n t s i n wh i c h t h e e f f e c t s o f d i s t r i b u t e d mass a r e s i g n i f i c a n t ( s u c h a s ab u c k l i n g . f l o o r p a n ) , c a n t h e n b e r e mo d e l l e d b y t h e u s e o f a n a d e q u a t e n umb e r o f F . Ee l e me n t s , w h i l e r e t a i n i n g l u mp e d p a r a me t e r e l e me n t s f o r t h e l e s s c r i t i c a l p a r t s o f t h es t r u c t u r e . T h i s c o u l d c o n s i d e r a b l y i m p r o v e t h e a c c u r a c y o f t h e d y n a mi c r e s p o n s e o f t h e

    mo d e l , w i t h o u t t h e v e r y l a r g e i n c r e a s e i n c o mp l e x i t y ( a n d h e n c e r u n t i me ) r e q u i r e d f o ra f u l l f i n i t e e l e me n t mode l . I t w o u l d , f o r e x a m p l e , b e p o s s i b l e t o u s e r e l a t i v e l y s i mp l el u mp e d p a r a me t e r mo d e l s o f t h e o c c u p a n t a n d b a r r i e r , w i t h i n a c a r s t r u c t u r e mode lc o mp o s e d l a r g e l y o f F . E . e l e me n t s .At p r e s e n t t h e u s e o f s u c h h y b r i d mo d e l s i s b e i n g p r o p o s e d f o r r e s e a r c hp u r p o s e s , i n wh i c h a s i mp l i f i e d ` g e n e r i c ' mode l n e e d n o t c on f o r m e x a c t l y t o a p a r t i c u l a rc a r t y p e , p r o v i d e d i t s i m p a c t r e s p o n s e i s r e a l i s t i c Ho we v e r , mo d e l s u s i n g t h e s ep r i n c i p l e s c o u l d i n t h e f u t u r e h a v e a p l a c e i n l e g i s l a t i v e t e s t i n g .

    3 . 2 Mo d e l S t r u c t u r eAt t h e c u r r e n t s t a g e o f d e v e l o p me n t , l u mp e d ma s s mo d e l s o f t h e v e h i c l e s t r u c t u r ea r e e s s e n t i a l l y o n e - d i m e n s i o n a l , b ei n g c o n c e r n e d o n l y w i t h mo t i o n i n t h e d i r e c t i o n o f t h ei n i t i a l i mp a c t . T h e o c c u p a n t i s u s u a l l y mo de l l e d b y l u mp e d ma s s mo de l s ( 2 0 ) , o ra l t e r n a t i v e l y b y o n e o f t h e s p e c i a l i s e d Cr a s h Vi c t i m S i mu l a t i o n mo d e l s ( 2 1 , 2 2 ) . Wi t ht h e l u mp e d ma s s mo de l s p a r t s o f t h e b o d y o f t h e o c c u p a n t a r e r e p r e s e n t e d b y o n e o rmo r e ma s s / s p r i n g / d a mp e r u n i t s . So me t i me s t h e u n i t s f o r d i f f e r e n t p a r t s o f t h e b o d y a r ei n t e r c o n n e c t e d i n a d e f i n e d wa y . T h e CVS mo d e l s d e s c r i b e t h e o c c u p a n t b y a c ha i n o fr i g i d b o d y e l e me n t s c o n n e c t e d t o e a c h o t h e r b y j o i n t s . T h e e l e me n t s r e p r e s e n t t h em a s s e s , d i me ns i o n s a n d s t i f f n e s s e s o f t h e b o d y p a r t s . T h e s e mo d e l s a r e t wo o r t h r e ed i me ns i o na l . Mo r e r e c e n t l y , d i s t r i b u t e d mass mo d e l s ( 2 3 ) o f b o d y p a r t s o r f i n i t ee l e me n t mo d e l s o f t h e o c c u p a nt h a v e b e e n u s e d .I t i s i mp o r t a n t t h a t t h e mode l i s s u f f i c i e n t l y d e t a i l e d t o b e a b l e t o p r e d i c tc o r r e c t l y t h e mo t i o n o f p a r t s o f t h e s t r u c t u r e a d j a c e n t t o t h e o c c u p a n t , a n d t o b e a b l et o d e t e c t t h e l i k e l y c a u s e s o f i n j u r y t o a n o c c u p a n t Howe v e r , i t i s v e r y d i f f i c u l t t od e r i v e a l l t h e i n p u t d a t a r e q u i r e d f o r a c omp l e x s i mu l a t i o n . I n p r a c t i c e , a c o mp l e xs i mu l a t i o n u s u a l l y c o n t a i n s d a t a w h i c h h a s b e e n g u e s s e d o r i s b a s e d o n e n g i n e e r i n gj u d g e me n t . I n t h i s r e s p e c t , t h e mode l s h o u l d b e s i mp l e , c o mme n s u r a t e w i t h t h er e q u i r e me n t t o r e p r o d u c e a c c u r a t e l y t h e i mp o r t a n t e v e n t s o f t h e i mp a c t . T h e amo u n to f d e t a i l i n t h e s i m u l a t i o n mode l c a n b e c o n s i d e r e d i n t h r e e a r e a s t h e c a r s t r u c t u r emo d e l , t h e o c c u p a n t mo d e l , a n d t h e i n t e r f a c e b e t we e n t h e t wo T h e r e q u i r e me n t s f o rt h e i n t e r f a c e p a r t i a l l y d e f i n e t h e r e q u i r e me n t s o f t h e o t h e r a r e a s .

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    3 . 2 . 1 I n t e r f a c e As mo r e e x p e r i e n c e i s g a i n e d f r o m f u l l s c a l e v e h i c l e i mp a c t s , t h emo r e c o mp l e x a p p e a r t h e r e q u i r e me n t s f o r t h e i n t e r f a c e Mo s t c u r r e n t s i mu l a t i o nmo d e l s c o n s i d e r i n p u t s t o t h e o c c u p a n t e i t h e r t h r o u g h a s i n g l e l o a d p a t h o r t h r o u g h t wol o a d p a t h s : o n e t o t h e p e l v i s a n d o n e t o t h e t h o r a x o r r i b s . Howe v e r , i n t h ed e v e l o p me n t o f s i d e - i mp a c t d u mmi e s i t wa s d e c i d e d t h a t me a s u r eme n t o f i n j u r yp a r a m e t e r s a t a l a r g e r n umbe r o f p o i n t s wo u l d p r o v i d e a b e t t e r i n d i c a t i o n o f t h e s a f e t yo f a n o c c u p a n t d u r i n g a n a c c i d e n t . C o n s e q u e n t l y a t l e a s t a s many l o a d p a t h s s h o u l d b ep r o v i d e d i n t h e s i mu l a t i o n a s i n t h e dummy I t ma y a l s o b e n e c e s s a r y f o r t h e mode l t oa l l o w t h e i n t e r f a c e t o t h e t h o r a x t o t i l t d u r i n g t h e i m p a c t t o a l l o w d i f f e r e n t i n t r u s i o n sa t d i f f e r e n t l e v e l s ( 2 4 ) .

    3 . 2 . 2 O c c u p a n t . T h e s e c o n s i d e r a t i o n s l e a d t o t h e r e q u i r e me n t s f o r t h e o c c u p a n ts i m u l a t i o n . T h i s s h o u l d h a v e a t l e a s t a s many e l e me n t s t o i n t e r a c t w i t h t h e v a r i o u s l o a dp a t h s a s a r e p r o v i d e d i n a n i n s t r u me n t e d dummy . I t s h o u l d a l s o b e a b l e t o p r o v i d e ar e a s o n a b l e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e b e n d i n g / s h e a r p r o p e r t i e s o f t h e l u mb a r s p i n e ( b e t w e e np e l v i s a n d t h o r a x ) . I t i s p o s s i b l e t h a t t h e r e q u i r e me n t f o r me a s u r i n g h e a d i n j u r i e s ma yb e me t , i n t h e l e g i s l a t i v e r e q u i r e me n t s , b y s u p p l e me n t a r y c omp o n e n t t e s t s I n t h i s c a s e ,a h e a d a n d n e c k s h o u l d s t i l l b e i n c l u d e d i n t h e o c c u p a n t s i m u l a t i o n t o p r o v i d ea p p r o p r i a t e l o a d i n g t o t h e t o p o f t h e t h o r a x

    I t i s c l e a r l y d e s i r a b l e t o b e a b l e t o r e p r e s e n t a h um a n o c c u p a n t i n t h e s i m u l a t i o n ,b u t i n p r a c t i c e t h e r e i s i n s u f f i c i e n t d a t a o n t h e i mp a c t d y n a m i c s o f l i v e p e o p l e t o b e a b l et o p r o v i d e a r e p r e s e n t a t i o n w h i c h i s mu c h b e t t e r t h a n t h a t o f a dummy T h ema t h e ma t i c a l r e p r e s e n t a t i o n o f t h e o c c u p a n t s h o u l d b e e v a l u a t e d a g a i n s t t h e s amec r i t e r i a a s a r e t h e me c h a n i c a l r e p r e s e n t a t i o n s , s u c h a s t h e I SO b i o f i d e l i t y r e q u i r e me n t s ,f o r i n s t a n c e ( 2 5 )3 . 2 . 3 Ca r a n d MDB T h e s i m u l a t i o n o f t h e c a r a n d MDB( mo b i l e d e f o r ma b l eb a r r i e r ) i s a l s o l i k e l y t o r e q u i r e s om e d e g r e e o f c o mp l e x i t y i f i t i s t o b e a b l e t o r e p r e s e n ta wi d e r a n g e o f c a r d e s i g n s a n d i mp a c t s p e e d s ( 1 7 , 2 6 , 2 7 ) . T h e ma s s / s p r i n g s y s t e m

    s h o u l d c o n t a i n s u f f i c i e n t e l e me n t s t o r e p r o d u c e a l l t h e a s p e c t s o f v e h i c l e b eh av i o u rwh i c h a r e l i k e l y t o i n f l u e n c e o c c u p a n t i n j u r y .T h e MDB r e q u i r e s s e p a r a t e c o n s i d e r a t i o n f o r t h e s e p a r a t e e l e me n t s c o n t a c t i n gd i f f e r e n t p a r t s o f t h e v e h i c l e ' s s t r u c t u r e . I n a d y n a mi c i m p a c t t h e r e i s c o n s i d e r a b l er e l a t i v e movemen t o f d i f f e r e n t p a r t s o f t h e s i d e s t r u c t u r e w h i c h c a n o n l y b e mo d e l l e ds a t i s f a c t o r i l y b y c o n s i d e r i n g t h e m a s s e p a r a t e e l e me n t s F o r i n s t a n c e , t h e r e l a t i v emo veme n t o f t h e d o o r a n d t h e r e s t o f t h e v e h i c l e s t r u c t u r e w i l l d e p e n d , i n t e r a l i a , o nt h e r e l a t i v e s t i f f n e s s o f t h e d o o r t o t h e s i l l , A a n d B - p o s t s a n d s e a t , t h e e f f e c t i v e m a s s e s

    o f t h e d o o r a n d o t h e r p a r t s o f t h e c a r a n d o n t h e v a r i o u s l o a d p a t h s b e t we e n t h e MDBf a c e a n d t h e t a r g e t c a r . T h e mo s t a c c u r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e i m p a c t d y n a m i c s wo u l db e t o r e g a r d t h e c a r s t r u c t u r e a s a c o n t i n u u m t h r o u g h wh i c h s t r e s s w a v e s a r et r a n s m i t t e d ; a d y n a mi c f i n i t e e l e me n t mode l c a n p r o v i d e a c l o s e a p p r o x i ma t i o n t o t h i si d e a l I n p r a c t i c e t h e h i g h f r e q u e n c y w a v e s a r e n o t i mp o r t a n t f o r d e t e r m i n i n g i n j u r i e sa n d c a n b e v i r t u a l l y i g n o r e d , b u t t h e f i n i t e t r a n s mi s s i o n t i me s o f t h e l o w e r f r e q u e n c yd i s t o r t i o n wa v e s c a n b e p r o d u c e s i g n i f i c a n t e f f e c t s . F o r mo s t p u r p o s e s a l u mp e d ma s smode l i s a r e a s o n a b l e a p p r o x i ma t i o n , p r o v i d e d i t h a s s u f f i c i e n t d e t a i l .F o r t h i s s t r a i g h t f o r w a r d a p p r o a c h i t i s a s s u me d t h a t t h e o c c u p a n t i mp a c t s o n l yt h e d o o r . I n s ome c a r s t h e B - p o s t ma y c o n t a c t t h e o c c u p a n t d i r e c t l y a n d t h es e a t / o c c u p a n t i n t e r a c t i o n ma y b e s i g n i f i c a n t .

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    3 . 3 S p e c i f i c a t i o n o f t h e S u b - s y s t e i n T e s t sT h e me t h o d o f d e t e r m i n i n g t h e i n p u t ( c a l i b r a t i o n ) d a t a f o r t h e v e h i c l e mode l i sc l e a r l y i mp o r t a n t T h e s t i f f n e s s o f t h e v e h i c l e s t r u c t u r e i s d e s c r i b e d b y f o r c e / d e f l e c t i o nc h a r a c t e r i s t i c s I n r e s e a r c h wo r k a c c e l e r a t i o n s me a s u r e d i n f u l l s c a l e i m p a c t t e s t s a r es o me t i me s u s e d t o d e f i n e t h e s e c h a r a c t e r i s t i c s ( 1 7 , 2 6 , 2 8 ) , b u t t h i s wo u l d n o t b e a p p l i c a b l e

    f o r a s i m u l a t i o n wh i c h r e p l a c e d t h e d y n a mi c t e s tT h e ma i n s u b - s y s t e ms t e s t n e c e s s a r y t o o b t a i n d a t a f o r t h e s i mu l a t i o n mode l i sa q u a s i - s t a t i c c r u s h t e s t o n a c o mp l e t e b o d y ( 9 , 1 0 , 1 1 ) . C u r r e n t s t u d i e s s u g g e s t t h a t i tma y n o t b e p o s s i b l e t o o b t a i n a l l t h e r e q u i r e d d a t a f r o m a s i n g l e t e s t u s i n g ar e p r e s e n t a t i v e d e f o r m a b l e b a r r i e r f a c e b u t t h a t s e v e r a l t e s t s w i t h d i f f e r e n t l o a d i n gc o n d i t i o n s w i l l b e n e c e s s a r y . I t i s v e r y i mp o r t a n t t h a t t h e c o l l a p s e mode o f t h es t r u c t u r e s i n t h e t e s t i s s i m i l a r t o t h a t i n d y n a mi c t e s t s ( 1 0 , 1 1 , 2 9 , 3 0 ) .I n a s i m u l a t i o n f o r l e g i s l a t i v e p u r p o s e s i t i s e s s e n t i a l t h a t t h e p r o c e d u r e u s e d t oo b t a i n t h e d a t a s e t s s h o u l d b e i n d e p e n d e n t o f t h e u s e r , a l t h o u g h i t h a s b e e n s t a t e d t h a t ,f o r r e s e a r c h p u r p o s e s , a f u l l y a u t o ma t i c p r o c e s s f o r d e t e r m i n i n g c o mp l e t e d a t a s e t s w i l ln e v e r b e a v a i l a b l e a n d t h e p r o c e d u r e w i l l t h e r e f o r e n o t b e i n d e p e n d e n t o f t h e u s e r ( 3 1 )

    T he r e a r e s ome i mp o r t a n t f e a t u r e s t h a t mu s t b e i n c l u d e d i n t h e s p e c i f i c a t i o n o ft h e t e s t p r o c e d u r e :a ) T h e me t h o d o f h o l d i n g d o w n t h e v e h i c l e mu s t b e d e s i g n e d s o t h a t t h e ma i nma s s i s f i x e d w i t h o u t t h e f i x t u r e s mo d i f y i n g t h e s t i f f n e s s o f t h e s t r u c t u r e b e i n gt e s t e d ( 3 2 ) . T h e r e q u i r e me n t s a r e l i k e l y t o b e i n d i v i d u a l f o r e a c h mode l t e s t e da n d w i l l r e q u i r e s ome i n d i v i d u a l e n g i n e e r i n g j u d g e me n t .b ) T h e p r o p e r t i e s o f t h e l o a d i n g f a c e mus t b e s p e c i f i e d . F o r t e s t s u s i n g t h eMDB f a c e t h i s w i l l b e s t r a i g h t f o r w a r d s i n c e t h i s w i l l b e i d e n t i c a l t o t h es p e c i f i c a t i o n f o r t h e f u l l s c a l e t e s t p r o c e d u r e ( 3 3 ) . Ho we v e r , i t w i l l g e n e r a l l y b en e c e s s a r y t o c a r r y o u t c r u s h t e s t s i n wh i c h i n d i v i d u a l l o a d s a r e a p p l i e d t od i f f e r e n t p a r t s o f t h e s t r u c t u r e T h e p r o c e d u r e mu s t e n s u r e t h a t t h e s e l o a d s a r ea p p l i e d i n a wa y w h i c h a v o i d s l o c a l a n d u n r e a l i s t i c s t r e s s c o n c e n t r a t i o n s a n db u c k l i n g .c ) T h e p o s i t i o n s a t wh i c h t h e d e f l e c t i o n s o f t h e s t r u c t u r e a r e me a s u r e d s h o u l db e s p e c i f i e d . As w i t h t h e s p e c i f i c a t i o n o f t h e l o a d i n g p o i n t s , t h e p r e c i s e l o c a t i o n sf o r mea s u r eme n t w i l l v a r y b e t we e n d i f f e r e n t c a r sd ) D e t a i l s o f t h e p r o c e d u r e f o r a n a l y s i n g t h e r e s u l t s t o o b t a i n l o a d / d e f l e c t i o nc h a r a c t e r i s t i c s f o r t h e mode l s p r i n g s a n d f o r i n t e r a c t i o n c o e f f i c i e n t sC o n s i d e r a b l e e x p e r i e n c e o f t h e d i f f i c u l t i e s i n a p p l y i n g t h i s t o a r a n g e o f v e h i c l emo d e l s w i l l b e n e c e s s a r y b e f o r e a n y g e n e r a l s p e c i f i c a t i o n c a n b e w r i t t e n . F o ri n s t a n c e , i n q u a s i - s t a t i c t e s t s o n o n e t y p e o f c a r , a n a t t e m p t wa s ma d e t o me a s u r et h e l o a d / c o m p r e s s i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e d o o r b y d i f f e r e n c i n g t h e d i s p l a c e me n t so f t h e i n n e r a n d o u t e r d o o r s . Du e t o t h e wa y i n w h i c h t h e d o o r d e f o r me dr e l a t i v e t o t h e r e s t o f t h e c a r s t r u c t u r e , t h e l o a d / c o m p r e s s i o n c h a r a c t e r i s t i cs h o w e d mu l t i p l e v a l u e s o f l o a d a t t h e same v a l u e o f c o mp r e s s i o n .e ) I t i s d e s i r a b l e t o i n c l u d e s e v e r a l u n l o a d / r e l o a d c y c l e s w i t h i n t h e o v e r a l l c r u s ht e s t , i n o r d e r t o d e t e r m i n e t h e " u n l o a d i n g " f o r c e / d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s t h a t a r ei mp o r t a n t w h e n d i f f e r e n t p a r t s o f t h e s t r u c t u r e a r e o s c i l l a t i n g w i t h r e s p e c t t oo n e a n o t h e r . ( e . g . " b o u n c e " o f t h e d o o r a g a i n s t t h e b a r r i e r f a c e . )

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    3 . 4 T h e u s e o f Q u a s i - s t a t i c T e s t s a s t h e B a s i s f o r a Dy n a mi c S i mu l a t i o nT h e r e a r e t w o o b v i o u s p r o b l e ms i n u s i n g t h e d a t a f r o m q u a s i - s t a t i c t e s t s i n ad y n a mi c mode l . I t i s n e c e s s a r y t o e s t i ma t e t h e e f f e c t i v e ma s s o f t h e v a r i o u s c omp o n e n t si n o r d e r t o a l l o w f o r t h e i n e r t i a e f f e c t s o f t h e l u mp e d m a s s e s i n t h e mo d e l , a n d t h ee f f e c t s o f t h e c h a n g e i n f o r c e / d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s w i t h s t r a i n r a t e mu s t b ed e t e r m i n e d ( 9 , 1 0 , 1 1 , 1 5 , 2 6 , 2 9 , 3 0 ) . T he r e a r e h o w e v e r a l s o p o t e n t i a l l y mo r e s e r i o u sp r o b l e ms i n a l u mp e d ma s s mode l d u e t o t h e i n e r t i a l e f f e c t s o f d i s t r i b u t e d ma s s e s , s u c ha s t h e f l o o r p a n , u n d e r d y n ami c l o a d i n g , a s d e s c r i b e d b e l o w ( 3 4 ) A f u r t h e r a s p e c t o ft h i s e f f e c t i s i n t h e d i f f e r e n c e b e t we e n t h e p h y s i c a l p o s i t i o n s i n s p a c e o f i n t e r f a c e s s u c ha s t h e b a r r i e r f a c e - d o o r i n t e r f a c e , d u e t o t h e n e e d t o r e p r e s e n t i n e r t i a l f o r c e s b y c r u s ho f t h e b a r r i e r f a c e o r v e h i c l e s t r u c t u r e ( S e c t i o n 3 . 4 . 3 ) .3 . 4 . 1 E f f e c t i v e Componen t M a s s e s . T h e a c t u a l ma s s o f some c o mp o n e n t s c a n b eo b t a i n e d b y d i r e c t w e i g h i n g b u t t h e e f f e c t i v e ma s s t o b e u s e d i n t h e d y n a mi c e q u a t i o n sma y b e h a v e t o b e s omewh a t d i f f e r e n t t o g e t t h e b e s t f i t t o r e a l i t y . T h i s i s b e c a u s e t h e

    s t r u c t u r e s b e i n g r e p r e s e n t e d i n t h e mode l a r e c o n t i n u o u s , w i t h o u t n e c e s s a r i l y h a v i n gw e l l d e f i n e d b o u n d a r i e s b e t we e n d i f f e r e n t c omp o n e n t s b u t c o l l a p s e p r o g r e s s i v e l y , a n da l s o b e c a u s e t h e r e ma y b e s ome i n t e r n a l f l e x i b i l i t y . F o r e x a mp l e , t h e ' Wh o l e b o d y " ma s su s e d i n a s i mp l e s i d e i mp a c t mode l h a s h a d t o b e r e d u c e d b y a b o u t 2 0 % t o a l l o w f o rt h e wa y i n wh i c h t h e e n d s o f t h e c a r a r e i n i t i a l l y l e f t b e h i n d w h e n t h e c e n t r e i s i m p a c t e d( 3 4 ) . T h e f a c t o r i s a c t u a l l y t i m e d e p e n d a n t , b u t t h e u s e o f a n a v e r a g e v a l u e h a s p r o v e dg o o d e n o u g h f o r t h e wh o l e i n i t i a l p e r i o d o f i mp a c t w i t h i n wh i c h t h e i n j u r i e s wo u l d h a v eo c c u r r e d . F o r c a r s w h i c h h a v e b e e n c r a s h t e s t e d i t i s p o s s i b l e t o e s t i m a t e e f f e c t i v em a s s e s b y a p r o c e s s o f t r i a l a n d e r r o r , ma t c h i n g a c t u a l mo t i o n t o p r e d i c t e d mo t i o n . F o rn e w a n d u n t e s t e d c a r s i t wo u l d b e n e c e s s a r y t o u s e e n g i n e e r i n g j u d g e me n t . F o r t u n a t e l y ,s ome e x p e r i e n c e t o d a t e s u g g e s t s t h a t t h e p r e c i s e e s t i m a t i o n o f ma s s v a l u e s w i t h i n t h ec a r s t r u c t u r e ma y b e l e s s c r i t i c a l f o r t h e d e t e r m i n a t i o n o f i n j u r y p a r a me t e r s t h a n f o r t h ec o r r e c t d e t e r m i n a t i o n o f d e t a i l s o f v e h i c l e mo t i o n ( 4 ) .3 . 4 . 2 S t r a i n Ra t e D e p e n d e n c e o f F o r c e / D e f l e c t i o n C h a r a c t e r i s t i c s . As s t a t e da b o v e , t h e f o r c e d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f v e h i c l e s t r u c t u r e s c h a n g e w i t h i n c r e a s i n gs p e e d o f i mp a c t On e c a u s e i s t h e e f f e c t o f s t r a i n r a t e o n t h e p r o p e r t i e s o f t h es t r u c t u r a l ma t e r i a l s ; d e p e n d a n t o n t h e ma t e r i a l c o n s i d e r e d , t h e s t r a i n r a t e c a n i n f l u e n c et h e e l a s t i c a n d p l a s t i c mo d u l i , a n d t h e y i e l d s t r e s s . M u c h mo r e s i g n i f i c a n t i s t h e e f f e c to f t h e i n e r t i a o f s u b s t r u c t u r e s w i t h i n t h e ma i n s t r u c t u r e , w h i c h c a n e f f e c t i v e l y s t i f f e nt h e s t r u c t u r e a g a i n s t b u c k l i n g f a i l u r e T h i s e f f e c t c o u l d b e c o r r e c t l y s i mu l a t e d b y a f i n i t ee l e me n t mo d e l , p r o v i d e d t h e mesh we r e s u f f i c i e n t l y f i n e I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h i s" i n e r t i a l s t i f f n e s s " ma i n l y i n f l u e n c e s b u c k l i n g f a i l u r e , a n d h a s mu c h l e s s e f f e c t o n b e n d i n g

    f a i l u r e .F o r a s i mp l e l u mp e d p a r a m e t e r mode l t o b e e f f e c t i v e , i t i s n e c e s s a r y t o p o s t u l a t ea s t a b l e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e s t r e s s / s t r a i n c h a r a c t e r i s t i c s me a s u r e d u n d e r q u a s i -s t a t i c c o n d i t i o n s a n d t h o s e f o r h i g h s p e e d d e f o r m a t i o n s u n d e r i m p a c t c o n d i t i o n s .C u r r e n t mo d e l s u s e e mp i r i c a l c o r r e c t i o n ( d y n a mi c ma g n i f i c a t i o n ) f a c t o r s b a s e d o n p a s te x p e r i e n c e s ( 9 , 1 0 , 2 6 , 2 9 ) . T h e y v a r y f r o m 1 . 3 t o 2 . 5 ( 9 , 2 6 , 2 9 , 3 0 ) . Some t i me s a c e r t a i np e r c e n t a g e i n c r e a s e p e r u n i t i mp a c t s p e e d i s u s e d ( 1 0 , 3 0 ) T h e s e c o r r e c t i o n f a c t o r s a r en o t n e c e s s a r i l y c o n s t a n t b u t ma y d e p e n d o n m a t e r i a l , g e o me t r y a n d c r u s h mode ( 9 , 3 0 ) .T h e y mi g h t n o t b e v a l i d f o r n o v e l ma t e r i a l s o r n o v e l t y p e s o f s t r u c t u r e .I f t h e u s e o f e mp i r i c a l c o r r e c t i o n f a c t o r s i s t o b e me a n i n g f u l , i t i s d e s i r a b l e t ob e a b l e t o s e p a r a t e t h o s e p a r t s o f t h e s t r u c t u r e wh i c h d ef o r m p r i ma r i l y b y b e n d i n g( w h e t h e r e l a s t i c o r p l a s t i c ) f r o m t h o s e t h a t d e f o r m p r i ma r i l y b y b u c k l i n g , a n d a p p l y

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    a p p r o p r i a t e ( d i f f e r e n t ) d y n a mi c m a g n i f i c a t i o n f a c t o r s : I t a l s o a p p e a r s i mp o r t a n t t h a tt h e s e q u e n c e o f f a i l u r e s h o u l d b e t h e s ame i n t h e q u a s i - s t a t i c t e s t a s t h a t wh i c h wo u l db e e x p e c t e d i n a d y n a mi c i mp a c t T h i s d o e s n o t n e c e s s a r i l y o c c u r i n p r a c t i c e . T e s t sh a v e b e e n o b s e r v e d i n wh i c h a n i n c r e a s e i n s p e e d h a d a ma j o r e f f e c t o n t h e wa y i nwh i c h t h e s t r u c t u r e c o l l a p s e d , w i t h a p p a r e n t b e n e f i c i a l e f f e c t s o n t h e t h o r a c i c i n j u r yc r i t e r i a ( 3 5 )

    3 . 4 . 3 Dy n a mi c E f f e c t s o n t h e P o s i t i o n o f I n t e r f a c e s b e t we e n S t r u c t u r e s . T h ee f f e c t o f ma s s d i s t r i b u t i o n w i t h i n a s t r u c t u r e i s e x e m p l i f i e d i n t h e f l o o r p a n . Und e rq u a s i - s t a t i c l o a d i n g a f l o o r p a n w i l l t e n d t o b u c k l e e q u a l l y o n b o t h s i d e s o f t h e c e n t r a lt u n n e l . Und e r a d y n ami c i n p u t mo s t o f t h e b u c k l i n g o c c u r s b e t we e n t h e s t r u c k s i d e o ft h e c a r a n d t h e t u n n e l , s i n c e t h e t u n n e l i s c o n s t r a i n e d b y i t s i n e r t i a s o t h a t t h ec o mp r e s s i o n l o a d i s h i g h e r o n t h e s t r u c k - s i d e t h a n o n t h e n o n - s t r u c k s i d e o f t h e f l o o r( 3 4 ) . Su c h a n e f f e c t c a n , i n p r i n c i p l e , b e a l l o w e d f o r i n t e r m s o f t h e o v e r a l lf o r c e / d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c b y t h e u s e o f a s u i t a b l e d y n a mi c ma g n i f i c a t i o n f a c t o r .A mo r e s e r i o u s p r o b l e m o c c u r s a t t h e i n t e r f a c e b e t we e n s t r u c t u r e s i n me t h o d s

    i n wh i c h t h e l o a d i n g o f t h e s t r u c t u r e i n t h e q u a s i - s t a t i c t e s t a r e c o mp u t e r c o n t r o l l e d t ot r y t o p r o v i d e a n e x a c t r e p r o d u c t i o n o f t h e movemen t o f e a c h l u mp e d c om p o n e n tr e p r e s e n t e d i n t h e s i mu l a t i o n o f t h e d y n a m i c i mp a c t ( 5 , 6 , 7 ) T h e p r o b l e m a r i s e s a t t h e" d o o r " m a s s , wh i c h p r o v i d e s t h e i n t e r f a c e b e t we e n t h e Mo b i l e De f o r ma b l e B a r r i e r a n dt h e c a r s i d e s t r u c t u r e . I n t h e q u a s i - s t a t i c c r u s h t h e c o mp r e s s i o n f o r c e s o n t h e t wo s i d e so f t h e d o o r mu s t b e e q u a l , o t h e r w i s e t h e d o o r wo u l d a c c e l e r a t e r a p i d l y , a n d s o c a n n o te x c e e d t h e ma x i mu m s t r e n g t h o f t h e s i d e o f t h e c a r . Ho we v e r , i n t h e d y n a mi c i n p u t t h ef o r c e s o n t h e t wo s i d e s o f t h e d o o r a r e v e r y d i f f e r e n t , a s t h e d o o r i s r a p i d l y a c c e l e r a t e dI n f u l l s c a l e i mp a c t t e s t s p e a k l o a d s i n t h e b a r r i e r f a c e c a n b e a s mu c h a s t h r e e t i me st h e v a l u e o b t a i n e d i n q u a s i - s t a t i c t e s t s ( 3 5 , 3 6 ) . T h e r e i s n o wa y i n wh i c h s u c h i n e r t i a le f f e c t s c o u l d b e r e p r o d u c e d i n q u a s i - s t a t i c t e s t i n g t o p r o d u c e a f o r c e e q u a l t o t h e f u l ld y n a mi c l o a d i n t h e b a r r i e r f a c e I n p r a c t i c e i t w i l l b e n e c e s s a r y f o r t h e s i m u l a t i o nmode l t o u s e a f o r c e / d e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c f o r t h e b a r r i e r f a c e wh i c h i s d e r i v e d f r o mo t h e r t e s t s , a n d s o d o e s n o t e x a c t l y r e p r o d u c e t h e f o r c e s a n d d e f l e c t i o n s o b t a i n e d i n t h e" c o mp u t e r c o n t r o l l e d " q u a s i - s t a t i c t e s t .

    3 . 5 A c c u r a c y a n d s e n s i t i v i t yI t n e e d s t o b e e s t a b l i s h e d h o w c l o s e l y t h e s i m u l a t i o n mo d e l s h o u l d p r e d i c t a c t u a lc r a s h r e s u l t s . I n p r i n c i p l e , t h e o n l y o u t p u t t h a t i s n e c e s s a r y i s a s i n g l e f i g u r e wh i c h g i v e st h e p r o b a b i l i t y o f i n j u r y t o a g i v e n b o d y a r e a f o r a p a r t i c u l a r t y p e o f c a r s u b j e c t e d t o ap a r t i c u l a r i mp a c t . Ho we v e r , e v e n i f s u c h a mo d e l we r e p r o d u c e d a n d v a l i d a t e d b y

    c o mp a r i s o n wi t h a c r a s h t e s t , t h i s wo u l d n o t g i v e m u c h c o n f i d e n c e t h a t t h e mo d e l wo u l db e a b l e t o g i v e a c o r r e c t p r e d i c t i o n f o r a d i f f e r e n t s e t o f c o n d i t i o n s . I n p r a c t i c e i t i sn e c e s s a r y t o d emo ns t r a t e t h a t t h e s i mu l a t i o n b e h a v e s i n t h e s a me wa y a s r e a l i t y f o r an u m b e r o f p a r a me t e r s . I t i s i mp or t a n t t h a t t h e s e p a r a me t e r s c o r r e s po nd f a i r l y c l o s e l y t oq u a n t i t i e s wh i c h a r e b e l i e v e d t o r e l a t e t o o c c u p a n t i n j u r y . I n p a r t i c u l a r i t i s i mp o r t a n tt h a t t h e t i me h i s t o r y o f s u c h p a r a me t e r s s ho u l d b e s i m i l a r f o r t h e s i mu l a t i o n a n d t h ea c t u a l t e s t , a s t h i s i mp r o v e s c o n f i d e n c e t h a t t h e s i mu l a t i o n i n c o r p o r a t e s t h e c o r r e c ts t r u c t u r a l c o l l a p s e a n d e n e r g y t r a n s f e r b e t we e n b u l l e t a n d t a r g e t v e h i c l e s a n d b e t we e nt h e v e h i c l e s t r u c t u r e a n d o c c u p a n t . I t i s n o t , h o we v e r , s e n s i b l e t o t r y t o ma t c h t h eo u t p u t f r o m a s i mu l a t i o n t o t h e r e s u l t s o f a t e s t w i t h b e t t e r a c c u r a c y t h a n t h e r e p e a ta c c u r a c y o f a c r a s h t e s t . T he r e a r e n u me r o u s r e a s o n s f o r v a r i a b i l i t y b e t we e n s u p po s ed l yi d e n t i c a l c r a s h t e s t s , s ome o f wh i c h w i l l a p p l y e q u a l l y t o s u b - s y s t e m t e s t s u s e d t o g i v ei n p u t f o r s i m u l a t i o n s .

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    T h e s e i n c l u d e : -a ) D i f f e r e n c e s i n t h e e x a c t l a t e r a l a n d v e r t i c a l p o s i t i o n o f t h e i mp a c t p o i n t .b ) D i f f e r e n c e s i n t h e c r u s h c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e d e f o r m a b l e b a r r i e r f a c e d u e t oma n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s .c ) D i f f e r e n c e s i n t h e o c c u p a n t p o s i t i o n sd ) R e a l v a r i a t i o n s i n t h e c o l l a p s e c h a r a c t e r i s t i c s o f s u p p o s e d l y i d e n t i c a l v e h i c l e sd u e t o ma n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s a n d v a r i a t i o n s i n a c t u a l c o n s t r u c t i o n ( e . g .p o s i t i o n a n d q u a l i t y o f s p o t w e l d s ) .T h e o b s e r v e d c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n i n r e s u l t s f r o m n o mi n a l l y i d e n t i c a l t e s t s d u et o t h e s e a n d o t h e r f a c t o r s i s a b o u t 1 0 p e r c e n t I t ma y b e n o t e d t h a t , wh e r e l a r g ed i f f e r e n c e s h a v e b e e n o b s e r v e d , c a r e f u l e x a m i n a t i o n o f t h e v e h i c l e s a f t e r t h e c r a s h h a su s u a l l y s h own s o me d i f f e r e n c e s i n t h e v e h i c l e s t a t e w h i c h h a s a f f e c t e d t h e c o l l a p s ep a t t e r n . .I t i s s u g g e s t e d t h e r e f o r e t h a t a s i m u l a t i o n w h i c h p r o d u c e d v a l u e s f o r i n j u r yp a r a m e t e r s wh i c h d i d n o t d i f f e r b y mo r e t h a n 1 0 p e r c e n t f r o m v a l u e s o b s e r v e d i n t h ec r a s h t e s t t h a t wa s b e i n g s i m u l a t e d c o u l d b e r e g a r d e d a s a d e q u a t e , p r o v i d e d t h e t i m eh i s t o r i e s o f t h e p a r a m e t e r s we r e s i mi l a r a n d , i n p a r t i c u l a r , t h a t t h e p e a k v a l u e s o c c u r r e da t a p p r o x i ma t e l y s i mi l a r t i me s a f t e r i mp a c t . ( T y p i c a l l y w i t h i n a b o u t 5 m s e c )I t i s a l s o i mp o r t a n t t h a t t h e s e n s i t i v i t y o f t h e s i m u l a t i o n t o c h a n g e s i n b a r r i e rs p e e d o r ma s s i s s i m i l a r t o t h a t o b s e r v e d i n f u l l s c a l e t e s t s .

    4 METHOD OF APPLI CATI ONF u l l s c a l e i mp a c t t e s t s c a n b e p e r f o r m e d b y n a t i o n a l a p p r o v a l a u t h o r i t i e s o r b ym a n u f a c t u r e r s s u p e r v i s e d b y t h e a p p r o v a l a u t h o r i t y . T h e a p p r o v a l a u t h o r i t i e s a r ef a mi l i a r w i t h i m p a c t t e s t i n g t e c h n i q u e s a n d w i l l b e a b l e t o d e t e c t e r r o r s o r ma l f u n c t i o n s .

    I f n e c e s s a r y , d a t a c a n b e c r o s s c h e c k e d f o r v e r i f i c a t i o n F o r i n s t a n c e , a c c e l e r o m e t e rr e s u l t s c a n b e i n t e g r a t e d t o g i v e v e l o c i t y c h a n g e w h i c h c a n b e c o mp a r e d w i t h f i l mr e c o r d s . I t wo u l d b e mo r e d i f f i c u l t t o v e r i f y s i m u l a t i o n i n p u t d a t a , p a r t i c u l a r l y i f v a r i a b l ec o r r e c t i o n f a c t o r s h a v e t o b e u s e d , a n d t h e r e i s l i k e l y t o b e a l e n g t h y l e a r n i n g p e r i o db e f o r e t h e me t h o d c o u l d b e a p p l i e d w i t h c o n f i d e n c e .I t ma y b e a d v i s a b l e , a t l e a s t f o r t h e f i r s t f e w y e a r s o f a p p l i c a t i o n , f o r a l l p a r t s o ft h e a p p r o v a l p r o c e d u r e t o b e p e r f o r me d b y t h e a p p r o v a l a u t h o r i t y . I n o r d e r t o e n s u r e

    t h a t t h e p r o c e d u r e wa s f a i r a n d r e a l i s t i c , t h e p r o c e d u r e s h o u l d i n v o l v e a f u l l y v a l i d a t e ds i n g l e ma t h e ma t i c a l mo d e l , w i t h a c a r e f u l l y d e f i n e d s u b - s y s t e ms o r c omp o n e n t t e s tp r o c e d u r e t o p r o v i d e a n y n e c e s s a r y i n p u t f o r t h e mode l . I f t h e mode l c o n t a i n s a c h o i c eo f p r o c e d u r e s t o a l l o w s i m u l a t i o n o f a r a n g e o f v e h i c l e t y p e s o r c o n s t r u c t i o n me t h o d s ,t h e n t h e r e s h o u l d b e a c a r e f u l l y d e f i n e d me t h o d f o r p r e d e t e r m i n i n g t h e p r o c e d u r e t h a two u l d b e u s e d . S i mi l a r l y , i f f a c t o r s f o r s t a t i c t o d y n a mi c c o r r e c t i o n a r e r e q u i r e d , t h e nt h e r e mu s t b e a p r e s c r i b e d me t h o d f o r s e l e c t i n g t h e s e . T h e y s h o u l d n o t b e a r b i t r a r y o rl e f t t o t h e c h o i c e o f t h e ma n u f a c t u r e r s e e k i n g a p p r o v a l T he r e s h o u l d b e n o r e q u i r e me n tf o r e x p e r t i n t e r p r e t a t i o n o f d a t a .I t i s c o mmo n f o r a l t e r n a t i v e t e s t p r o c e d u r e s t o b e p e r m i t t e d p r o v i d e d e q u i v a l e n c eh a s b e e n d e m o n s t r a t e d T h i s wo u l d p r o b a b l y b e a c c e p t a b l e e v e n t u a l l y p r o v i d e d t h e

    a l t e r n a t i v e p r o c e d u r e h a d b e e n v a l i d a t e d t o t h e same e x t e n t a s t h e p r e s c r i b e d p r o c e d u r e( s e e S e c t i o n 5 ) .1 0

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    C o n f o r m i t y o f p r o d u c t i o n t e s t s wo u l d b e t h e r e s p o n s i b i l i t y o f t h e a p p r o v a la u t h o r i t y , b u t wo u l d n o t n e c e s s a r i l y b e p e r f o r me d b y t h a t a u t h o r i t y .

    5 . EVA LUA T I ONAn y ma t h e ma t i c a l s i mu l a t i o n p r o c e d u r e t h a t i s p r o p o s e d f o r u s e i n p l a c e o f f u l ls c a l e i mp a c t t e s t s s h o u l d b e f u l l y v a l i d a t e d o v e r a s wi d e a r a n g e o f c o n d i t i o n s a s a r ee x p e c t e d t o b e e n c o u n t e r e d i n t h e a p p r o v a l s y s t e m . T h e mode l s h o u l d b e c a l i b r a t e d b yp e r f o r m i n g t e s t s o n a c omp o n e n t l e v e l t o d e t e r m i n e t h e v a l u e s o f t h e i n d i v i d u a l mode lp a r a m e t e r s I t s h o u l d b e n o t e d t h a t , i f i n p u t p a r a m e t e r s a r e b a s e d o n e s t i ma t e s o re n g i n e e r i n g j u d g me n t a n d a r e a d j u s t e d a f t e r c o mp a r i s o n w i t h t h e t e s t r e s u l t s , t h e n t h i si s " t u n i n g " r a t h e r t h a n v a l i d a t i o n ( 1 8 ) A t r u e v a l i d a t i o n wo u l d p r e d i c t t h e r e s u l t s o f ad y n a mi c t e s t o n a v e h i c l e w h i c h h a s n o t b e e n u s e d t o c a l i b r a t e t h e s i m u l a t i o n mode l a n dt h e n t h e s e r e s u l t s wo u l d b e c o mp a r e d w i t h a s u b s e q u e n t f u l l s c a l e t e s t o n t h i s v e h i c l e .V a l i d a t i o n w i t h s i x v e h i c l e s o f d i f f e r e n t s i z e s a n d w e i g h t s a n d v e r i f i c a t i o n b y 2 0 c r a s ht e s t s h a v e b e e n r e p o r t e d ( 2 6 ) .S a t i s f a c t o r y o p e r a t i o n o f c o mp u t e r s i m u l a t i o n me t h o d s mu s t b e d e m o n s t r a t e do v e r a r a n g e o f w e l l d e f i n e d a p p l i c a t i o n s ( b e n c h m a r k s ) . T h e f o l l o w i n g v a r i a t i o n s s h o u l db e i n c l u d e d i n t h e v a l i d a t i o n o f a p r o c e d u r e : -

    a ) Ma s s o f s t r u c k c a r .b ) Ma s s o f i mp a c t i n g MDB .c ) I mp a c t v e l o c i t y o f MDB .d ) Di me n s i o n s o f s t r u c k c a r .e ) T y p e o f c a r ( 2 - d o o r , 4 - d o o r , s o f t t o p e t c . ) .f ) Ma n u f a c t u r i n g m a t e r i a l s ( s t e e l , a l u mi n i u m, c o mp o s i t e p l a s t i c , e t c . ) .g ) S i m i l a r s i z e v e h i c l e s w i t h k n o w n d i f f e r e n c e s i n p e r f o r m a n c e ` .h ) S t a n d a r d a n d m o d i f i e d v e h i c l e si ) S i d e s t r u c t u r e s t i f f n e s s a n d g e o m e t r y .

    ' F o r v a l i d a t i o n ( g ) t h e r e q u i r e me n t t o p e r f o r m t h e s i m u l a t i o n b e f o r e t h e c r a s h t e s tc l e a r l y c a n n o t b e me t s i n c e p r i o r k n o w l e d g e o f a d i f f e r e n c e i n p e r f o r ma n c e i s r e q u i r e d .P a r a m e t e r s s h o u l d i n c l u d e i n n e r d o o r v e l o c i t y a n d t h e d u mmy i n j u r y c r i t e r i a . I no r d e r t o b e c o n f i d e n t t h a t t h e mode l i s r e p r e s e n t i n g r e a l i t y a n d c a n p r e d i c t r e s u l t sa c c u r a t e l y f o r c o n d i t i o n s w h e r e t h e r e i s n o f o r e k n o w l e d g e , i t mu s t b e a b l e t o r e p r o d u c et h e c o r r e c t v a l u e s o f a l l i mp o r t a n t p a r a m e t e r s r e l a t i n g t o t h e f u l l s c a l e t e s t Not o n l ys h o u l d p e a k v a l u e s b e c o mp a r e d b u t a l s o t h e t i me h i s t o r i e s o f t h e p a r a m e t e r s a n d , i np a r t i c u l a r , t h e t i m e o f p e a k v a l u e s ( s e e S e c t i o n 3 . 5 )

    6 COSTI t i s n o t p o s s i b l e t o q u a n t i f y t h e c o s t s o f a ma t h e ma t i c a l a p p r o a c h t o v e h i c l ee v a l u a t i o n f o r s i d e i m p a c t p r o t e c t i o n w i t h o u t c o n s i d e r i n g a s p e c i f i c c a s e . F o r i n s t a n c ea f u l l f i n i t e e l e me n t a p p r o a c h wo u l d i n v o l v e c o n s i d e r a b l e c o mp u t i n g t i me ( 1 2 ) a n d av e r y l a r g e e f f o r t i n g e n e r a t i n g t h e mode l a n d t h e n e c e s s a r y p r o p e r t i e s o f e a c h mode le l e me n t . Some o f t h e r e l e v a n t wo r k o n mode l g e n e r a t i o n m i g h t w e l l h a v e b e e n s p e n ti n t h e d e s i g n p r o c e s s e s o f t h e v e h i c l e , b u t a s e x p l a i n e d i n S e c t i o n 3 . 1 . 1 , c o n s i d e r a b l ee f f o r t wo u l d b e r e q u i r e d t o t r a n s l a t e t h i s i n t o a f o r m s u i t a b l e f o r a d y n ami c F . E . mode l

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    T h e c o s t s o f a s u b - s y s t e m o r c o mp o n e n t t e s t p r o c e d u r e f o r a l e g i s l a t i v e s i d ei mp a c t t e s t a r e o f t e n c o n s i d e r e d t o b e l e s s e x p e n s i v e t h a n f u l l s c a l e t e s t u s i n g a mo v i n gd e f o r m a b l e b a r r i e r a n d a d u mmy T h e d i f f e r e n c e i n c o s t s ma y n o t b e a s g r e a t a se x p e c t e d d e p e n d i n g o n t h e c o mp l e x i t y o f t h e s u b s y s t e m t e s t s n e c e s s a r y t o p r o d u c e t h ei n p u t d a t a f o r a s a t i s f a c t o r y s i mu l a t i o n . T h e c o s t s c a n b e d i v i d e d i n t o t h r e e c a t e g o r i e s :

    a ) I n v e s t m e n t a n d ma i n t e n a n c e .b ) L a b o u r c o s t s .c ) S p e c i a l c o s t s , r e l a t e d t o c o n s u ma b l e s u s e d i n t h e s p e c i f i c t e s t p r o c e d u r e .T h e c o s t o f t h e v e h i c l e o r b o d y s h e l l c o u l d b e i n c l u d e d i n t h i s c o mp a r i s o n b u t i ti s d i f f i c u l t t o d e c i d e o n t h e r e a l i s t i c c o s t o f p r o t o t y p e v e h i c l e s o r b o d y s h e l l s .

    7 TI MESCALEI t i s d i f f i c u l t t o b e p r e c i s e r e g a r d i n g t h e t i m e b e f o r e a ma t h e ma t i c a l o rs u b s y s t e m s a p p r o a c h t o l e g i s l a t i v e t e s t i n g wo u l d b e f u l l y d e v e l o p e d a n d v a l i d a t e dH o w e v e r WG9 c o n s i d e r s t h a t t h e c u r r e n t d e v e l o p me n t i s a t a b o u t t h e s ame s t a g e a s t h ef u l l s c a l e s i d e i mp a c t t e s t p r o c e d u r e wa s 4 t o 6 y e a r s a g o a n d t h a t i t w i l l b e a t l e a s t af u r t h e r 4 y e a r s b e f o r e i t i s i n a s t a t e t h a t c o u l d b e c o n s i d e r e d f o r l e g i s l a t i v e u s e .

    8 A L T E RNA T I V E USES FOR SI MUL A T I ONT h e u s e o f a ma t h e ma t i c a l mo d e l l i n g a p p r o a c h t o l e g i s l a t i v e t e s t i n g o f s i d ei mp a c t s i s c l e a r l y c o mp l e x , p a r t i c u l a r l y i f t h e p r o c e d u r e h a s t o c o v e r a v e r y w i d e r a n g eo f v e h i c l e s a n d t e s t c o n d i t i o n s T h e r e i s a mo r e l i mi t e d u s e wh i c h c o u l d b e mo r e e a s i l yv a l i d a t e d T h a t i s i n t h e e v a l u a t i o n o f s ma l l d e s i g n c h a n g e s o r i n t h e e v a l u a t i o n o f a

    r a n g e o f v e h i c l e s wh i c h a r e b a s i c a l l y t h e same d e s i g n b u t h a v e v e r y d i f f e r e n t t r i m l e v e l s( 3 7 ) I n t h i s c a s e , t h e s i mu l a t i o n t e c h n i q u e c o u l d b e d e m o n s t r a t e d t o p r e d i c t t h e a c t u a lt e s t r e s u l t s a n d c o u l d t h e n b e u s e d t o p r e d i c t t h e e f f e c t o f r e l a t i v e l y s ma l l c h a n g e s .P e r h a p s t h e t e c h n i q u e c o u l d a l s o b e u s e d a t a n e a r l y s t a g e f o r c o n f o r mi t y o f p r o d u c t i o ni f i t we r e v a l i d a t e d f o r t h a t v e h i c l e a t a p p r o v a l s t a g e .

    9 EXPER I ENCES W TH MATHEMATI CAL MODELS9 . 1 G e n e r a l

    E a r l y mo d e l s f o r t h e s i mu l a t i o n o f s i d e i mp a c t s we r e s i mp l e o n e - d i me n s i o n a lmo d e l s u s i n g l u mp e d s p r i n g / m a s s s y s t e ms s i mi l a r t o t h o s e d e v e l o p e d f o r f r o n t a l i mp a c t s( 1 9 , 3 8 ) S u b s e q u e n t l y t h e mo d e l s h a v e b e e n i mp r o v e d b y a d d i n g a d e f o r m a b l e f r o n te l e me n t t o t h e b a r r i e r u s e d a s t h e i u n p a c t o r a n d b y u s i n g a r e p r e s e n t a t i v e mode l o f t h edummy t h o r a x wh i c h h a s e n a b l e d o c c u p a n t i n j u r y p a r a m e t e r s t o b e c a l c u l a t e d

    9 . 2 Ex p e r i e nc e a t TRRLT h i s t y p e o f mode l h a s g i v e n u s e f u l i n s i g h t i n t o s ome o f t h e p h e n om e n a o c c u r r i n gi n s i d e i mp a c t s b u t t h e q u a n t i t a t i v e a g r e e me n t w i t h f u l l s c a l e t e s t s h a s b e e n p o o r . A l s o

    t h e mode l wa s f u n d a m e n t a l l y u n a b l e t o d e s c r i b e s ome a s p e c t s o f s i d e i m p a c t w h i c h a r e1 2

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    i mp o r t a n t f o r d e t e r m i n i n g t h e i n j u r y l e v e l s me a s u r e d b y a n t h r o p o me t r i c d u mmi e s i ne x p e r i me n t a l i m p a c t t e s t s .Wi t h t h e b e n e f i t o f h i n d s i g h t , i t h a s b e c ome c l e a r t h a t t h e s i m p l e a d a p t a t i o n o fa f r o n t a l i m p a c t mode l f o r t h e s i d e i m p a c t p r o b l em wa s a n o v e r s i mp l i f i c a t i o n a n dn e g l e c t e d v a r i o u s i m p o r t a n t f a c t o r s . T h e ma i n p r o b l em i s t h a t t h e c o u p l i n g b e t we e n t h e

    c a r a n d o c c u p a n t d y n a m i c s i s mu ch s t r o n g e r i n s i d e i mp a c t d u e b o t h t o t h e p r o x i m i t yo f t h e o c c u p a n t t o t h e i mp a c t i n g v e h i c l e a n d t o t h e r e l a t i v e l y l o w ma s s o f t h e p a r t s o ft h e t a r g e t c a r s t r u c t u r e t h a t a c t u a l l y c o n t a c t t h e o c c u p a n t . A f u r t h e r p r o b l em i s t h a twhe n a d e f o r m a b l e b a r r i e r ( o r c a r f r o n t ) i s t h e i mp a c t o r , t h e r e c a n b e c o n s i d e r a b l ed i f f e r e n t i a l mo t i o n o f d i f f e r e n t p a r t s o f t h e t a r g e t v e h i c l e s i d e s t r u c t u r e w h i c h mus t b er e p r e s e n t e d i n t h e mode l . T h e a n g l e o f t i l t o f t h e i n t r u d i n g d o o r a b o u t a l o n g i t u d i n a la x i s , c a u s e d i n p a r t b y s u c h d i f f e r e n t i a l mo t i o n , c a n h a v e a l a r g e e f f e c t o n t h e o c c u p a n ti n j u r y p a r a m e t e r s . Wi t h a r i g i d i mp a c t o r , t h e wh o l e o f t h e c a r s i d e i s c o n s t r a i n e d t omove i n w a r d s a t t h e mo r e o r l e s s t h e same s p e e d a n d t h i s d i f f e r e n t i a l mo t i o n i s l e s sl i k e l y .When e x p e r i me n t a l l y d e r i v e d s t i f f n e s s d a t a f o r t h e c a r s t r u c t u r e we r e u s e d i n t h e

    s i mp l e mo d e l , i t wa s f o u n d n e c e s s a r y b o t h t o a s s ume a l a r g e i n c r e a s e i n d y n a mi cs t i f f n e s s c o mp a r e d w i t h t h e q u a s i - s t a t i c r e s u l t s a n d t o ma k e t h e t h o r a x mu c h s t i f f e r t h a nt h a t o f t h e d u mmy r i b c a g e i n o r d e r t o d u p l i c a t e t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s . A l s o t h ed e t e r m i n a t i o n o f t h e b a r r i e r s t i f f n e s s f r o m d e f o r m a t i o n a t t h e c e n t r e o f t h e d o o r p r o v e dt o b e i n e f f e c t i v e A b e t t e r e s t i ma t e f o r t h e b a r r i e r f a c e s t i f f n e s s wa s d e r i v e d f r o m a na v e r a g e o f t h e s p e c i f i c a t i o n f o r t h e EEVC I v f f ) B f a c eF u r t h e r mo d i f i c a t i o n s h a v e b e e n made t o t h e mode l t o i m p r o v e a g r e e me n t w i t he x p e r i me n t a l r e s u l t s . An i mp o r t a n t mo d i f i c a t i o n h a s b e e n t o s e p a r a t e t h e l o a d p a t h sf r o m t h e u p p e r a n d l o w e r h a l v e s o f t h e MDB f a c e s o t h a t l o a d p a t h s t h r o u g h t h e d o o ra n d t h e s i l l a r e c o n s i d e r e d s e p a r a t e l y . T h e A a n d B - p i l l a r s a r e a l s o t r e a t e d s e p a r a t e l yT h e s e c h a n g e s h a v e i mp r o v e d t h e s i mu l a t i o n c o n s i d e r a b l y , b u t t h e d u mmy i n j u r y

    p a r a m e t e r s a r e s t i l l h i g h e r t h a n i n a c t u a l t e s t s . T h i s a p p e a r s t o b e d u e t o a no v e r s i m p l i f i c a t i o n o f t h e d u mmy mode l wh i c h i s s t i l l n o t f u l l y t w o - d i me n s i o n a l a n d d o e sn o t i n c l u d e a l o a d p a t h t h r o u g h t h e a b d om e n . On c e t h e a b d om e n l o a d p a t h h a s b e e ni n c l u d e d , t h e c o n n e c t i o n s a l o n g t h e s p i n e b e t we e n t h o r a x , a b d om e n a n d p e l v i s b e c om ei mp o r t a n t T h e o c c u p a n t mode l w i l l t h e n n e e d t o i n c o r p o r a t e a mo r e c o mp r e h e n s i v em u l t i - b o d y r e p r e s e n t a t i o n ( s i mi l a r t o t h e C r a s h V i c t i m S i m u l a t i o n mo d e l s ( 2 1 , 2 2 ) ) w h i l er e t a i n i n g t h e r e a l i s t i c s p r i n g / d a mp e r r i b mode l o f t h e p r e s e n t s i m u l a t i o n .

    9 . 3 E x p e r i e n c e a t 1N0S i mu l a t i o n o f s i d e - i mp a c t c o l l i s i o n s , o r a t l e a s t t h e e f f e c t o f t h e m o n t h eo c c u p a n t , r e q u i r e s mo d e l s o f b u l l e t a n d t a r g e t v e h i c l e s , a n d a n o c c u p a n t mode l I ng e n e r a l , t h e t wo t y p e s o f mode l u s e d i f f e r e n t t e c h n i q u e s f o r d e s c r i b i n g t h e g e o me t r i c a la n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s . I n t h e l a s t f e w y e a r s c o n s i d e r a b l e k n o wl e d g e h a s b e e n g a i n e di n t h e d e v e l o p me n t a n d e v a l u a t i o n o f n u me r i c a l d a t a b a s e s f o r s t a n d a r d i s e da n t h r o p o mo r p h i c d u mmi e s . At t h i s t i me v e r y r e l i a b l e d a t a b a s e s o f t h e H y b r i d I I a n dI I I d u mmi e s e x i s t ( 3 9 , 4 0 ) . T h e s e d a t a b a s e s a r e u s e d t o s i m u l a t e a n o c c u p a n t i n f r o n t a li mp a c t . Howe v e r , d u e t o t h e d i r e c t i n t e r a c t i o n b e t we e n d u mmy a n d v e h i c l e i n s i d ei mp a c t c o l l i s i o n s , d i f f e r e n t p h e n om e n a a r e i n v o l v e d , r e s u l t i n g i n a mu c h mo r ec o mp l i c a t e d dummy . C o n s e q u e n t l y , a mode l w h i c h wo u l d r e a c t t o t h e s e p h e n om e n awo u l d b e c o r r e s p o n d i n g l y c o mp l i c a t e d T o d e s c r i b e o c c u p a n t b e h a v i o u r d u r i n g s i d ei mp a c t r e a l i s t i c a l l y , a 3 D mode l wo u l d b e r e q u i r e d , wh i c h wo u l d c o v e r t h e g r o s s mo t i o n

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    a n d w h i c h wo u l d a t t h e same t i me r e c o r d t h e p r e s c r i b e d i n j u r y p a r a m e t e r s . E x p e r i e n c et e a c h e s t h a t s u c h a mode l d ema n d s t h o r o u g h i n v e s t i g a t i o n f o r me a s u r i n g a n d d e f i n i n gt h e g e o me t r y a n d c o n t a c t i n t e r a c t i o n s , a n d f o r d e t e r m i n i n g i n t e r n a l l o a d p a t h s .C u r r e n t l y , o n l y a s i n g l e 2 D EUROSI D mode l i s a v a i l a b l e ; wo r k i s s t i l l i n p r o g r e s s t od e v e l o p a 3D mode l d a t a b a s e , b u t t h i s i s u n d e r s t o o d t o b e a v e r y c o mp l i c a t e d ma t t e r .I t mu s t b e c l e a r t h a t t h e d e v e l o p me n t o f a mode l o f a h uma n b e i n g w i l l b e s e v e r a lo r d e r s mo r e c o mp l i c a t e d

    S i n c e t h e f i r s t p u b l i c a t i o n a b o u t t h e Co mp o s i t e T e s t P r o c e d u r e ( 4 ) , t h i s me t h o dh a s b e e n i mp r o v e d t h r o u g h t h e y e a r s . At t h i s momen t a mo r e o r l e s s d e f i n i t i v e v e r s i o nh a s b e e n d e v e l o p e d w h i c h c o n s i s t s o f a f u l l y c o mp u t e r i s e d t e s t . H ow e v e r o n l y ap r o t o t y p e i s a v a i l a b l e y e t a n d i t w i l l t a k e a t l e a s t a n o t h e r y e a r b e f o r e a c o mp l e t ep r o c e d u r e w i t h t h e s p e c i f i c a t i o n s o f h a r d w a r e a n d s o f t w a r e w i l l b e a v a i l a b l e i n t h ep u b l i c d o ma i n .A n um b e r o f t e s t s h a v e b e e n d o n e b y TNO s i n c e t h e f i r s t p r e s e n t a t i o n , e a c ha c c o r d i n g t o t h e s t a t e o f t h e a r t a t t h e t i me T h e r e s u l t s we r e c o mp a r e d w i t h t h e r e s u l t s

    o f f u l l - s c a l e s i d e - i mp a c t t e s t s , u s i n g t h e s ame t e s t c o n f i g u r a t i o n , w i t h a n i d e n t i c a l v e h i c l ea n d b a r r i e r f r o n t . T h e c o n c l u s i o n s f r o m t h e s e t e s t s c a n b e s p l i t i n t g e n e r a l a n d s p e c i f i cr e m a r k s , a n d i n t o r e c o mme n d a t i o n s

    i ) Ge n e r a l - c o mp a r i s o n o f c o s t s . I t wa s f o u n d t h a t a t TNO t h e c o mp o s i t e t e s t wa sr o u g h l y a s e x p e n s i v e a s t h e f u l l s c a l e t e s t F o r b o t h t e s t s c o n s i d e r a b l e p r e p a r a t i o n h a dt o b e d o n e . A d d i t i o n a l l y , t h e q u a n t i t y o f i n f o r ma t i o n o b t a i n e d w i t h t h e c o mp o s i t e t e s twa s l e s s t h a n t h a t wh i c h i s n o r m a l l y o b t a i n e d f r o m a f u l l s c a l e t e s t , w h i l e t h e e f f e c t o fi n t e r a c t i o n s c a n o n l y b e d e t e r m i n e d i n a d y n a mi c t e s t w i t h a f u l l v e h i c l e . Ho we v e r , t os t u d y t h e i n f l u e n c e o f o n e s i n g l e p a r a m e t e r , t h e c o mp o s i t e t e s t c a n b e p u t t o e x c e l l e n tu s e , o n c e t h e c h a r a c t e r i s t i c c u r v e s a r e k n o w n

    i i ) S p e c i f i c r e m a r k s T h e s e a p p l y t o t h e p r e p a r a t i o n , t e s t p e r f o r m a n c e , d a t ap r o c e s s i n g , a n d s i m u l a t i o n r e s u l t s . T h o u g h g u i d e l i n e s a r e g i v e n f o r v e h i c l e p r e p a r a t i o na n d i n s t a l l a t i o n , a d d i t i o n a l d e c i s i o n s h a v e h a d t o b e made b a s e d o n g o o d e n g i n e e r i n gp r a c t i c e . A l s o , t h e me t h o d o f e x e c u t i o n o f t h e t e s t i s n o t q u i t e c l e a r a n d u n a mb i g u o u s ,s o i t i s p o s s i b l e f o r d i f f e r e n t c h a r a c t e r i s t i c s t o b e o b t a i n e d b y d i f f e r e n t o p e r a t o r s c a r r y i n go u t t h e s ame t e s t . F u r t h e r m o r e , t h e c h a r a c t e r i s t i c c u r v e s wh i c h p r o v i d e a n i n p u t t o t h es i mu l a t i o n h a v e t o b e i n t e r p r e t e d a n d p r o c e s s e d f r o m t h e t e s t d a t a . T h i s p r e s e n t sa n o t h e r o p p o r t u n i t y f o r d a t a ma n i p u l a t i o n t o o c c u r .F i n a l l y , t h e CT P r e f l e c t s t r e n d s r a t h e r t h a n p r o v i d i n g a n e x a c t c o p y o f t h e f u l l -

    s c a l e t e s t r e s u l t s . I t h a s b e e n n o t i c e d t h a t a v a r i a b l e s u c h a s d i s p l a c e me n t i s r e p r o d u c e dw e l l . T h e t i me h i s t o r i e s o f t h e h i g h e r o r d e r v a r i a b l e s , s u c h a s t h e a c c e l e r a t i o n s , o f t e ns h o w p o o r a g r e e me n t . P e a k v a l u e s , t h e i r t i m e o f o c c u r r e n c e , a n d o s c i l l a t i o n s , mo s t l yd i f f e r f r o m t h e r e s u l t s o f a f u l l s c a l e t e s t . M o r e o v e r , t h e c o mp u t e r d u mmy o n l yp r o d u c e s a l i mi t e d n umb e r o f i n j u r y p a r a m e t e r s ; t h e s a f e t y o f t h e v e h i c l e s h o u l d b ea s s e s s e d o n t h e b a s i s o f a mo r e e x t e n d e d s e t o f i n j u r y c r i t e r i a , w h o s e v a l u e s c a n n o t b ec a l c u l a t e d w i t h t h e p r e s e n t mode l . F o r t h a t p u r p o s e a c o mp r e h e n s i v e dummy mode l w i l lb e r e q u i r e d , wh i c h wo u l d p r e s e n t t h e same d i f f i c u l t i e s a s we r e me n t i o n e d i n t h ep r e v i o u s s e c t i o n

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    i i i ) Re c o mme n d a t i o n s Us e o f t h e CT P c a n b e r e c o mme n d e d i n c a s e s wh e r e c h a n g e si n t h e d e s i g n o f a v e h i c l e wo u l d d em a n d a n e w a p p r o v a l t e s t By u s i n g t h e CT ? t h ee f f e c t o f a v a r i a t i o n i n d e s i g n p a r a m e t e r s c a n b e e v a l u a t e d . F o r t h a t p u r p o s e ac o mp l e t e a n d f u l l y d e s c r i b e d t e s t p r o c e d u r e , i n c l u d i n g t h e s t a t e , p r e