Estudio del submarining del dummy Hibrido III 50% percentil para distintas posicionesreclinadas en impactos frontales

Ante el futuro próximo de los vehículos automatizados están surgiendo nuevas necesidades en materia de seguridad de los vehículos. Esta nueva circunstancia del vehículo autónomo abre la posibilidad de nuevas posturas que apuesten por la comodidad y la posibilidad de desarrollar otras actividades durante nuestros viajes. Sin embargo, surge una pregunta clara: ¿Cuál es el comportamiento cinemático que presentarán los ocupantes para posiciones más reclinadas que puedan resultar más cómodas para los ocupantes? ¿y los ocupantes estarán igual o más seguros?
Este proyecto surge de la necesidad de evaluar el comportamiento de la cinemática del cuerpo de los ocupantes para posturas reclinadas. El alcance del proyecto cubre la validación del entorno de prueba con un Anthropometric Test Device (ATD) para posteriormente realizar pruebas con post-morten human surrogates (PMHS), pero esta última parte no será cubierta en este TFM. Los objetivos del proyecto son determinar la biofidelidad del dummy Híbrido III 50% percentil hombre, validar el comportamiento de un prototipo de cinturón con doble pretensor en el regazo dual y evaluar los posibles factores de riesgo e indicadores del efecto submarining para posturas reclinadas. Para ayudar a cumplir los objetivos del proyecto se realizó una comparación con un conjunto de 7 pruebas con cadáveres realizadas por la Unversity of Michigan of Transportation Research Institution (UMTRI). Se evaluaron tres variables para determinar si representaban indicadores potenciales del efecto submarining para posturas reclinadas. Las variables fueron las fuerzas del cinturón, la cinemática del cuerpo y los ángulos de rotación de la pelvis.
Los resultados sugirieron un correcto acoplamiento del cinturón de seguridad con el dummy, evitando la aparición del efecto submarining. Además, se corroboró que la cinemática, la rotación de la pelvis y las fuerzas del cinturón de seguridad representaron un indicador útil de submarining para los PMHS. En el caso del ATD se vio que debido a una mayor rigidez de la piel y de las articulaciones de la pelvis, el efecto submarining no podía predecirse utilizando las mismas metodologías, debido a una pobre biofidelidad del dummy.

In light of the near future of automated vehicles new needs are arising regarding vehicle safety. This new circumstance of the autonomous vehicle opens the possibility of new positions that bet on comfort and the ability to develop other activities during our trips. However, a clear question arises: what is the kinematic behaviour that the occupants will present towards more reclined positions that may be more comfortable for the occupants? And will occupants be as equally safe or more?
This project arises from the need to evaluate the behaviour of the kinematics of the occupants' bodies for reclined postures. The scope of the project covers the validation of the test environment with an Anthropometric Test Device (ATD) to later conduct tests with Post-Morten Human Surrogates (PMHS), but this last part will not be covered in this master’s thesis. The aims of the project are to determine the biofidelity of the Hybrid III 50th percentile male dummy, validate the behaviour of a dual lap belt pretensioner prototype, and assess the potential risk factors and indicators of the submarining effect for reclined postures. To help fulfil the objectives of the project a comparison with a set of 7 test with cadavers performed by the University of Michigan of Transportation Research Institution (UMTRI) was made. Three variables were evaluated to determine if they represented potential indicators of the submarining effect for reclined postures. The variables were the belt forces, the body kinematics, and the pelvis pitch angles.
The results suggested a correct engagement of the seat belt with dummy, preventing the occurrence of submarining. In addition, it was corroborated that the kinematics, pelvis pitch, and the seat belt forces represented a useful indicator of submarining for PMHS. In the case of the ATD it was seen that due to a higher stiffness of the flesh and articulations of the pelvis submarining could not be predicted using the same methodologies, due to a poor biofidelity of the dummy.