פיתוח כלי סימולציה לחיזוי והפחתת היפגעות בתאונות

‫הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל‪ ,‬הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית‪ ,‬המרכז למחקר‬
‫בהנדסה חקלאית‪ ,‬חיפה ‪32000‬‬
‫כלי סימולציה לחיזוי והפחתת היפגעות בתאונות‬
‫דו"ח מסכם שנה א'‬
‫הגופ מוראדג'ליאן‬
‫צביקה אסף‬
‫יצחק שמולביץ‬
‫עבור‪:‬‬
‫קרן מחקרים בענייני ביטוח ליד איגוד חברות הביטוח בישראל‬
‫מחקר – ‪2014183‬‬
‫חיפה‬
‫נובמבר ‪2011‬‬
‫או מוסד הטכניון למחקר‬/‫או הטכניון ו‬/‫ מודגש בזאת כי חבר הסגל ו‬,‫למען הסר ספק‬
‫או להפסד מכל מין וסוג‬/‫או להוצאה ו‬/‫ופיתוח בע"מ לא יהיו אחראים לכל נזק לרכוש ו‬
‫ או‬, ‫או עלולים להגרם לכם או למי מטעמכם עקב חוות דעת או דוח זה‬/‫אשר יגרמו ו‬
.‫בהקשר אליהם‬
For the elimination of any doubt, it is hereby stressed that the staff member and/or
the Technion and/or the Technion Research and Development Foundation Ltd., will
not be liable for any property damage and/or corporeal damage and/or expense
and/or loss of any kind or sort that will be caused or may be caused to you or to
anyone acting on your behalf, in consequence of this statement of opinion or this
report, or in any connection to it.
‫תקציר‬
‫מעקות בטיחות הינם אמצעי למניעת תאונות של ירידה מהדרך והתהפכות‪ ,‬התנגשות‬
‫חזיתית בגלל מעבר מסלול עם רכב הבא ממול ומניעת התנגשות עם גופים קשיחים בצידי‬
‫הדרך כדוגמת עצים ועמודי תאורה‪ .‬תכנון נכון של הדרך על ידי הצבה נכונה של התקני‬
‫בטיחות ותכנון התקני הבטיחות עצמם יכולים להפחית באופן משמעותי את מספר ההוגים‬
‫ואת הנזק הנגרם לרכוש‪ .‬במסגרת המחקר פותח מודל דינמי וסימולציה ממוחשבת של‬
‫מערכת רכב‪-‬אדם המכילים נהג וסביבת תא הנהיגה כולל מנגנון חגורת בטיחות וכרית אויר‬
‫מתנפחת‪ .‬מודלים אלה שולבו בתוך רכבים מקטגוריות משקל שונות באמצעות קוד אלמנטים‬
‫סופיים דינמי ‪ .LS-DYNA\MADYMO‬הסימולציה הנפיקה נתוני תאוצות וכוחות הפועלים‬
‫על מודל בובת האדם כתוצאה מהתנגשות במעקה בטיחות כתלות במהירות ההתנגשות‬
‫וזווית הפגיעה המורה בתקן ונערכה השואה בין מודל הסימולציה והמלצות התקן על ערכי‬
‫פגיעה קשה בינונית וקלה‪ .‬באופן דומה בוצעו סימולציות ממוחשבות לחיזוי מפגש רכב בהולך‬
‫רגל )בובת הולך רגל( התבצעה השוואה לתוצאות ניסוי מדווח בספרות‪ ,‬נחקרה מעטפת‬
‫אפשרויות של פגיעת הרכב בגבהי פגיעה שונים בגוף הולך הרגל ונבדקה השפעת מהירות‬
‫הפגיעה בחומרת הפציעה ובאופייה‪ .‬בנוסף נערכו סימולציות לאימות יכולת החיזוי של מפגש‬
‫רכב עם התקנים בצידי הדרך על ידי העמדת מודלים של פגיעות צד על סמך שני סוגי מבחני‬
‫צד ‪ EuroNCAP‬ו‪ IIHS-‬תוך השוואת תוצאות הסימולציה לתוצאות ניסוי מבחן ההתנגשות‬
‫‪ IIHS‬והשוואה בין שני המבחנים השונים‪.‬‬
‫במסגרת עבודת המחקר פותח כלי המאפשר יכולת חיזוי פציעות בגוף האדם כתוצאה‬
‫מהתנגשות בה מעורבים כלי רכב ועצמים בצידי הדרך‪ .‬הכלי מאפשר חיזוי אמין של פציעות‬
‫הנהג והנוסעים כתלות בסוג הרכב‪ ,‬התקני הבטיחות כגון כרית אוויר‪ ,‬מרחב איזור הנהיגה‪,‬‬
‫אופיין ישיבת הנוסעים והתקני הבטיחות‪ .‬שילוב המודלים המכוילים של מעקות הבטיחות‬
‫שכבר הוכנו בשלב המקדים של המחקר מאפשר חיזוי בצורה ישירה של השפעת התנגשות‬
‫הרכב על קריטריוני הפציעה של הנהג והנוסעים‪ ,‬בחינת עמידות מעקה הבטיחות בדרישות‬
‫התקן האירופי‪ ,‬חיזוי הנזק הנגרם לרכב עצמו‪ ,‬חיזוי הנזק הנגרם למעקה הבטיחות או‬
‫להתקנים אחרים בצידי הדרך והשוואה של מעקות בטיחות קיימים וחדשים‪ .‬במחקר פותחה‬
‫גם היכולת לבצע סימולציית התנגשות רכב בהולך רגל תוך חקירת חומרת הפציעה של הולך‬
‫הרגל והנזק שנגרם לרכב ואומתה כנגד תוצאות ניסוי התנגשות מדווח‪ .‬בנוסף פותחה היכולת‬
‫לבצע סימולציית התנגשות צד ברכב תוך חקירת חומרת הפציעה בנהג הרכב ובנזקים‬
‫הנגרמים לרכב עצמו ואומתה כנגד תוצאות ניסוי התנגשות איכותית וכמותית‪ .‬בין היתר‬
‫הכלי מאפשר חקירת התנגשות צד במגוון עצמים נייחים בצידי הדרך כמו עצים ועמודי‬
‫תאורה ועצמים ניידים כמו רכבים שונים‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫תוכן העניינים‬
‫‪ 1.‬רקע‪5 ...........................................................................................................................‬‬
‫‪ 2.‬מטרות ‪6 ......................................................................................................................‬‬
‫‪ 3.‬תיאור המודל ‪7 .............................................................................................................‬‬
‫‪3.1.‬‬
‫‪3.2.‬‬
‫‪3.3.‬‬
‫‪3.4.‬‬
‫‪3.5.‬‬
‫‪3.6.‬‬
‫‪3.7.‬‬
‫רקע כללי ‪7 .............................................................................................................‬‬
‫מודל המעקה ‪9 ........................................................................................................‬‬
‫מודל הרכב ‪11 .........................................................................................................‬‬
‫מודל עגלות התנגשות לפגיעות צד ‪11 ..........................................................................‬‬
‫מודל נהג וסביבת הנהיגה ‪12 .....................................................................................‬‬
‫מודל הולך רגל ‪13 ....................................................................................................‬‬
‫רשימת התרחישים שנבדקו ‪13 ..................................................................................‬‬
‫‪ 4.‬קריטריוני פציעה באנליזת התנגשות ‪14 ...........................................................................‬‬
‫‪4.1.‬‬
‫‪4.2.‬‬
‫‪4.3.‬‬
‫‪4.4.‬‬
‫‪4.5.‬‬
‫פציעה בראש ‪14 ......................................................................................................‬‬
‫פציעה בצוואר ‪15 ....................................................................................................‬‬
‫פציעה בחזה ‪17 .......................................................................................................‬‬
‫ספי פציעה בהתנגשות חזיתית ‪18 ..............................................................................‬‬
‫ספי פציעה בהתנגשות צד ‪19 .....................................................................................‬‬
‫‪ 5.‬תוצאות הסימולציה של התרחישים השונים ‪20 ................................................................‬‬
‫‪5.1.‬‬
‫‪5.2.‬‬
‫‪5.3.‬‬
‫‪5.4.‬‬
‫‪5.5.‬‬
‫‪5.6.‬‬
‫‪5.7.‬‬
‫‪5.8.‬‬
‫התנגשות דודג' ניאון עם מודל נהג במעקה בטיחות ‪20 ..................................................‬‬
‫התנגשות דודג' ניאון עם מודל נוסע ‪25 ........................................................................‬‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש ‪30 ................................‬‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש ‪36 ................................‬‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בירך של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש ‪40 .................................‬‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בשוק של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש ‪44 ................................‬‬
‫התנגשות צד במהירות ‪ 50‬קמ"ש לפי מבחן ‪48 ......................................... EURONCAP‬‬
‫התנגשות צד במהירות ‪ 50‬קמ"ש לפי מבחן ‪52 ..................................................... IIHS‬‬
‫‪ 6.‬דיון ‪58 .........................................................................................................................‬‬
‫‪ 7.‬סיכום ומסקנות‪61 ........................................................................................................‬‬
‫‪ 8.‬מראי מקום‪62 ..............................................................................................................‬‬
‫‪ 9.‬נספח ‪64 .......................................................................................................................‬‬
‫‪ .1‬רקע‬
‫מעקות בטיחות הינם אמצעי למניעת תאונות של ירידה מהדרך והתהפכות‪ ,‬התנגשות חזיתית בגלל‬
‫מעבר מסלול עם רכב הבא ממול ומניעת התנגשות עם גופים קשיחים בצידי הדרך כדוגמת עצים‬
‫ועמודי תאורה‪ .‬על פי )‪ Federal Highway Administration (FHWA‬תכנון נכון של מעקות‬
‫הבטיחות עשוי להפחית ב‪ 20%-‬את מספר הפגיעות בנפש וב‪ 25%-‬את מספר ההרוגים מכלל תאונות‬
‫הדרכים המתרחשות כל שנה בארה"ב‪ .‬אנליזת אלמנטים סופיים לצורך שיפור בטיחות הנוסעים‬
‫ברכב ובטיחות הרכב‪ ,‬בעת התנגשות עם מבנים בצידי הדרך‪ ,‬הוכחה בשנים האחרונות ככלי מדויק‬
‫שביכולתו לחסוך זמן רב וכסף בפיתוח רכבים בטוחים יותר ומבני בטיחות בצידי הדרך‪ .‬בספרות‬
‫מדווחים עבודות רבות המציגות שיפורים במעקות בטיחות כך שיתפקדו טוב יותר בעת התנגשות‬
‫) ‪Abu-Odeh et al. 2002 ;Hargrave and Smith. 2001 Sicking and Mak, 2001‬‬
‫)‪ .(;Troutbeck (2001‬סקירה נרחבת של שימוש בסימולציות בעזרת תוכנת ‪LS-DYNA‬‬
‫להדמיית התנגשויות של רכבים עם עצמים מחוץ לדרך כדוגמת מעקות בטיחות שלטים‪ ,‬תמרורים‬
‫וכו' מוצגים ע"י החוקרים השונים )‪ Ried (2004‬ו‪ .Marzougi et al (2006) -‬בארץ לא נמצא‬
‫בשימוש כלי סימולטיבי המאפשר חקירה בדיקה וחיזוי תפקוד עצמים מחוץ לדרך ולכן קיים הצורך‬
‫לפיתוח וישום כלי כזה‪ .‬שימוש במודל אלמנטים סופיים דינמי מכויל מאפשר חקירה פרמטרית של‬
‫תכונות מעקה הבטיחות והתאמתו לתנאי הדרך בה יוצב‪ ,‬בעלות נמוכה ובזמן קצר‪ .‬לפני תחילת‬
‫המחקר הנוכחי‪ ,‬פותחה ע"י קבוצת החוקרים בראשות פרופ' שמולביץ יכולת סימולטיבית בתוכנת‬
‫‪ LS-DYNA\MADYMO‬שמאפשרת חקירה‪ ,‬בדיקה ופיתוח של מעקות בטיחות ודווחה ב‪.2010-‬‬
‫להלן עיקרי ההישגים‪:‬‬
‫פותחה ספרית מודלי רכב טיפוסיים המתאימים לתנאי המבחן‪ .‬נבחנו מספר מודלים של מעקות‬
‫בטיחות תוך הסתמכות על מספר מודלים שכבר פותחו לשימוש הציבור ע"י )‪NCAC (2002,2006‬‬
‫)‪ .(National Crash Analysis Center‬נערכו סימולציות התנגשות רכב במעקה בטיחות ללא‬
‫מודל אדם תוך חיזוי חומרת הפגיעה בראש הנהג מהתאוצות והמהירויות של הרכב בצורה עקיפה‬
‫בהתאם לנדרש בתקן )הקרט וגיטלמן ‪ .(2005/2006‬לאחר הטמעת המודל‪ ,‬נבחנו מודלים של מעקה‬
‫בטיחות‪ ,‬בהתאם לקיים בארץ‪ ,‬דגם ‪ ESP 2.0‬חברת ‪ SGGT‬מגרמניה בשתי צורות חתך מעקה‪.‬‬
‫נערכה השוואה בין שני דגמי מעקות הבטיחות‪ ,‬נערכה השואה בין תוצאות מודל הסימולציה‬
‫לתוצאות ניסוי מדו"ח היצרן ונמצאה התאמה טובה ביניהם‪.‬‬
‫המחקר המוצע יעסוק בהטמעת מודל הנהג וסביבת הנהיגה ברכבים שונים תוך שימוש בקוד‬
‫אלמנטים סופיים דינמי ‪ .LS-DYNA\MADYMO‬חשוב להבין האם קריטריוני התקן‪ ,‬שאינם‬
‫מבוססים על מדידה ישירה של עומסים על יושבי הרכב‪ ,‬נותנים חיזוי אמין של הפגיעות בנהג‬
‫ובנוסעים כתלות בסוג הרכב‪ ,‬התקני הבטיחות כגון כרית ניפוח‪ ,‬מרחב איזור הנהיגה‪ ,‬אופיין ישיבת‬
‫הנוסעים והתקני הבטיחות‪ .‬שילוב מודלים אלו במודלים המכוילים של המעקות שכבר הוכנו בשלב‬
‫המקדים של המחקר‪ ,‬יאפשר לחקור בצורה ישירה את השפעת התנגשות הרכב על הנהג והנוסעים‪.‬‬
‫סיום שלב זה יצור כלי שיאפשר בחינה ישירה של התנהגות מעקות על כל היבטיה ויאפשר בדיקה‬
‫והשוואה של מעקות קיימים וחדשים‪.‬‬
‫לאחר אימות יכולת חיזוי התנגשות מעקות בטיחות ורכב ושרידות הנוסעים‪ ,‬מוצע כי תפותח‬
‫במסגרת המחקר שיטה להערכת תפקוד מעקות באמצעות בדיקות לא הורסות כדוגמת הולמים‬
‫בתחום האלסטי ומדידת תגובת התדר ועיבורים של המעקה ויפותח קשר בין תוצאות אלו לקשיחות‬
‫המעקה ותגובתו החזויה בעת התנגשות‪ .‬במידה ומחקר זה יוכתר בהצלחה‪ ,‬תוצג שיטה לבדיקת‬
‫מעקות בטיחות באתר לאחר התקנתם או לאחר תיקונם בעת אחזקה‪ .‬הבדיקה המוצעת תהיה ללא‬
‫הרס ועשויה לתת חיזוי טוב למידת התאמתם ותפקודם כמעקה בטיחות ובעיקר איתור ליקויים‬
‫בהתקנים‪ ,‬שכן העוסקים בתחזוקת מעקות נוטים לחזקם ולפגום בכך בייעודם כמנגנון סופג‬
‫אנרגיה‪.‬‬
‫‪ .2‬מטרות‬
‫המטרה הכללית של המחקר הינה פיתוח כלי סימולציה לחיזוי וצמצום היפגעות בתאונות‪.‬‬
‫מטרות המשנה הם‪:‬‬
‫מטרות לשנה א'‪:‬‬
‫‪ .1‬פיתוח יכולת לביצוע סימולציות התנגשות של מודלי רכב המכילים נהג וסביבת נהיגה תוך‬
‫חקירת השפעת הקריטריונים הישירים על חומרת הפגיעה בנהג ובנוסעים‪.‬‬
‫‪ .2‬פיתוח יכולת לביצוע סימולציית התנגשות רכב בהולך רגל תוך חקירת חומרת הפגיעה‪.‬‬
‫‪ .3‬חקירת התנגשות רכב בעצמים בצידי הדרך כגון מעקות בטיחות‪ ,‬תמרורים‪ ,‬רמזורים‪ ,‬עצים‬
‫ועצמים נוספים כדי לצמצם את חומרת הפגיעה בתאונות ‪.‬‬
‫‪ .4‬בחינת עמידות מעקה בטיחות בדרישות התקן‪.‬‬
‫מטרות לשנה ב'‪:‬‬
‫‪ .5‬פיתוח שיטה לא הורסת לקביעת קשיחות המעקה ומציאת מתאם בין בדיקה זו לתפקוד‬
‫המעקה לפי המבחנים מוגדרים בתקן בעזרת הכלי הסימולטיבי‪.‬‬
‫‪ .6‬ישום השיטה לבדיקה בשטח של התאמת מעקות בטיחות לתנאי הדרך‪ ,‬המטרה שלשמה‬
‫הוצבו ואיתור ליקויים בהתקן‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ .3‬תיאור המודל‬
‫‪ .3.1‬רקע כללי‬
‫בשנה א' של המחקר פותחה היכולת הסימולטיבית לחיזוי פגיעות במהלך תאונה‪ .‬נבנו שלושה‬
‫מודלים ממוחשבים שהתבססו על המודלים שפותחו במסגרת מחקר לחיזוי תפקוד מערכות‬
‫בטיחות )שמולביץ' וחוב' ‪ .(2010‬במודל הראשון נערכו סימולציות התנגשות במעקה הבטיחות ‪ESP‬‬
‫‪ 2.0‬לפי הנדרש בתקן האירופי )‪ ,EN-1317 (1998‬כלומר בדיקת עמידות מעקה הבטיחות ברמה‬
‫‪ .N2‬בסימולציות התנגש רכב דודג' ניאון‪ ,‬המתאים לקטגורית רכב משפחתי במשקל ‪ 1500‬ק"ג‪,‬‬
‫במהירות של ‪ 110‬קמ"ש ובזוית ‪ 20°‬במעקה הבטיחות כאשר בתרחיש אחד נבחנה הפגיעה בנהג‬
‫הרכב ובתרחיש נוסף נבחנה הפגיעה בנוסע שליד הנהג‪ .‬ציור ‪ 1‬מציג נקודת התחלה אופיינית של‬
‫מודל סימולצית התנגשות במעקה בטיחות‪ .‬השוואה בין התוצאות שהתקבלו במחקר זה של‬
‫התנגשויות רכב הכוללות מודל אדם בצורה ישירה מול תוצאות המחקר לחיזוי תפקוד מערכות‬
‫בטיחות בו ההתנגשויות התבצעו ללא מודלי אדם בצורה עקיפה תתואר במחקר זה‪.‬‬
‫ציור ‪ :1‬נקודת התחלה של סימולצית התנגשות רכב דודג' ניאון במעקה בטיחות במהירות ‪110‬‬
‫קמ"ש ובזוית ‪.20º‬‬
‫‪7‬‬
‫המודל השני פותח כדי לבחון מקרה של תאונת רכב –הולך רגל‪ .‬פגיעת הרכב בגוף האדם עלולה‬
‫להתרחש באזורים שונים בגוף‪ .‬לדוגמה‪ ,‬פגיעה באיזור הברך עלולה להתרחש במקרה של תאונה‬
‫בזמן חציית כביש‪ ,‬פגיעה בירך עלולה לקרות במקרה של תאונה עם רכב גבוה ופגיעה באיזור השוק‬
‫עלולה להתרחש במקרה של פגיעת רכב בהולך רגל על מדרכה או רוכב אופניים‪ .‬כדי לחקור את‬
‫התלות בין גובה הפגיעה לחומרת הפציעה הועמדו סימולציות התנגשות רכב בהולך רגל תוך בחינת‬
‫תגובת הפגיעה הדינאמית באיברים שונים בגוף בזמן תאונה‪ .‬ציור ‪ 2‬מציג נקודת התחלה אופיינית‬
‫של סימולצית התנגשות רכב בהולך רגל‪ .‬תתבצע השוואה בין תרחיש הסימולציה של פגיעה בברך‬
‫של בובת הולך רגל לבין ניסוי התנגשות של חברת ‪ ika‬שחקרה את השפעת מיבנה הרכב לחומרת‬
‫הפגיעה בהולכי רגל‪.‬‬
‫ציור ‪ :2‬נקודת התחלה אופיינית של סימולציית התנגשות רכב סוזוקי סויפט בהולך רגל‪.‬‬
‫המודל השלישי נועד לבחון התנגשויות צד ומוצג בציור ‪ .3‬עגלת התנגשות צד המדמה רכב הוטמעה‬
‫במודל הכולל רכב ומודל בובת התנגשות צד‪ .‬עגלות התנגשות שונות נמצאות בשימוש על ידי גופים‬
‫שונים המבצעים מבחני התנגשות‪ .‬במחקר זה נערכו סימולציות של התנגשות צד לפי שני מבחנים‬
‫שונים ה‪ ,IIHS-‬המוסד לבטיחות בדרכים של חברות הביטוח האמריקאיות ו‪ EuroNCAP -‬מבחן‬
‫התנגשות אירופאי‪ .‬באמצעות מודלים אלה נבחנה היכולת לחזות בסימולציה את חומרת הפציעה‬
‫הנגרמת לנוסעי הרכב במהלך התנגשות צד‪ ,‬התבצעה השוואה בין שני סוגי המבחנים ואימות מול‬
‫תוצאות ניסוי של מבחן ה‪.IIHS-‬‬
‫ציור ‪ :3‬נקודת התחלה אופיינית של סימולציית התנגשות צד של עגלת התנגשות ברכב משפחתי‬
‫עם נהג‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫‪ .3.2‬מודל המעקה‬
‫המודל פותח בתוכנת אלמנטים סופיים דינאמית מסחרית ‪ LS-DYNA‬על סמך שירטוטי מעקה‬
‫הבטיחות שסופק ע"י היצרן ‪ SGGT‬מגרמניה ‪ .‬פותחו שני מודלים של מעקה בטיחות ‪:ESP 2.0‬‬
‫אחד עם פס מעקה בחתך פרופיל ‪ A‬והשני בחתך פרופיל ‪ .B‬מעקה בטיחות זה הוא מעקה חד צדדי‬
‫מפלדה בעיקרון של 'עמוד סלחני' )גזיר(‪ ,‬המיועד לבלימה ברמת ‪ N2‬בצד הדרך המאפשר פתרון‬
‫לריסון רכב באזורי מרחב עבודה מוגבל‪ ,‬המתאים במיוחד ליישום בכבישים עירוניים‪ ,‬כפרים‬
‫ודרכים משניות בעלות נפח תנועה רגיל שעיקרו רכב פרטי‪ .‬ציורים ‪ 4-6‬מציגים את מבנה המעקה‬
‫וחלקיו‪ .‬טבלה ‪ 1‬מתארת את הפרמטרים העיקריים של חלקי המעקה במודל‪ .‬עמודי המעקה הוכנסו‬
‫במודל לתוך גלילים המיצגים את הקרקע באתר ולא לתוך תווך חצי אין סופי כדי לחסוך בזמן‬
‫חישוב‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪4‬‬
‫ציור ‪ :4‬מראה כללי של מעקה הבטיחות ‪.ESP 2.0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪7‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫ציור ‪ :5‬חיבור חלקי מעקה הבטיחות ‪ ESP 2.0‬מדגם ‪.A‬‬
‫‪9‬‬
‫ציור ‪ :6‬חיבור חלקי מעקה הבטיחות ‪ ESP 2.0‬מדגם ‪.B‬‬
‫טבלה ‪ :1‬תכונות חלקי המעקה‬
‫מודל החומר‬
‫מספר חלק‬
‫תאור‬
‫‪1‬‬
‫פס מעקה בחתך‬
‫‪ W‬משני דגמים‬
‫)‪.(A/B‬‬
‫‪Piecewise‬‬
‫‪Linear‬‬
‫‪Plasticity‬‬
‫‪2‬‬
‫עמוד בחתך ‪.Σ‬‬
‫‪Piecewise‬‬
‫‪Linear‬‬
‫‪Plasticity‬‬
‫‪3‬‬
‫בורג מרכזי ‪Rigid+ Spring M10‬‬
‫‪Elastic‬‬
‫‪4‬‬
‫קרקע‬
‫‪5‬‬
‫ברגים קצרים‬
‫‪6‬‬
‫מתאם תומך‬
‫‪Piecewise‬‬
‫‪Linear‬‬
‫‪Plasticity‬‬
‫‪7‬‬
‫פלאטת הידוק‬
‫‪Piecewise‬‬
‫‪Linear‬‬
‫‪Plasticity‬‬
‫‪Drucker‬‬
‫‪Prager‬‬
‫‪Rigid+ Spring‬‬
‫‪Elastic‬‬
‫‪10‬‬
‫מאפינים‬
‫עיקריים‬
‫אפשרות לכשל‬
‫‪ E= 200 GPa‬עיבור לכשל ‪0.2‬‬
‫‪σy=235 MPa‬‬
‫‪ E= 200 GPa‬עיבור לכשל ‪0.2‬‬
‫‪σy=235 MPa‬‬
‫‪ K=1.247E6‬התרחקות בורג‬
‫מאום ב ‪0.024‬‬
‫‪.mm‬‬
‫‪c=10KPa‬‬
‫‪Φ=43º‬‬
‫‪ K=1.247E6‬ללא‬
‫‪E= 200 GPa‬‬
‫עיבור לכשל ‪0.2‬‬
‫‪σy=235 MPa‬‬
‫‪E= 200 GPa‬‬
‫‪σy=235 MPa‬‬
‫עיבור לכשל ‪0.2‬‬
‫‪ .3.3‬מודל הרכב‬
‫המודלים השונים של כלי הרכב נלקחו מאתר האינטרנט של‬
‫‪ .NCAC – National Crash Analysis Center‬המודלים של הרכבים שולבו עם מודלי מעקות‬
‫הבטיחות ולרכבים ניתנה מהירות התחלתית להתנגשות במעקה‪.‬‬
‫‪ .1‬סוזוקי סוויפט )‪.(Geo Metro‬‬
‫נבחר עבור קטגורית רכב פרטי קטן במשקל ‪ 900‬ק"ג‪ .‬ציור ‪ 7‬מציג את הרכב‪.‬‬
‫‪ .2‬דודג' ניאון )‪.(Dodge Neon‬‬
‫נבחר עבור קטגורית רכב משפחתי במשקל ‪ 1500‬ק"ג‪ .‬ציור ‪ 8‬מציג את הרכב‪.‬‬
‫ציור ‪ :8‬מודל רכב ‪ -‬דודג' ניאון‪.‬‬
‫ציור ‪ :7‬מודל רכב ‪ -‬סוזוקי סויפט‪.‬‬
‫‪ .3.4‬מודל עגלות התנגשות לפגיעות צד‬
‫העגלות להתנגשות צד מודלו על ידי חברת ‪ LSTC‬וגם ניסויי האימות של המודל בוצעו על ידה‪ .‬ציור‬
‫‪ 9‬מתאר מודל עגלת התנגשות המשמשת את מוסד חברות הביטוח לבטיחות בדרכים האמריקאי‬
‫)‪ (IIHS‬בבדיקות התנגשות צד של רכבים‪ .‬עגלת התנגשות זו בעלת מסה של ‪ 1500‬ק"ג וחלקה הקדמי‬
‫עשוי בצורת חלת דבש לספיגת אנרגיה במהלך התנגשות ומדמה התנהגות וקריסה של חלק קדמי של‬
‫רכב שטח במהלך התנגשות‪ .‬עגלת התנגשות הצד הנמצאת בשימוש במבחני ‪ EuroNCAP‬היא עגלת‬
‫‪ ECE R95‬והיא בעלת גיאומטריה ומסה שונים‪ .‬עגלה זו בעלת מסה נמוכה יותר של ‪ 950‬ק"ג והיא‬
‫מדמה התנהגות וקריסה של חלק קדמי של רכב משפחתי במהלך התנגשות‪ .‬ציור ‪ 10‬מתאר מודל‬
‫עגלת התנגשות צד ‪.ECE R95‬‬
‫ציור ‪:9‬מודל עגלת התנגשות צד הנמצאת בשימוש במבחני ‪.IIHS‬‬
‫‪11‬‬
‫ציור ‪:10‬מודל עגלת התנגשות צד ‪.ECE R95‬‬
‫‪ .3.5‬מודל נהג וסביבת הנהיגה‬
‫שלושה מודלי בובות אדם‪ ,‬האחד מדגם ‪ Hybrid III‬המשמש לחיזוי פגיעה חזיתית בנוסע ברכב‬
‫ומייצג גבר בוגר‪ ,‬השני מדגם ‪ EuroSID-2‬המשמש לחיזוי פגיעות צד במבחני התנגשות אירופאים‬
‫כגון ‪ EuroNCAP‬מדמה גבר בוגר ובובה לחיזוי פגיעות צד נוספת ‪ SID_IIs‬הנמצאת בשימוש על ידי‬
‫ה‪ IIHS-‬האמריקאי המדמה אשה או נער צעיר הוטמעו למודלי הרכבים ושולבו בסביבת נהיגה‬
‫הכוללת על פי הצורך כיסא נהג‪ ,‬חגורת בטיחות‪ ,‬הגה וכרית אוויר‪ .‬מודלים אלו פותחו ע"י חברת‬
‫‪ .LSTC‬מודלי אדם אלה משמשים שנים רבות לניסויי התנגשות ומראים תוצאות בעלות דיוק‬
‫גבוה‪ .‬ציור ‪ 11‬מתאר את מודלי בובות האדם מדגם ‪ ,EuroSID-2‬מדגם ‪ SID IIs‬ומדגם ‪Hybrid III‬‬
‫וסביבת הנהיגה‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ציור ‪:11‬מודלי בובות אדם‪ ,‬א‪ .‬מודל גבר לפגיעות צד ‪ EuroSID-2‬ב‪ .‬מודל אישה‪/‬נער צעיר‬
‫לפגיעות צד ‪ SID IIs‬ג‪ .‬מודל גבר לפגיעה חזיתית ‪ Hybrid III‬וסביבת הנהיגה‪.‬‬
‫‪12‬‬
‫‪ .3.6‬מודל הולך רגל‬
‫מודל בובת הולך רגל מדגם ‪ .Hybrid III‬מודל אדם זה מבוסס על מודל ה‪ Hybrid III -‬אך עם פלג‬
‫גוף תחתון המותאם לעמידה ופותח בחברת ‪ .LSTC‬ציור ‪ 12‬מתאר את מודל הולך הרגל מדגם‬
‫‪.Hybrid III‬‬
‫ציור ‪:12‬מודל הולך רגל ‪.Hybrid III‬‬
‫‪ .3.7‬רשימת התרחישים שנבדקו‬
‫א‪ .‬התנגשות דודג' ניאון עם מודל נהג ‪ Hybrid III‬וסביבת נהיגה במעקה בטיחות במהירות‬
‫‪ 110‬קמ"ש ובזוית ‪.20°‬‬
‫ב‪ .‬התנגשות דודג' ניאון עם מודל נוסע ‪ Hybrid III‬וסביבת נהיגה ללא כרית אויר במעקה‬
‫בטיחות במהירות ‪ 110‬קמ"ש ובזוית ‪.20°‬‬
‫ג‪ .‬התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בברך במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪.‬‬
‫ד‪ .‬התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בברך במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫ה‪ .‬התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בירך במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫ו‪ .‬התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בשוק במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫ז‪ .‬התנגשות צד של מחסום ‪ ECE R95‬בצידי דודג' ניאון עם מודל אדם ‪EuroSID-2‬‬
‫וסביבת נהיגה במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם למבחן התנגשות ‪.EuroNCAP‬‬
‫ח‪ .‬התנגשות צד של מחסום ‪ IIHS‬בצידי דודג' ניאון עם מודל אדם ‪ SID IIs‬וסביבת נהיגה‬
‫במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם למבחן התנגשות ‪.IIHS‬‬
‫‪13‬‬
‫‪ .4‬קריטריוני פציעה באנליזת התנגשות‬
‫‪ .4.1‬פציעה בראש‬
‫קריטריון פציעת ראש המבוסס על התאוצות הפועלות על הראש‪ ,‬יתן אינדיקציה חד משמעית על‬
‫השפעת ההתנגשות על חומרת הפגיעה בנהג או בנוסע‪ .‬הקריטריון הנפוץ לחקירת פציעת ראש הוא‬
‫קריטריון ‪ .( Head Injury Criteria) HIC‬קיים קשר ברור בין קריטריון הפציעה בראש )‪(HIC‬‬
‫להסתברות לפציעה המסכנת את החיים )‪ .(Prasad and Mertz, 1985‬את קריטריון הפציעה בראש‬
‫ניתן לחשב על ידי התאוצות הפועלות על הראש באמצעות נוסחה )‪ ,(SAE J885, 1986) (1‬כאשר‬
‫האינטגרצה מתבצעת לאורך זמן מירבי של ‪ 36 ms‬או ‪ ms 15‬עד למציאת ערך הקריטריון‬
‫המקסימאלי‪.‬‬
‫]‪[ 1‬‬
‫סקלת חומרת הפציעה ‪ ,AIS -‬פורסמה מאוחר יותר על ידי האיגוד האמריקאי לרפואה בתחום‬
‫הרכב )‪ ,(Pike 1990‬היא משמשת לבחינת חומרת הפציעה בנהג על סמך הערך שהתקבל עבור‬
‫‪ .HIC‬סקלה זו מתארת בעיקר פציעות באזור הראש והצוואר של נוסעים המעורבים בתאונה‪.‬‬
‫קטגוריות הפציעה מחולקות ל‪ 6-‬רמות כאשר רמה ‪ 1‬מתארת פציעה קלה ורמה ‪ 6‬מתארת פציעה עם‬
‫סיכון למוות‪.‬‬
‫טבלה ‪ 2‬מתארת את הנזק העלול להגרם לנהג עבור סקלת הפציעה ‪ AIS‬וטווח קריטריון ה‪HIC -‬‬
‫המתאים‪.‬‬
‫טבלה ‪ :2‬נזק העלול להגרם עבור קריטריון ‪HIC‬‬
‫דרגת איבוד ההכרה ופציעה בראש‬
‫‪AIS Code‬‬
‫‪HIC‬‬
‫כאב ראש או סחרחורת‬
‫‪1‬‬
‫‪135 – 519‬‬
‫זעזוע מח קל‪ ,‬איבוד הכרה פחות משעה וסיכוי לשבר קל‬
‫בגלגלת‬
‫‪2‬‬
‫‪520 – 899‬‬
‫זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 1‬עד ‪ 6‬שעות וסיכוי לשבר‬
‫בגלגלת‬
‫‪3‬‬
‫‪900 – 1254‬‬
‫זעזוע מח קשה‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 6‬עד ‪ 24‬שעות ושבר פתוח‬
‫בגלגלת‬
‫‪4‬‬
‫‪1255 – 1574‬‬
‫זעזוע מח חמור‪ ,‬איבוד הכרה יותר מ‪ 24 -‬שעות‪ ,‬שבר מסוכן‬
‫בגלגלת ושטף דם מחי‬
‫‪5‬‬
‫‪1575 – 1859‬‬
‫סכנת מוות‬
‫‪6‬‬
‫‪> 1860‬‬
‫‪ .4.2‬פציעה בצוואר‬
‫הקריטריונים לפציעות בצוואר נקבעים באמצעות מדידה ‪ /‬חישוב כוח הלחיצה הצירי‪ ,‬כוח המתיחה‬
‫הצירי‪ ,‬כוחות הגזירה במעבר מהראש לצוואר ומשך פעולת כוחות אלה‪ .‬קריטריון כפיפת הצוואר‬
‫נקבע על ידי מומנט הכפיפה סביב ציר צידי במעבר מהראש לצוואר‪.‬‬
‫קריטריון ‪ Nij‬הוא קריטריון הפציעה בצוואר המנורמל וכולל ארבעה קריטריוני פציעה בצוואר‪.‬‬
‫קריטריון זה פותח במטרה להעריך ביצועי כריות אוויר קדמיות במהלך התנגשויות רכבים‪ .‬הרעיון‬
‫של קריטריון ה‪ Nij -‬הגיע ממחקרים של )‪ Mertz and Weber (1982‬ו‪Prasad et Daniel -‬‬
‫)‪ ,(1984‬שהוביל למסקנה שצירוף ליניארי של כוחות מתיחה וכפיפה לאחור יכולים להוות בסיס‬
‫לפונקציית חיזוי פציעה )‪ .(Shewchenko, 2001‬תגלית זו הורחבה כדי לכלול כפיפה לקדימה‬
‫וכוחות לחיצה בארבע אופנים הבאים‪ NTE :‬מתיחה‪-‬כיפוף אחורה‪ NTF ,‬מתיחה‪-‬כיפוף קדימה‪,‬‬
‫‪ NCE‬לחיצה‪-‬כיפוף אחורה ו‪ NCF-‬לחיצה‪-‬כיפוף קדימה‪.‬‬
‫ערך קריטריון ‪ Nij‬מחושב על פי הנוסחה הבאה ]‪:[2‬‬
‫]‪[2‬‬
‫‪15‬‬
‫חישוב הקריטריון מתבצע בארבע אופנים על ידי הצלבת הכוחות‪ ,‬המומנטים וכיווניהם עד למציאת‬
‫ערך הקריטריון המקסימאלי כפי שמתואר בטבלה ‪.3‬‬
‫טבלה ‪ :3‬כוחות ומומנטים לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫בטבלה ‪ 4‬מתוארים הכוחות והמומנטים הקריטים לחישוב קריטריון ‪ Nij‬עבור מבחן התנגשות עם‬
‫בובת אדם מדגם ‪.Hybrid III‬‬
‫טבלה ‪ :4‬הכוחות הקריטים ‪ Fzc‬והמומנטים ‪ Myc‬עבור מבחן התנגשות חזיתית‬
‫פרמטר ‪ Nij‬מייצג שילוב של כוחות ציריים ומומנטי כפיפה הפועלים על הצוואר‪ .‬בנוסף לפרמטר זה‬
‫הכוח הצירי שפועל על הצואר נבחן בעצמו על ידי השוואה לערכים גבוליים על פי תקן‪ .‬ערכים שהם‬
‫גבוהים וחורגים מדרישות התקן מעלים את הסבירות לפציעה חמורה בצוואר‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫‪ .4.3‬פציעה בחזה‬
‫קריטריוני הפציעה בחזה נקבעים לפי מידת שקיעת החזה בלחיצה ומהירות השקיעה‪ .‬מבחנים‬
‫שונים מגדירים שקיעות קריטיות שונות לחזה‪ .‬בהתנגשות צד שני קריטריונים בוחנים פציעות‬
‫שונות בתחום בית החזה‪.‬‬
‫א‪ .‬קריטריון ‪ VC‬הוא הקריטריון הויסקוזי )מהירות שקיעת בית החזה(‪ .‬ערך ה‪ VC-‬הוא ערך‬
‫מהירות השקיעה המקסימאלית הרגעית ומידת שקיעת בית החזה‪ .‬שני הערכים נקבעים‬
‫באמצעות מדידת שקיעת צלע בפגיעת צד או שקיעת החזה בפגיעה חזיתית‪ .‬חישוב ערך ה‪VC-‬‬
‫מתבסס על הנוסחה הבאה ]‪:[3‬‬
‫]‪[ 3‬‬
‫כאשר‪:‬‬
‫‪ – Y‬שקיעת הצלע‪/‬בית החזה )‪.(m‬‬
‫‪ – dY/dt‬מהירות השקיעה‪.‬‬
‫‪ – Scalingfactor‬גורם תיקון בהתאם לסוג הבובה )‪ 1‬עבור בובת פגיעת צד(‪.‬‬
‫‪ – Defconst‬קבוע הבובה‪ ,‬רוחב מחצית בית החזה )‪ (0.14 m‬בפגיעת צד או עומק החזה‬
‫)‪ (0.229 m‬בפגיעה חזיתית‪.‬‬
‫ב‪ .‬קריטריון ‪ RDC‬הוא קריטריון עבור שקיעת הצלעות המבוטא במ"מ‪ ,‬במצב של התנגשות צד‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫‪ .4.4‬ספי פציעה בהתנגשות חזיתית‬
‫טבלה ‪ 5‬מתארת את טווחי ספי פרמטרי הפציעה להתנגשות חזיתית לפי הדירוג הבא‪ :‬טוב‪ ,‬קביל‪,‬‬
‫גבולי וגבוה הנמצא בשימוש על ידי מוסד חברות הביטוח לבטיחות בדרכים האמריקאי )‪ .(IIHS‬ערך‬
‫עמודה קביל ‪ -‬גבולי בטבלה מתאר את ערכי הערכת הפציעה המפורסמים )‪ (IARV‬עבור פציעה‬
‫משמעותית )‪ .(Mertz, 1984‬ערכים "קבילים" מתאימים לתוצאות הנמוכות מערכי ‪ AIRV‬וערכים‬
‫"טובים" מתאימים לתוצאות נמוכות מאוד מערכי ‪ .AIRV‬באופן דומה ערכים "גבוליים"‬
‫מתאימים לערכים הנמצאים מעל לערכי ‪ IARV‬וערכים "חורגים" מתאימים לערכים גבוהים‬
‫מערכי ‪ IARV‬באופן ניכר‪ .‬קריטריוני הפציעה של ‪ IIHS‬נבחרו לבחינת חומרת ההתנגשות עקב‬
‫היותם מחמירים לעומת קריטריונים אחרים הנמצאים בשימוש בעולם כמו ה‪ NCAP -‬ועקב‬
‫החלוקה לארבע רמות פגיעה‪ .‬בטבלה מוצגים הקריטריונים בעלי פוטנציאל רמת סיכון גבוהה יותר‬
‫ולכן לא נבחנו פציעות באיזור הרגל‪.‬‬
‫טבלה ‪ :5‬גבולות קריטריוני הפציעה לאיברים שונים בפגיעה חזיתית על פי ‪IIHS‬‬
‫איבר נבדק‬
‫קריטריון‬
‫טוב ‪ -‬קביל‬
‫קביל – גבולי‬
‫גבולי ‪ -‬חורג‬
‫)‪(AIRV‬‬
‫ראש‬
‫‪HIC-15‬‬
‫‪560‬‬
‫‪700‬‬
‫‪840‬‬
‫צוואר‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪1.0‬‬
‫‪1.2‬‬
‫כוח מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪2.6‬‬
‫‪3.3‬‬
‫‪4.0‬‬
‫כוח לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪3.2‬‬
‫‪4.0‬‬
‫‪4.8‬‬
‫‪(mm) RDC‬‬
‫‪50‬‬
‫‪60‬‬
‫‪75‬‬
‫‪VC‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.2‬‬
‫חזה‬
‫‪18‬‬
‫‪ .4.5‬ספי פציעה בהתנגשות צד‬
‫ספי קריטריוני הפציעה להתנגשות צד על פי דרישות מבחן ההתנגשות האירופי ‪EuroNCAP‬‬
‫מרוכזים בטבלה ‪ .6‬העמודה השלישית מתארת את סף הבטיחות המחמיר המתאר את גבול ערכי‬
‫הקריטריונים לפציעה קלה‪ .‬תוצאות החורגות מהסף על פי תקן כפי שמיוצגות בעמודה הרביעית‬
‫בטבלה אינן עומדות בדרישות התקן‪ .‬בדו"ח זה ייוצגו מודלים של שני התנגשויות צד האחד על פי‬
‫תקן ‪ EuroNCAP‬האירופי והשני על פי תקן ‪ IIHS‬של חברות הביטוח האמריקאיות‪ .‬ספי קריטריוני‬
‫הפציעה להתנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬מוצגים בהמשך‪.‬‬
‫טבלה ‪ :6‬ספי קריטריוני הפציעה לאיברים שונים בפגיעת צד לפי מבחן ‪EuroNCAP‬‬
‫איבר נבדק‬
‫קריטריון‬
‫ראש‬
‫סף על פי‬
‫תקן‬
‫סף בטיחות‬
‫מחמיר‬
‫‪HIC-36‬‬
‫‪650‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪(m/s) VC‬‬
‫‪0.32‬‬
‫‪1.0‬‬
‫‪(mm) RDC‬‬
‫‪22‬‬
‫‪42‬‬
‫בטן‬
‫כוחות צד )‪(kN‬‬
‫‪1.0‬‬
‫‪2.5‬‬
‫אגן‬
‫כוחות צד )‪(kN‬‬
‫‪3.0‬‬
‫‪6.0‬‬
‫חזה‬
‫טבלה ‪ 7‬מתארת את טווחי פרמטרי הפגיעה להתנגשות צד לפי הדירוג הבא‪ :‬טוב‪ ,‬קביל‪ ,‬גבולי וגבוה‬
‫הנמצא בשימוש על ידי מוסד חברות הביטוח לבטיחות בדרכים האמריקאי )‪ .(IIHS‬מבנה טבלה זו‬
‫דומה למבנה טבלת ההתנגשות החזיתית המתוארת עבור מבחן ה‪ IIHS -‬הנ"ל‪ .‬בטבלה מוצגים‬
‫הקריטריונים בעלי פוטנציאל רמת סיכון גבוהה יותר ולכן לא נבחנו פציעות באיזור הרגל אלא באגן‬
‫בלבד‪.‬‬
‫טבלה ‪ :7‬גבולות קריטריוני הפציעה לאיברים שונים בפגיעת צד לפי מבחן ‪IIHS‬‬
‫קביל – גבולי‬
‫גבולי ‪-‬‬
‫חורג‬
‫איבר נבדק‬
‫קריטריון‬
‫טוב ‪ -‬קביל‬
‫‪935‬‬
‫ראש‬
‫‪HIC-15‬‬
‫‪623‬‬
‫‪779‬‬
‫צוואר‬
‫כוח מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪2.1‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪2.9‬‬
‫כוח לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪3.0‬‬
‫‪3.5‬‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪34‬‬
‫‪42‬‬
‫‪50‬‬
‫‪VC‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.2‬‬
‫‪1.4‬‬
‫‪ Acetabulum‬כוח )‪(kN‬‬
‫‪4.0‬‬
‫‪4.8‬‬
‫‪5.6‬‬
‫‪ Ilium‬כוח )‪(kN‬‬
‫‪4.0‬‬
‫‪4.8‬‬
‫‪5.6‬‬
‫)‪(AIRV‬‬
‫חזה‬
‫אגן ורגל‬
‫‪19‬‬
‫‪ .5‬תוצאות הסימולציה של התרחישים השונים‬
‫תוצאות הסימולציות עבור תרחישי ההתנגשות מרוכזות בפרק זה‪ .‬התוצאות האיכותיות של כל תרחיש‬
‫תחילה‪ ,‬בהמשך מוצגים גרפים המתארים את קריטריוני הפגיעה הנבדקים בגוף האדם לאחר סינון‬
‫בהתאם לתדר נדרש לפי מבחני הפגיעה ובסוף כל תרחיש קריטריוני הפגיעה מרוכזים בטבלה ונבחנת‬
‫עמידותם בדרישות התקנים‪ .‬תוצאות כל התרחישים מרוכזות בטבלה בסוף הפרק‪.‬‬
‫‪ .5.1‬התנגשות דודג' ניאון עם מודל נהג במעקה בטיחות‬
‫על פי התקן האירופי )‪ ,EN 1317-2 (1998‬מעקות הבטיחות מיועדים לבלום ולכוון מחדש כלי‬
‫רכב תועים‪ ,‬לטובת נוסעי הרכב ומשתמשי דרך אחרים‪ ,‬בקטעי דרך מסוימים ובאתרים ספציפיים‪.‬‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הנהג בעת התנגשות במעקה בטיחות בהתאם לקיים בארץ‬
‫ע"י הוספת מודל אדם מכויל ‪ HYBRID III 50%‬עם מערכת הגה‪ ,‬חגורת בטיחות וכרית אויר‬
‫מתנפחת למודל רכב דודג' ניאון‪ .‬ציור ‪ 13‬מציג תוצאות סימולציה אופייניות של מהלך התנגשות‬
‫רכב במהירות ‪ (km/h) 110‬ובזוית ‪ 20°‬במעקה בטיחות מרגע הפגיעה עד רגע הניתוק והחזרת הרכב‬
‫לכביש‪.‬‬
‫‪T=0.185 Sec‬‬
‫‪T=0 Sec‬‬
‫‪T=0.795 Sec‬‬
‫‪T=0.44 Sec‬‬
‫ציור ‪ :13‬תאור דוגמת התנגשות רכב דודג' ניאון במעקה הבטיחות‬
‫‪20‬‬
‫ציור ‪ 14‬מתאר את התנגשות הרכב במעקה הבטיחות כעבור ‪ 0.13‬שניות‪ .‬ניתן לראות ששניים‬
‫מעמודי מעקה הבטיחות נגזרו‪ ,‬כרית האויר נפתחה והרכב פגע בפס מעקה הבטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ :14‬התנגשות רכב במעקה בטיחות כעבור ‪ 0.13‬שניות‪.‬‬
‫ציור ‪ 15‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הנהג המסוננת בפילטר ‪Butterworth‬‬
‫‪ 600 Hz‬ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי חומרת הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ ,6‬הערך‬
‫שהתקבל נמוך מאוד ביחס לתקן מכיוון שראש הנהג לא פגע במכשול במהלך התאונה‪ .‬התנגשות‬
‫הרכב במעקה הבטיחות מתרחשת בזווית ‪ 20°‬ביניהם ולכן גוף הנהג נע הצידה ביחס לרכב וראש‬
‫הנהג לא פוגע בכרית האויר כפי שניתן לראות בציור ‪ 16‬המתאר את דינאמיקת גוף הנהג במהלך‬
‫ההתנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ :15‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הנהג במהלך התנגשות רכב במעקה בטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ :16‬דינאמיקת גוף הנהג במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫ציור ‪ 17‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג ‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים כפיפה‬
‫קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :17‬גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ 18‬מתאר את גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים‬
‫מתיחה וערכים שליליים מייצגים לחיצה‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :18‬גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג במהלך התנגשות במעקה‬
‫בטיחות‪.‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪.(4.2‬‬
‫‪22‬‬
‫טבלה ‪ 8‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך הקריטריון מקסימאלי‪ .‬ערך הקריטריון‬
‫המקסימאלי מתקבל עבור לחיצה וכפיפה לאחור של הצוואר )‪ .(Nce‬ערכי ‪ Nij‬קטנים לא חושבו‬
‫ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :8‬חישוב קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר נהג‬
‫מומנטים‬
‫ערך‬
‫‪Nij‬‬
‫קריטריון ‪ Nij‬כוחות‬
‫]‪[N‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪-300‬‬
‫‪27‬‬
‫‪0.14‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪-500‬‬
‫‪-12‬‬
‫‪0.17‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫‪0.17‬‬
‫‪Nij‬‬
‫ציור ‪ 19‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות‪ .‬השקיעה המרבית של‬
‫בית החזה היא כ‪.(mm) 10.5-‬‬
‫ציור ‪ :19‬גרף שקיעת בית החזה של נהג במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫‪23‬‬
‫ציור ‪ 20‬מתאר את גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על חזה הנהג‪ .‬מתקבל ערך מקסימאלי ‪.0.024‬‬
‫ציור ‪ :20‬גרף קריטריון ‪ VC‬של חזה הנהג במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪ .9‬לא‬
‫התקבלה חריגה מדרישות התקן עבור ההתנגשות במעקה הבטיחות וכל הערכים נמצאים בטווח‬
‫בטוח‪.‬‬
‫טבלה ‪ :9‬ריכוז קריטריוני הפציעה של נהג במהלך התנגשות רכב במעקה בטיחות‬
‫איבר נבדק‬
‫פרמטר‬
‫ערך‬
‫מקסימאלי‬
‫סף חריגה‬
‫עמידה בדרישת‬
‫תקן‬
‫ראש‬
‫‪HIC‬‬
‫‪6‬‬
‫‪840‬‬
‫טוב‬
‫צוואר‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.17‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪4.8‬‬
‫טוב‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪10.5‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫‪(m/s) VC‬‬
‫‪0.015‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫חזה‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫אין חריגה‬
‫‪24‬‬
‫‪ .5.2‬התנגשות דודג' ניאון עם מודל נוסע‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הנוסע שליד הנהג בעת התנגשות במעקה בטיחות בהתאם‬
‫לקיים בארץ ע"י הוספת מודל אדם מכויל ‪ HYBRID III 50%‬עם חגורת בטיחות למודל רכב דודג'‬
‫ניאון וללא כרית אויר‪ .‬ציור ‪ 21‬מציג תוצאות סימולציה אופייניות של מהלך התנגשות רכב‬
‫במהירות ‪ (km/h) 110‬ובזוית ‪ 20°‬במעקה בטיחות מרגע הפגיעה עד רגע הניתוק והחזרת הרכב‬
‫לכביש‪.‬‬
‫‪T=0.185 Sec‬‬
‫‪T=0 Sec‬‬
‫‪T=0.795 Sec‬‬
‫‪T=0.44 Sec‬‬
‫ציור ‪ :21‬תאור דוגמת התנגשות רכב דודג' ניאון במעקה הבטיחות‬
‫ציור ‪ 22‬מתאר את התנגשות הרכב במעקה הבטיחות כעבור ‪ 0.13‬שניות‪ .‬ניתן לראות ששניים‬
‫מעמודי מעקה הבטיחות נגזרו והרכב פגע בפס מעקה הבטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ :22‬התנגשות רכב במעקה בטיחות כעבור ‪ 0.13‬שניות‪.‬‬
‫‪25‬‬
‫ציור ‪ 23‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הנהג המסוננת בפילטר ‪Butterworth‬‬
‫‪ 600 Hz‬ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי חומרת הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ 86‬והוא‬
‫נמוך ביחס לתקן‪ .‬בתרחיש זה ראש הנהג פגע בחלון ולכן התקבל ערך גבוה פי ‪ 14‬מהערך שהתקבל‬
‫עם התנגשות נהג וכרית אויר‪ .‬התנגשות הרכב במעקה הבטיחות מתרחשת בזווית ‪ 20°‬ביניהם כאשר‬
‫מעקה הבטיחות נמצא בצד של נוסע הרכב ולכן גוף הנהג נע הצידה ביחס לרכב וראש הנוסע פוגע‬
‫בחלון שלידו כפי שניתן לראות בציור ‪ 24‬המתאר את התנגשות ראש הנהג בחלון‪.‬‬
‫ציור ‪ :23‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הנהג במהלך התנגשות רכב במעקה בטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ :24‬התנגשות ראש הנהג בחלון הרכב כעבור ‪ 0.14‬שניות‪.‬‬
‫‪26‬‬
‫ציור ‪ 25‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג ‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים כפיפה‬
‫קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :25‬גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫ציור ‪ 26‬מתאר את גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים‬
‫מתיחה וערכים שליליים מייצגים לחיצה‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :26‬גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג במהלך התנגשות במעקה‬
‫בטיחות‪.‬‬
‫‪27‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪.(4.2‬‬
‫טבלה ‪ 10‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך הקריטריון מקסימאלי‪ .‬ערך הקריטריון‬
‫המקסימאלי מתקבל עבור לחיצה וכפיפה לאחור של הצוואר )‪ .(Nce‬ערכי ‪ Nij‬קטנים לא חושבו‬
‫ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :10‬חישוב קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר נהג‬
‫מומנטים‬
‫ערך‬
‫‪Nij‬‬
‫קריטריון ‪ Nij‬כוחות‬
‫]‪[N‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪-100‬‬
‫‪17‬‬
‫‪0.07‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪520‬‬
‫‪-40‬‬
‫‪0.37‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫‪0.37‬‬
‫‪Nij‬‬
‫ציור ‪ 27‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות‪ .‬השקיעה המרבית של‬
‫בית החזה היא כ‪.(mm) 9.5-‬‬
‫ציור ‪ :27‬גרף שקיעת בית החזה של נוסע במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫‪28‬‬
‫ציור ‪ 28‬מתאר את גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על חזה הנהג‪ .‬מתקבל ערך מקסימאלי ‪.0.024‬‬
‫ציור ‪ :28‬גרף קריטריון ‪ VC‬של חזה הנוסע במהלך התנגשות במעקה בטיחות‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪ .11‬לא‬
‫התקבלה חריגה מדרישות התקן עבור ההתנגשות במעקה הבטיחות וכל הערכים נמצאים בטווח‬
‫בטוח‪.‬‬
‫טבלה ‪ :11‬ריכוז קריטריוני הפציעה של נהג במהלך התנגשות רכב במעקה בטיחות‬
‫איבר נבדק‬
‫פרמטר‬
‫ערך‬
‫מקסימאלי‬
‫סף חריגה‬
‫עמידה בדרישת‬
‫תקן‬
‫ראש‬
‫‪HIC‬‬
‫‪75‬‬
‫‪840‬‬
‫טוב‬
‫צוואר‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.37‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪0.52‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪4.8‬‬
‫טוב‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪9.5‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫‪(m/s) VC‬‬
‫‪0.024‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫חזה‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫אין חריגה‬
‫‪29‬‬
‫‪ .5.3‬התנגשות סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הולך הרגל בעת התנגשות רכב סוזוקי סויפט בברך של‬
‫בובת הולך רגל מכויילת ‪ HYBRID III 50%‬במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪ .‬התבצעה השוואה בין תוצאות‬
‫הסימולציה לתוצאות ניסוי התנגשות של חברת ‪ ika‬הגרמנית המבצעת מחקרים בתחום הרכב‬
‫)‪ .(Bovenkerk J., 2008‬בניסוי זה רכב משפחתי מדגם אופל התנגש במהירות ‪ 40‬קמ"ש בבובת‬
‫הולך רגל של חברת הונדה מדגם ‪ Polar-II‬ציור ‪ 29‬מתאר השוואה איכותית של מהלך התנגשות‬
‫הרכב בהולך הרגל בניסוי מול הסימולציה‪ .‬ניתן לראות שהרכב פגע בברך של הולך הרגל‪ ,‬גרם‬
‫לנפילתו על הרכב וראשו פגע בתחתית השמשה הקדמית‪.‬‬
‫]‪Time = 0 [ms‬‬
‫]‪Time = 40 [ms‬‬
‫]‪Time = 80 [ms‬‬
‫]‪Time = 140 [ms‬‬
‫ציור ‪ :29‬מהלך התנגשות רכב סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל ניסוי כנגד סימולציה‪.‬‬
‫‪30‬‬
‫ציור ‪ 30‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הולך הרגל ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי‬
‫חומרת הפציעה בראש בסימולציה ובניסוי‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל בסימולציה הוא ‪ 930‬והערך‬
‫שהתקבל בניסוי הוא גבוה יותר ‪ .1212‬בתוצאות הניסוי יש להתייחס לתוצאות באדום המתארות‬
‫את הניסוי הרלוונטי‪ .‬למרות ההבדל הקיים בערכי ‪ HIC‬בניסוי ובסימולציה שני הערכים שהתקבלו‬
‫חורגים מדרישת התקן ומעידים על חומרת פציעה דומה בראש‪.‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ציור ‪ :30‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪.‬‬
‫א‪ .‬תוצאות סימולציה ב‪ .‬תוצאות ניסוי‪.‬‬
‫‪31‬‬
‫ציור ‪ 31‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג בסימולציה ובשתי תוצאות ניסוי‪.‬‬
‫ערכים חיוביים מייצגים כפיפה קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט‬
‫שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬בסימולציה מסומנים בגרף‪ .‬הגרפים הרלונטיים בתוצאות הניסוי הם‬
‫הגרפים האדומים הלא מודגשים‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬בניסוי ‪ 1‬מסומנים‬
‫בגרף בשחור וערכי ניסוי ‪ 2‬מסומנים בכחול‪.‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ציור ‪ :31‬מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך במהירות‬
‫‪ 40‬קמ"ש‪ .‬א‪ .‬תוצאות סימולציה ב‪ .‬תוצאות ניסוי‪.‬‬
‫‪32‬‬
‫ציור ‪ 32‬מתאר את גרף כוחות המתיחה)‪/(+‬לחיצה)‪ (-‬הפועלים על צוואר הנהג בסימולציה ובשתי‬
‫תוצאות ניסוי‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬בסימולציה ובניסוי מסומנים בגרף‪.‬‬
‫הגרפים הרלונטיים בתוצאות הניסוי הם הגרפים האדומים המודגשים‪ .‬תוצאות שני הניסויים בעלי‬
‫ערכים כמעט זהים ולכן בשני הניסויים נבחרו אותם ערכים‪.‬‬
‫א‬
‫ב‬
‫ציור ‪ :32‬כוחות מתיחה)‪/(+‬לחיצה)‪ (-‬הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך‬
‫במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪ .‬א‪ .‬תוצאות סימולציה ב‪ .‬תוצאות ניסוי‪.‬‬
‫‪33‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪ .(4.2‬טבלה ‪ 12‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך קריטריון ‪Nij‬‬
‫מקסימאלי עבור הסימולציה ושני הניסויים‪ .‬ערך הקריטריון המקסימאלי מתקבל עבור לחיצה‬
‫וכפיפה לאחור של הצוואר )‪ (Nce‬בשני הניסויים אך בסימולציה הערך המקסימאלי מתקבל עבור‬
‫לחיצה וכפיפה קדימה של הצוואר )‪ .(Ncf‬בניסויים התקבלו הערכים ‪ 0.96‬ו‪ 1.1 -‬אך בסימולציה‬
‫הערך שהתקבל נמוך יותר ‪ .0.68‬ערכי ‪ Nij‬קטנים לא חושבו ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :12‬קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר הולך רגל במהלך התנגשות רכב בברך במהירות‬
‫‪ 40‬קמ"ש‬
‫קריטריון ‪ Nij‬תרחיש‬
‫כוחות‬
‫מומנטים‬
‫]‪[N‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫סימולציה ‪-3600‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪25‬‬
‫‪0.68‬‬
‫ניסוי ‪1‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫ניסוי ‪2‬‬
‫‪-1000‬‬
‫‪40‬‬
‫‪0.29‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫ניסוי ‪1‬‬
‫‪-5000‬‬
‫‪-40‬‬
‫‪1.1‬‬
‫ניסוי ‪2‬‬
‫‪-5000‬‬
‫‪-20‬‬
‫‪0.96‬‬
‫סימולציה ‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫ניסוי ‪1‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫ניסוי ‪2‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.29‬‬
‫סימולציה ‪1000‬‬
‫‪-23‬‬
‫‪0.32‬‬
‫ניסוי ‪1‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪-50‬‬
‫‪0.66‬‬
‫ניסוי ‪2‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫סימולציה ‪-‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪Nij‬‬
‫ערך ‪Nij‬‬
‫סימולציה‬
‫‪0.68‬‬
‫ניסוי ‪1‬‬
‫‪1.1‬‬
‫ניסוי ‪2‬‬
‫‪0.96‬‬
‫‪34‬‬
‫ציור ‪ 33‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות בסימולציה‪ .‬השקיעה‬
‫המרבית של בית החזה היא קטנה וערכה כ‪ .(mm) 2-‬לא דווחו תוצאות לגבי החזה בניסוי‪.‬‬
‫ציור ‪ :33‬גרף שקיעת החזה של הולך רגל במודל במהלך התנגשות רכב בברך במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪.13‬‬
‫התקבלו חריגות מדרישות התקן בפגיעה בראש בניסוי ובסימולציה‪ .‬חריגות אלה מעידות על פציעה‬
‫חמורה באיזור הראש‪ .‬פיזור התוצאות באיזור הצוואר רחב יותר‪ ,‬בסימולציה התקבל ערך "קביל"‬
‫בעוד שבניסויים התקבל ערך "חורג" בגלל ההבדל בכוחות הציריים הפועלים על הצוואר‪ .‬קריטריון‬
‫‪ VC‬לא חושב בתרחיש זה מכיוון שבחישוב שקיעת החזה התקבלו ערכים קטנים מאוד‪.‬‬
‫טבלה ‪ :13‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הולך רגל בניסוי וסימולציה במהלך התנגשות רכב בברך‬
‫של הולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש‬
‫איבר נבדק‬
‫ראש‬
‫צוואר‬
‫חזה‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫פרמטר‬
‫ערך מקסימאלי‬
‫סף חריגה התאמה לתקן‬
‫‪ - HIC15‬סימולציה‬
‫‪930‬‬
‫‪840‬‬
‫חורג‬
‫‪ – HIC15‬ניסוי ‪1+2‬‬
‫‪1212‬‬
‫‪840‬‬
‫חורג‬
‫‪ - Nij‬סימולציה‬
‫‪0.68‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫‪ – Nij‬ניסוי ‪1‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪1.2‬‬
‫גבולי‬
‫‪ – Nij‬ניסוי ‪2‬‬
‫‪0.96‬‬
‫‪1.2‬‬
‫קביל‬
‫מתיחה )‪ - (kN‬סימולציה‬
‫‪1.3‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫מתיחה )‪ – (kN‬ניסוי ‪1+2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪ - (kN‬סימולציה‬
‫‪3.7‬‬
‫‪4.8‬‬
‫קביל‬
‫לחיצה )‪ – (kN‬ניסוי ‪1+2‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4.8‬‬
‫חורג‬
‫שקיעה )‪ - (mm‬סימולציה‬
‫‪2‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫חריגה בראש בסימולציה‬
‫חריגה בראש ובצוואר בניסוי‬
‫‪35‬‬
‫‪ .5.4‬התנגשות סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הולך הרגל בעת התנגשות רכב סוזוקי סויפט בברך של‬
‫הולך רגל מכויל ‪ .HYBRID III 50%‬ציור ‪ 34‬מתאר את מהלך התנגשות הרכב בהולך הרגל‪ .‬ניתן‬
‫לראות שהרכב פגע בברך של הולך הרגל‪ ,‬גרם לנפילת הולך הרגל על הרכב וראשו פגע בשמשה‬
‫הקדמית‪.‬‬
‫ציור ‪ :34‬מהלך התנגשות רכב סוזוקי סוויפט בברך של הולך רגל‪.‬‬
‫ציור ‪ 35‬מציג השוואה חזותית של הנזק לרכב בסימולציה לאחר התנגשות בברך של הולך רגל כנגד‬
‫תמונה המתארת נזק לרכב בהתנגשות דומה‪ .‬ניתן לראות בשתי התמונות שהפגיעה ברכב היא‬
‫באיזור מכסה המנוע הנפגע מהכתף ובתחתית השמשה עקב פגיעת הראש‪.‬‬
‫ציור ‪ :35‬נזק ברכב לאחר התנגשות בשוק של הולך רגל בסימולציה כנגד תאונה מציאותית עם‬
‫הולך רגל‪.‬‬
‫‪36‬‬
‫ציור ‪ 36‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הולך הרגל ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי‬
‫חומרת הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ ,1563‬ערך זה חורג מדרישת התקן ומעיד על‬
‫פציעה חמורה בראש‪.‬‬
‫ציור ‪ :36‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך‪.‬‬
‫ציור ‪ 37‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג ‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים כפיפה‬
‫קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :37‬גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך‪.‬‬
‫‪37‬‬
‫ציור ‪ 38‬מתאר את גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים‬
‫מתיחה וערכים שליליים מייצגים לחיצה‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :38‬גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בברך‪.‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪.(4.2‬‬
‫טבלה ‪ 14‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך קריטריון ‪ Nij‬מקסימאלי‪ .‬ערך‬
‫הקריטריון המקסימאלי מתקבל עבור לחיצה וכפיפה קדימה של הצוואר )‪ .(Ncf‬ערכי ‪ Nij‬קטנים‬
‫לא חושבו ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :14‬קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר הולך רגל במהלך התנגשות רכב בברך‬
‫מומנטים‬
‫קריטריון ‪ Nij‬כוחות‬
‫]‪[N‬‬
‫ערך ‪Nij‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪-5000‬‬
‫‪30‬‬
‫‪0.91‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪-1500‬‬
‫‪-30‬‬
‫‪0.47‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪-30‬‬
‫‪0.52‬‬
‫‪0.91‬‬
‫‪Nij‬‬
‫‪38‬‬
‫ציור ‪ 39‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות‪ .‬השקיעה המרבית של‬
‫בית החזה היא כ‪.(mm) 3-‬‬
‫ציור ‪ :39‬גרף שקיעת בית החזה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בברך‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪.15‬‬
‫התקבלו חריגות גבוהות מדרישות התקן בפגיעה בראש ובצוואר‪ .‬חריגות אלה מעידות על פציעה‬
‫חמורה בראש ובצוואר‪ .‬קריטריון ‪ VC‬לא חושב בתרחיש זה מכיוון שבחישוב שקיעת החזה התקבלו‬
‫ערכי קטנים מאוד‪.‬‬
‫טבלה ‪ :15‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בברך‬
‫איבר נבדק‬
‫ראש‬
‫צוואר‬
‫חזה‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫פרמטר‬
‫ערך‬
‫מקסימאלי‬
‫סף חריגה‬
‫התאמה‬
‫לתקן‬
‫‪HIC15‬‬
‫‪1563‬‬
‫‪840‬‬
‫חורג‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.91‬‬
‫‪1.2‬‬
‫קביל‬
‫מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4.8‬‬
‫חורג‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪3‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫חריגה בראש ובצוואר‬
‫‪39‬‬
‫‪ .5.5‬התנגשות סוזוקי סוויפט בירך של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הולך הרגל בעת התנגשות רכב סוזוקי סויפט בירך של‬
‫הולך רגל מכויל ‪ .HYBRID III 50%‬ציור ‪ 40‬מתאר את מהלך התנגשות הרכב בהולך הרגל‪ .‬ניתן‬
‫לראות שהרכב פגע בירך של הולך הרגל‪ ,‬הולך הרגל נדחף קדימה וראשו פגע במכסה המנוע של‬
‫הרכב‪.‬‬
‫ציור ‪ :40‬מהלך התנגשות רכב סוזוקי סוויפט בירך של הולך רגל‪.‬‬
‫ציור ‪ 41‬מציג השוואה חזותית של הנזק לרכב בסימולציה לאחר התנגשות בירך של הולך רגל כנגד‬
‫תמונה המתארת נזק לרכב שטח לאחר התנגשות בהולכי רגל‪ .‬בשני מצבי התנגשות אלה כובד גוף‬
‫האדם נמצא בנקודה התחלתית נמוכה ביחס לרכב ולכן הפגיעה מתרחשת באיזור הפגוש ומכסה‬
‫המנוע מתכופף‪.‬‬
‫ציור ‪ :41‬נזק ברכב לאחר התנגשות בירך של הולך רגל בסימולציה כנגד תאונה של רכב גבוה עם‬
‫הולכי רגל‪.‬‬
‫‪40‬‬
‫ציור ‪ 42‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הולך הרגל ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי‬
‫חומרת הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ .151.5‬הערך שהתקבל נמוך מאוד ביחס לתקן‬
‫מכיוון שראש הנהג לא פגע בעוצמה ברכב ורוב האנרגיה מההתנגשות נספגה בפלג גופו התחתון‪.‬‬
‫ציור ‪ :42‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בירך‪.‬‬
‫ציור ‪ 43‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג ‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים כפיפה‬
‫קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :43‬גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בירך‪.‬‬
‫‪41‬‬
‫ציור ‪ 44‬מתאר את גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים‬
‫מתיחה וערכים שליליים מייצגים לחיצה‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :44‬גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בירך‪.‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪.(4.2‬‬
‫טבלה ‪ 16‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך קריטריון ‪ Nij‬מקסימאלי‪ .‬ערך‬
‫הקריטריון המקסימאלי מתקבל עבור מתיחה וכפיפה קדימה של הצוואר )‪ .(Ntf‬ערכי ‪ Nij‬קטנים‬
‫לא חושבו ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :16‬קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר הולך רגל במהלך התנגשות רכב בירך‬
‫מומנטים‬
‫ערך‬
‫‪Nij‬‬
‫קריטריון ‪ Nij‬כוחות‬
‫]‪[N‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪9.5‬‬
‫‪0.32‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪500‬‬
‫‪-24‬‬
‫‪0.25‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫‪0.32‬‬
‫‪Nij‬‬
‫‪42‬‬
‫ציור ‪ 45‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות‪ .‬השקיעה המרבית של‬
‫בית החזה היא כ‪.(mm) 3-‬‬
‫ציור ‪ :45‬גרף שקיעת בית החזה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בירך‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪ .17‬לא‬
‫התקבלה חריגה מדרישות התקן עבור ההתנגשות בירך וכל הערכים נמצאים בטווח בטוח‪ .‬למרות‬
‫התוצאות החיוביות‪ ,‬יש להתיחס לכך שחומרת הפציעה נבחנה עבור הפגיעה הראשונית של גוף הולך‬
‫הרגל ברכב ולא נבדקה חומרת הפציעה בזמן נפילתו הסופית חזרה אל הקרקע‪ .‬בנוסף יש לציין‬
‫שפלג הגוף התחתון של הולך הרגל ספג בתרחיש זה פגיעה קשה אך חומרת הפציעה לא נבדקה בפלג‬
‫הגוף התחתון מכיוון שאינה מהווה סכנה לחיים‪ .‬קריטריון ‪ VC‬לא חושב בתרחיש זה מכיוון‬
‫שבחישוב שקיעת החזה התקבלו ערכים קטנים מאוד‪.‬‬
‫טבלה ‪ :17‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בירך‬
‫איבר נבדק‬
‫ראש‬
‫צוואר‬
‫חזה‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫פרמטר‬
‫ערך‬
‫מקסימאלי‬
‫סף חריגה‬
‫התאמה‬
‫לתקן‬
‫‪HIC15‬‬
‫‪151.5‬‬
‫‪840‬‬
‫טוב‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.32‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪4.8‬‬
‫טוב‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪3‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫אין חריגה‬
‫‪43‬‬
‫‪ .5.6‬התנגשות סוזוקי סוויפט בשוק של הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫בוצעה בדיקה של התאמת חיזוי שרידות הולך הרגל בעת התנגשות רכב סוזוקי סויפט בשוק של‬
‫הולך רגל מכויל ‪ .HYBRID III 50%‬ציור ‪ 46‬מתאר את מהלך התנגשות הרכב בהולך הרגל‪ .‬ניתן‬
‫לראות שהרכב פגע בשוק של הולך הרגל‪ ,‬גרם לנפילת הולך הרגל על הרכב ופלג גופו העליון פגע‬
‫בשמשה הקדמית תוך גרימת נזק רב לרכב‪.‬‬
‫ציור ‪ :46‬מהלך התנגשות רכב סוזוקי סוויפט בשוק של הולך רגל‪.‬‬
‫ציור ‪ 47‬מציג השוואה חזותית של הנזק לרכב בסימולציה לאחר התנגשות בשוק של הולך רגל כנגד‬
‫תמונה המתארת נזק לרכב לאחר התנגשות ברוכב אופניים‪ .‬בשני מצבי התנגשות אלה כובד גוף‬
‫האדם נמצא בנקודה התחלתית גבוהה ביחס לפגוש הרכב ולכן הפגיעה מתרחשת באיזור שמשת‬
‫הרכב וחזית הגג‪ .‬ניתן לראות בשתי התמונות שהפגיעה ברכב באיזור הפגוש היא מינימאלית לעומת‬
‫חזית הגג והשמשה בהם יש דפורמציה משמעותית‪.‬‬
‫ציור ‪ :47‬נזק ברכב לאחר התנגשות בשוק של הולך רגל בסימולציה כנגד תאונה מציאותית עם‬
‫רוכב אופניים‪.‬‬
‫‪44‬‬
‫ציור ‪ 48‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הולך הרגל ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי‬
‫חומרת הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ ,1307‬ערך זה חורג מדרישת התקן ומעיד על‬
‫פציעה חמורה בראש‪.‬‬
‫ציור ‪ :48‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בשוק‪.‬‬
‫ציור ‪ 49‬מתאר את גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הנהג ‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים כפיפה‬
‫קדימה וערכים שליליים מייצגים כפיפה לאחור‪ .‬ערכי המומנט שנבחרו לחישוב קריטריון ‪Nij‬‬
‫מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :49‬גרף מומנטי הכפיפה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב בשוק‪.‬‬
‫‪45‬‬
‫ציור ‪ 50‬מתאר את גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הנהג‪ .‬ערכים חיוביים מייצגים‬
‫מתיחה וערכים שליליים מייצגים לחיצה‪ .‬ערכי הכוח שנבחרו לחישוב קריטריון ‪ Nij‬מסומנים בגרף‪.‬‬
‫ציור ‪ :50‬גרף כוחות המתיחה‪/‬לחיצה הפועלים על צוואר הולך הרגל במהלך התנגשות רכב‬
‫בשוק‪.‬‬
‫חישוב קריטריון ‪ Nij‬מבוצע על ידי בחירת ערך מומנט כפיפה וערך כוח מתיחה ‪/‬לחיצה הפועלים על‬
‫הצוואר בזמן נתון שבאמצעותם חישוב קריטריון ה‪ Nij -‬מקבל ערך מקסימאלי‪ .‬החישוב מתבצע‬
‫בארבע הצלבות של המומנטים עם הכוחות כפי שמתואר בפרק המתאר את קריטריון הפציעה‬
‫בצוואר )פרק ‪.(4.2‬‬
‫טבלה ‪ 18‬מרכזת את ארבעת קריטריוני ‪ Nij‬למציאת ערך קריטריון ‪ Nij‬מקסימאלי‪ .‬ערך הקריטריון‬
‫המקסימאלי מתקבל עבור לחיצה וכפיפה קדימה של הצוואר )‪ .(Ncf‬ערכי ‪ Nij‬קטנים לא חושבו‬
‫ומסומנים בקו בטבלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :18‬קריטריון ‪ Nij‬המקסימאלי של צוואר הולך רגל במהלך התנגשות רכב בשוק‬
‫מומנטים‬
‫ערך‬
‫‪Nij‬‬
‫קריטריון ‪ Nij‬כוחות‬
‫] ‪[N‬‬
‫‪Ncf‬‬
‫‪-3500‬‬
‫‪37‬‬
‫‪0.69‬‬
‫‪Nce‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Ntf‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪-‬‬
‫‪Nte‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪-20‬‬
‫‪0.44‬‬
‫]‪[Nm‬‬
‫‪0.69‬‬
‫‪Nij‬‬
‫‪46‬‬
‫ציור ‪ 51‬מתאר את גרף שקיעת בית החזה של הולך הרגל במהלך ההתנגשות‪ .‬השקיעה המרבית של‬
‫בית החזה היא כ‪.(mm) 3-‬‬
‫ציור ‪ :51‬גרף שקיעת בית החזה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בשוק‪.‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪ .19‬התקבל‬
‫חריגה גבוהה מדרישת התקן בפגיעה בראש‪ .‬חריגה זו מעידה על פציעה חמורה בראש‪ .‬קריטריון‬
‫‪ VC‬לא חושב בתרחיש זה מכיוון שבחישוב שקיעת החזה התקבלו ערכי קטנים מאוד‪.‬‬
‫טבלה ‪ :19‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הולך רגל במהלך התנגשות רכב בשוק‬
‫איבר נבדק‬
‫ראש‬
‫צוואר‬
‫חזה‬
‫פרמטר‬
‫ערך מקסימאלי‬
‫סף חריגה התאמה לתקן‬
‫‪HIC15‬‬
‫‪1307‬‬
‫‪840‬‬
‫חורג‬
‫‪Nij‬‬
‫‪0.69‬‬
‫‪1.2‬‬
‫טוב‬
‫מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4.0‬‬
‫טוב‬
‫לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪3.5‬‬
‫‪4.8‬‬
‫קביל‬
‫שקיעה )‪(mm‬‬
‫‪2‬‬
‫‪75‬‬
‫טוב‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫חריגה בראש‬
‫‪47‬‬
‫‪ .5.7‬התנגשות צד במהירות ‪ 50‬קמ"ש לפי מבחן ‪EuroNCAP‬‬
‫בוצעה בדיקת התאמת החיזוי של שרידות הנהג בעת התנגשות צד ע"י הוספת מודל אדם מכויל‬
‫‪ ,Euro-SID 2‬כסא והגה ללא כרית אויר לרכב דודג' ניאון‪ .‬עגלת התנגשות ‪ ECE R95‬פגעה בצידי‬
‫הרכב במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם לדרישות מבחן ההתנגשות האירופי ‪ .EuroNCAP‬ציור ‪ 52‬מציג‬
‫תוצאת סימולציה אופייניות של מהלך התנגשות עגלת התנגשות ברכב כעבור ‪ 0.1‬שניות‪ .‬ניתן לראות‬
‫את דחיקת הרכב הצידה ואת דינאמיקת גוף הנהג כתוצאה מהפגיעה‪.‬‬
‫ציור ‪ :52‬התנגשות צד לפי מבחן ‪ EuroNCAP‬ברכב כעבור ‪ 0.1‬שניות‪.‬‬
‫ציור ‪ 53‬מציג את הנזק הרב שנגרם לרכב באיזור הפגיעה ואת גוף הנהג במהלך הפגיעה‪ .‬הרכב נפגע‬
‫בעיקר באיזור ההתנגשות‪ .‬דלת הנהג קרסה פנימה וקורת גוף הרכב בין הדלת הקדמית והאחורית‬
‫התכופפה‪ .‬גוף הנהג נדחק ימינה יחד עם הרכב בגלל שנפגע מקריסת הדלת אך ראשו נטה שמאלה‬
‫בגלל התגובה הדינאמית שנוצרה במהלך ההתנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ :53‬נזק לרכב בהתנגשות צד לפי מבחן ‪ EuroNCAP‬כעבור ‪ 0.1‬שניות‬
‫‪48‬‬
‫ציור ‪ 54‬מתאר את חזית עגלת ההתנגשות במהלך הפגיעה‪ .‬ניתן לראות שחלת הדבש התעוותה‬
‫וספגה אנרגיה במהלך ההתנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ :54‬מעוות חלת הדבש בהתנגשות צד לפי מבחן ‪ EuroNCAP‬לפני ואחרי התנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ 55‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הנהג ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי חומרת‬
‫הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ .400‬הערך שהתקבל נמוך מסף התקן ולכן חומרת‬
‫הפגיעה בראש לא חמורה‪.‬‬
‫ציור ‪ :55‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הנהג בהתנגשות צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫‪49‬‬
‫ציור ‪ 56‬מתאר את גרף שקיעת הצלעות במהלך התנגשות הצד בשלושה גבהים שונים‪ .‬השקיעה‬
‫המרבית המתקבלת בצלע האמצעית היא כ‪.(mm) 37.5-‬‬
‫ציור ‪ :56‬גרף קריטריון ‪ RDC‬על צלעות הנהג בפגיעת צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫ציור ‪ 57‬מתאר את גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על צלעות הנהג בשלושה גבהים שונים‪ .‬מתקבל ערך‬
‫מקסימאלי ‪ 0.8‬בצלע התחתונה‪.‬‬
‫ציור ‪ :57‬גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על צלעות הנהג בפגיעת צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫‪50‬‬
‫ציור ‪ 58‬מתאר את גרף הכוח הפועל בצד הבטן במהלך התנגשות הצד‪ .‬הכוח המרבי שהתקבל הוא‬
‫כ‪.(kN) 0.67-‬‬
‫ציור ‪ :58‬גרף הכוח הפועל בצד הבטן בפגיעת צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫ציור ‪ 59‬מתאר את גרף הכוח הפועל בצד האגן במהלך התנגשות הצד‪ .‬הכוח המרבי שהתקבל הוא‬
‫כ‪.(kN) 4.1-‬‬
‫ציור ‪ :59‬גרף הכוח הפועל בצד האגן בפגיעת צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪ .20‬לא‬
‫התקבלה חריגה מדרישות התקן בהתנגשות צד לפי מבחן ‪.EuroNCAP‬‬
‫טבלה ‪ :20‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הנהג במהלך התנגשות צד במבחן ‪EuroNCAP‬‬
‫איבר נבדק‬
‫פרמטר‬
‫ערך מקסימאלי‬
‫סף התקן התאמה לתקן‬
‫ראש‬
‫‪HIC‬‬
‫‪400‬‬
‫‪1000‬‬
‫עומד בתקן מחמיר‬
‫חזה‬
‫‪RDC‬‬
‫‪37.5‬‬
‫‪42‬‬
‫עומד בתקן‬
‫‪VC‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪1‬‬
‫עומד בתקן‬
‫בטן‬
‫כוחות צד )‪(kN‬‬
‫‪0.67‬‬
‫‪2.5‬‬
‫עומד בתקן מחמיר‬
‫אגן‬
‫כוחות צד )‪(kN‬‬
‫‪4.1‬‬
‫‪6.0‬‬
‫עומד בתקן‬
‫חריגה מתקן‪:‬‬
‫אין חריגה‬
‫‪51‬‬
‫‪ .5.8‬התנגשות צד במהירות ‪ 50‬קמ"ש לפי מבחן ‪IIHS‬‬
‫בוצעה בדיקת התאמת החיזוי של שרידות הנהג בעת התנגשות צד ע"י הוספת מודל אדם מכויל ‪SID‬‬
‫‪ ,IIs‬כסא והגה ללא כרית אויר לרכב דודג' ניאון‪ .‬עגלת התנגשות של ‪ IIHS‬פגעה בצידי הרכב‬
‫במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם לדרישות מבחן ההתנגשות האמריקאי ‪ .IIHS‬ציור ‪ 60‬מציג תוצאת‬
‫סימולציה אופייניות של מהלך התנגשות עגלת התנגשות ברכב כעבור ‪ 0.1‬שניות‪ .‬ניתן לראות את‬
‫דחיקת הרכב הצידה ואת דינאמיקת גוף הנהג כתוצאה מהפגיעה‪.‬‬
‫ציור ‪ :60‬התנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬ברכב כעבור ‪ 0.1‬שניות‪.‬‬
‫ציור ‪ 61‬מציג את הנזק הרב שנגרם לרכב באיזור הפגיעה ואת גוף הנהג במהלך הפגיעה‪ .‬הרכב נפגע‬
‫בעיקר באיזור ההתנגשות‪ .‬דלת הנהג קרסה פנימה וקורת גוף הרכב בין הדלת הקדמית והאחורית‬
‫התכופפה‪ .‬גוף הנהג נדחק ימינה יחד עם הרכב בגלל שנפגע מקריסת הדלת‪.‬‬
‫ציור ‪ :61‬נזק לרכב בהתנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬כעבור ‪ 0.1‬שניות‬
‫‪52‬‬
‫ציור ‪ 62‬מתאר את חזית עגלת ההתנגשות במהלך הפגיעה‪ .‬ניתן לראות שחלת הדבש התעוותה‬
‫בצידיה וספגה אנרגיה במהלך ההתנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ :62‬מעוות חלת הדבש בהתנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬לפני ואחרי התנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ 63‬מתאר את גרף התאוצה השקולה הפועלת על ראש הנהג ואת קריטריון ‪ HIC‬לחיזוי חומרת‬
‫הפציעה בראש‪ .‬ערך ה‪ HIC-‬שהתקבל הוא ‪ .1143‬הערך שהתקבל חורג מסף התקן ולכן חומרת‬
‫הפגיעה בראש חמורה‪.‬‬
‫ציור ‪ :63‬קריטריון ‪ HIC‬של ראש הנהג בהתנגשות צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫‪53‬‬
‫ציור ‪ 64‬מתאר את גרף הכוח הצירי הפועל בצוואר במהלך התנגשות הצד‪ .‬הכוח המתיחה המרבי‬
‫שהתקבל הוא כ‪ (kN) 1.67-‬וכוח הלחיצה המרבי הוא כ‪.(kN) 1.46 -‬‬
‫ציור ‪ :64‬גרף הכוח הפועל בציר הצוואר בפגיעת צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫ציור ‪ 65‬מתאר את גרף שקיעת הצלעות במהלך התנגשות הצד בשלושה גבהים שונים‪ .‬השקיעה‬
‫המרבית המתקבלת בצלע התחתונה היא כ‪.(mm) 57-‬‬
‫ציור ‪ :65‬גרף קריטריון ‪ RDC‬על צלעות הנהג בפגיעת צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫‪54‬‬
‫ציור ‪ 66‬מתאר את גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על צלעות הנהג בשלושה גבהים שונים‪ .‬מתקבל‬
‫ערך מקסימאלי ‪ 3.5‬בצלע התחתונה‪.‬‬
‫ציור ‪ :66‬גרף קריטריון ‪ VC‬הפועל על צלעות הנהג בפגיעת צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫ציור ‪ 67‬מתאר את גרף הכוח הפועל בצד האגן באזור ה‪ Acetabulum -‬במהלך התנגשות הצד‪.‬‬
‫הכוח המרבי שהתקבל הוא כ‪.(kN) 4.0-‬‬
‫ציור ‪ :67‬גרף הכוח הפועל בצד האגן באזור ה‪ Acetabulum-‬בפגיעת צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫‪55‬‬
‫ציור ‪ 68‬מתאר את גרף הכוח הפועל בצד האגן באזור ה‪ Ilium -‬במהלך התנגשות הצד‪ .‬הכוח‬
‫המרבי שהתקבל הוא כ‪.(kN) 22.0 -‬‬
‫ציור ‪ :68‬גרף הכוח הפועל בצד האגן באזור ה‪ Ilium-‬בפגיעת צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫קריטריוני הפציעה באיברים חיוניים שונים והשוואתם לדרישות התקן מרוכזים בטבלה ‪.21‬‬
‫התקבלה חריגה מדרישות התקן במספר רב של פרמטרים בהתנגשות צד לפי מבחן ‪.IIHS‬‬
‫טבלה ‪ :21‬ריכוז קריטריוני הפציעה של הנהג במהלך התנגשות צד במבחן ‪IIHS‬‬
‫איבר‬
‫נבדק‬
‫פרמטר‬
‫ערך מקסימאלי‬
‫סף חריגה‬
‫התאמה לתקן‬
‫ראש‬
‫‪HIC‬‬
‫‪1143‬‬
‫‪935‬‬
‫חורג‬
‫צוואר‬
‫כוח מתיחה )‪(kN‬‬
‫‪1.67‬‬
‫‪2.9‬‬
‫טוב‬
‫כוח לחיצה )‪(kN‬‬
‫‪1.46‬‬
‫‪3.5‬‬
‫טוב‬
‫‪RDC‬‬
‫‪57‬‬
‫‪50‬‬
‫חורג‬
‫‪VC‬‬
‫‪3.5‬‬
‫‪1.4‬‬
‫חורג‬
‫‪ Acetabulum‬כוח )‪(kN‬‬
‫‪4.0‬‬
‫‪5.6‬‬
‫טוב‬
‫‪ Ilium‬כוח )‪(kN‬‬
‫‪22‬‬
‫‪5.6‬‬
‫חורג‬
‫חזה‬
‫אגן‬
‫ורגל‬
‫חריגה‬
‫מתקן‪:‬‬
‫חריגה בראש‪ ,‬בחזה ובאגן‬
‫‪56‬‬
‫השוואה איכותית בין תוצאות הסימולציה לתוצאות הניסוי בהתנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬מתוארת‬
‫בציורים ‪ 69-71‬הבאים‪ .‬ציור ‪ 69‬מתאר את קריסת קורת גוף הרכב בין הדלת הקדמית והאחורית‪.‬‬
‫ניתן לראות פרופיל דומה בשתי הקורות כתוצאה מההתנגשות תוך גרימה להתעקמות גג הרכב‬
‫ולגזירה של נקודת החיבור התחתונה‪.‬‬
‫ציור ‪ :69‬קריסת קורת גוף הרכב בין הדלת הקדמית והאחורית לאחר התנגשות צד לפי מבחן‬
‫‪ IIHS‬סימולציה כנגד ניסוי‪.‬‬
‫ציור ‪ 70‬מתאר את כלל הפגיעה ברכב ובעגלת ההתנגשות‪ .‬בתוצאות הסימולציה והניסוי דלתות‬
‫הרכב קרסו פנימה וכל צידו של הרכב ספג פגיעה קשה‪ .‬חלת הדבש נפגעה בעיקר בצדדיה אך חלקה‬
‫האמצעי נפגע במעט‪.‬‬
‫ציור ‪ :70‬פגיעה ברכב ובעגלת ההתנגשות לאחר התנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬סימולציה כנגד‬
‫ניסוי‪.‬‬
‫ציור ‪ 71‬מתאר את הפגיעה בבובת האדם‪ .‬בתוצאות הסימולציה והניסוי דלתות הרכב קרסו פנימה‬
‫פגעו תחילה בגוף הבובה ודחקו את הגוף ימינה כאשר הראש נע במקביל שמאלה במהירות ופוגע‬
‫בחלון הרכב ובקדמת עגלת ההתנגשות‪.‬‬
‫ציור ‪ :71‬דינאמיקת גוף בובת האדם במהלך התנגשות צד לפי מבחן ‪ IIHS‬סימולציה כנגד ניסוי‪.‬‬
‫‪57‬‬
‫‪ .6‬דיון‬
‫תוצאות תרחישי ההתנגשות במעקה הבטיחות מרוכזות בטבלה ‪ .22‬ניתן לראות שתרחישי‬
‫ההתנגשות במעקה הבטיחות עמדו בדרישות התקנים עבור כל קריטריוני הפציעה שנבדקו‪ .‬תוצאה‬
‫זו עולה בקנה אחד עם תוצאות ניסויי יצרן המעקות ועם תוצאות הסימולציות שאינם מבוססים על‬
‫מדידה ישירה של עומסים על יושבי הרכב כפי שפותחו במסגרת המחקר המקדים לחיזוי תפקוד‬
‫מערכות בטיחות לרכב )שמולביץ' וחוב' ‪ .(2010‬תוצאות המחקר הנ"ל מרוכזות בטבלה ‪.23‬‬
‫קריטריוני התקן לבחינת חומרת הפגיעה כפי שמתוארים בטבלה זו הינם קריטריונים עקיפים‬
‫המבוססים על מדידות שנדגמו בנקודות מוגדרות בגוף הרכב כדי להעריך את חומרת הפציעה של‬
‫הנהג במהלך התנגשות‪ ,‬במחקר הנוכחי התקבלו קריטריוני פגיעה ישירים המחושבים ישירות‬
‫מדינאמיקת גוף האדם במהלך התנגשות‪ .‬בהשוואת תוצאות התנגשות רכב דודג' ניאון במעקה‬
‫בטיחות‪ ,‬התקבלה התאמה טובה לתוצאות המחקר המקדים‪ .‬ניתן לראות בשתי הטבלאות‬
‫שתוצאות המבחנים עמדו היטב בדרישות התקן גם במחקר המקדים וגם במחקר הנוכחי‪ .‬במחקר‬
‫הנוכחי הנהג ספג פציעות קלות בלבד ובמחקר המקדים התקבלה רמת חומרת פציעה ‪ A‬המתארת‬
‫פציעה קלה‪.‬‬
‫טבלה ‪ :22‬ריכוז תוצאות התרחישים הנבדקים‬
‫עמידה במבחן‪ :‬פציעה‬
‫בראש‬
‫תרחיש‪:‬‬
‫פציעה בצוואר פציעה בחזה‬
‫נזק צפוי כתוצאה‬
‫מפגיעת ראש‬
‫מודל התנגשות‬
‫רכב ונהג במעקה‬
‫בטיחות‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫אין נזק משמעותי‬
‫מודל התנגשות‬
‫רכב ונוסע‬
‫במעקה בטיחות‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫אין נזק משמעותי‬
‫טבלה ‪ :23‬ריכוז תוצאות התנגשות במעקה בטיחות ללא מודל אדם )*(‬
‫פרמטר‪:‬‬
‫‪ASI‬‬
‫דרישת התקן‪:‬‬
‫‪≤ 1.0 Grade A‬‬
‫‪≤ 1.4 Grade B‬‬
‫‪THIV‬‬
‫]‪[Km/h‬‬
‫‪PHD‬‬
‫]‪[G‬‬
‫‪≤ 33‬‬
‫‪≤ 20‬‬
‫‪W‬‬
‫]‪[M‬‬
‫‪≤1.3‬‬
‫מודל סוויפט ‪20°‬‬
‫‪ 100‬קמ"ש‪ ,‬מעקה‬
‫בטיחות ‪A‬‬
‫מודל סוויפט ‪20°‬‬
‫‪ 100‬קמ"ש‪ ,‬מעקה‬
‫‪0.62‬‬
‫‪15‬‬
‫‪24.2‬‬
‫‪0.93‬‬
‫בטיחות ‪B‬‬
‫מודל ניאון ‪20°‬‬
‫‪ 110‬קמ"ש‪ ,‬מעקה‬
‫‪1.185‬‬
‫‪13.5‬‬
‫‪22‬‬
‫‪0.7‬‬
‫בטיחות ‪A‬‬
‫ניסוי סוויפט ‪20°‬‬
‫‪ 100‬קמ"ש‪ ,‬מעקה‬
‫‪0.6‬‬
‫‪17‬‬
‫‪22‬‬
‫‪0.84‬‬
‫בטיחות ‪A‬‬
‫* חיזוי תפקוד מעקות בטיחות לרכב‪ ,‬שמולביץ וחוב' ‪.2010‬‬
‫‪0.81‬‬
‫‪25.5‬‬
‫‪58‬‬
‫‪18.5‬‬
‫עומד‬
‫בתקן‬
‫רמת חומרה‬
‫]‪[A/B‬‬
‫‪0.68‬‬
‫כן‬
‫‪A‬‬
‫כן‬
‫‪A‬‬
‫כן‬
‫‪A‬‬
‫כן‬
‫‪A‬‬
‫טבלה ‪ 24‬מרכזת את תוצאות תרחישי ההתנגשות בהולך רגל‪ .‬בהשוואת תוצאות סימולציית‬
‫ההתנגשות של רכב בברך של הולך רגל כנגד ניסוי דומה‪ ,‬ניתן לראות שחומרת הפציעה המתקבלת‬
‫בראש חורגת בשני המקרים מסף התקן והנזק הצפוי הוא זהה זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 1‬עד ‪6‬‬
‫שעות וסיכוי לשבר בגלגלת‪ .‬באזור הצוואר ההתאמה בין הניסוי לסימולציה פחות טובה כאשר‬
‫בסימולציה חומרת הפציעה בצוואר היא בדרגת "קביל" לעומת הניסוי בו הפציעה היא בדרגת‬
‫"חורג"‪ .‬באופן כללי תוצאות הסימולציה שהתקבלו בהתנגשות בהולך רגל היו במעט פחות חמורות‬
‫מתוצאות הניסוי אך סבירות בהתחשב בהבדלים הקיימים בין הסימולציה לניסוי בו בובת האדם‬
‫שונה והרכב שונה‪.‬‬
‫בהשוואת תוצאות תרחישי ההתנגשות בהולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש ובמהירות ‪ 50‬קמ"ש ניתן‬
‫לראות הבדלים משמעותיים בחומרת הפציעה למרות עלייה במהירות של ‪ 10‬קמ"ש בלבד‪ .‬הפציעה‬
‫המתקבלת בראש בהתנגשות במהירות ‪ 40‬קמ"ש היא זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 1‬עד ‪ 6‬שעות‬
‫וסיכוי לשבר בגלגלת לעומת הפציעה במהירות ‪ 50‬קמ"ש בה יש זעזוע מח קשה‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 6‬עד‬
‫‪ 24‬שעות ושבר פתוח בגלגלת‪ .‬גם הפציעה בצוואר היא חמורה יותר כאשר במהירות ‪ 40‬קמ"ש‬
‫הפציעה בדרגת "קביל" לעומת חורג במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫בבחינת חומרת הפציעה כתלות בגובה פגיעת הרכב‪ ,‬התקבלו תוצאות שונות עבור גבהי פגיעה שונים‬
‫של הרכב בגוף הולך הרגל‪ .‬בתרחיש הפגיעה בברך התקבלו חריגות מהתקן עבור הפציעה בראש‬
‫ועבור הפציעה בצוואר ובתרחיש הפגיעה בשוק התקבלה חריגה מהתקן עבור הפציעה בראש‪ .‬לפי‬
‫חיזוי המודל בתרחישים אלה צפויות פציעות בראש כגון‪ :‬זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה למספר‬
‫שעות וסיכוי לשבר בגלגלת‪ .‬מנגד‪ ,‬בתרחיש הפגיעה בירך התקבלה עמידה בכל התקנים והפציעה‬
‫הצפויה בראש היא קלה‪ .‬פלג הגוף התחתון של הולך הרגל ספג בתרחיש זה פגיעה קשה יותר‬
‫מתרחישים אחרים ופלג הגוף העליון ספג פגיעה קלה‪ .‬חומרת הפציעה לא נבדקה בפלג הגוף‬
‫התחתון מכיוון שאינה מהווה סכנה משמעותית לחיים‪ .‬למרות התוצאות החיוביות בתרחיש‬
‫הפגיעה בירך‪ ,‬יש להתייחס לכך שחומרת הפציעה נבחנה עבור הפגיעה הראשונית של גוף הולך הרגל‬
‫ברכב ולא נבדקה חומרת הפציעה בזמן נפילתו הסופית חזרה אל הקרקע‪ .‬בכל התרחישים הפציעה‬
‫בחזה היא מעטה ואינה מהווה גורם סיכון מרכזי‪.‬‬
‫טבלה ‪ :24‬ריכוז תוצאות סימולציות התנגשות בהולך רגל‬
‫תרחיש‪:‬‬
‫עמידה במבחן‪ :‬פציעה פציעה פציעה נזק צפוי כתוצאה מפגיעת ראש‬
‫בראש בצוואר בחזה‬
‫מודל התנגשות רכב בברך של‬
‫הולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש‬
‫חורג‬
‫קביל‬
‫טוב‬
‫זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 1‬עד ‪6‬‬
‫שעות וסיכוי לשבר בגלגלת‬
‫ניסוי התנגשות רכב בברך של‬
‫הולך רגל במהירות ‪ 40‬קמ"ש‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫‪-‬‬
‫זעזוע מח בינוני‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 1‬עד ‪6‬‬
‫שעות וסיכוי לשבר בגלגלת‬
‫מודל התנגשות רכב בברך של‬
‫הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫טוב‬
‫זעזוע מח קשה‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 6‬עד ‪24‬‬
‫שעות ושבר פתוח בגלגלת‬
‫מודל התנגשות רכב בירך של‬
‫הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫טוב‬
‫כאב ראש או סחרחורת‪.‬‬
‫מודל התנגשות רכב בשוק של‬
‫הולך רגל במהירות ‪ 50‬קמ"ש‬
‫חורג‬
‫קביל‬
‫טוב‬
‫זעזוע מח קשה‪ ,‬איבוד הכרה ‪ 6‬עד ‪24‬‬
‫שעות ושבר פתוח בגלגלת‬
‫‪59‬‬
‫שני תרחישי פגיעת עגלת התנגשות בצידי רכב עם נהג נבחנו בהתאם לשני מבחני התנגשות שונים‪,‬‬
‫מבחן אחד אירופי ‪ EuroNCAP‬ומבחן נוסף אמריקאי ‪ .IIHS‬תוצאות הסימולציות עבור תרחישי‬
‫התנגשויות צד אלה ותוצאות ניסוי התנגשות של ‪ IIHS‬מתוארות בטבלה ‪ .25‬ניסוי התנגשות הצד‬
‫מתאר תוצאות מבחן התנגשות שהתבצע על ידי ה‪ IIHS -‬עבור רכב מדגם דודג' ניאון חדש יותר‬
‫מהקיים בסימולציה מכיוון שלא בוצע מבחן התנגשות צד על שנתון הרכב הקיים בסימולציה‪.‬‬
‫למרות ההבדל בשנתון הרכב‪ ,‬תוצאות סימולציית מבחן התנגשות הצד ותוצאות הניסוי לפי אותו‬
‫מבחן ‪ IIHS‬מראות חריגה מדרישות התקן בכל הפרמטרים הנבדקים‪ .‬בהשוואת תוצאות אלה‬
‫לתוצאות סימולציית ההתנגשות על פי מבחן ‪ EuroNCAP‬ניתן לראות הבדל קיצוני‪ .‬לפי מבחן‬
‫התנגשות הצד ‪ EuroNCAP‬הרכב עמד בכל הפרמטרים הנבדקים לעומת תוצאות מבחן ‪ IIHS‬בו‬
‫הרכב נכשל בכל הפרמטרים‪ .‬ניתן לייחס תוצאה זו להבדל בין עגלות ההתנגשות בשני המבחנים‪.‬‬
‫מבחן ה‪ IIHS-‬הוא מחמיר יותר עגלת ההתנגשות במבחן זה מדמה רכב שטח במשקל כולל של ‪1500‬‬
‫ק"ג ומנגד עגלת ההתנגשות במבחן ‪ EuroNCAP‬מדמה רכב משפחתי במשקל כולל של ‪ 950‬ק"ג‪.‬‬
‫הבדלים אלה בקשיחות חלת הדבש‪ ,‬במשקל הכולל ובגיאומטריה משנים באופן משמעותי את סך‬
‫כל האנרגיה במערכת ואת מידת ספיגתה וגורמים לפציעה חמורה בגוף האדם במבחן ‪ .IIHS‬סיבה‬
‫נוספת לכך שמבחן ‪ IIHS‬הינו מחמיר יותר הוא מודל בובת האדם הנמצא בשימוש על ידה‬
‫בהתנגשות צד‪ .‬בובת האדם ‪ SID IIs‬מדמה אישה‪/‬נער צעיר במבחן ‪ IIHS‬בעוד שבובת ‪Euro SID 2‬‬
‫המדמה בובת אדם בוגר נמצאת בשימוש במבחן ‪ .EuroNCAP‬ההבדל בין הבובות תורם לשינוי‬
‫בתוצאות אך אינו משמעותי כמו ההבדל בין עגלות ההתנגשות‪.‬‬
‫טבלה ‪ :25‬תוצאות סימולציות מבחני התנגשות צד וניסוי התנגשות צד‬
‫עמידה במבחן‪ :‬פציעה‬
‫בראש‪/‬צואר‬
‫תרחיש‪:‬‬
‫מודל התנגשות‬
‫צד לפי מבחן‬
‫‪EuroNCAP‬‬
‫פציעה בחזה‬
‫פציעה‬
‫באגן‪/‬רגל‬
‫עומד בתקן‬
‫מחמיר‬
‫עומד בתקן‬
‫עומד בתקן‬
‫מודל התנגשות‬
‫צד לפי מבחן‬
‫‪IIHS‬‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫ניסוי התנגשות‬
‫צד לפי מבחן‬
‫‪IIHS‬‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫חורג‬
‫‪60‬‬
‫‪ .7‬סיכום ומסקנות‬
‫במסגרת עבודת המחקר פותח כלי המאפשר יכולת חיזוי פציעות בגוף האדם כתוצאה מהתנגשות‬
‫בה מעורבים כלי רכב ועצמים בצידי הדרך‪ .‬הכלי מאפשר חיזוי אמין של הפגיעות בנהג ובנוסעים‬
‫כתלות בסוג הרכב‪ ,‬התקני הבטיחות כגון כרית ניפוח‪ ,‬מרחב איזור הנהיגה‪ ,‬אופיין ישיבת הנוסעים‬
‫והתקני הבטיחות‪ .‬מודלים אלו שולבו במודלים המכוילים של מעקות הבטיחות שכבר הוכנו בשלב‬
‫המקדים של המחקר ונחקרה באמצעותם בצורה ישירה השפעת התנגשות הרכב על הנהג והנוסעים‪.‬‬
‫הכלי מאפשר בחינה ישירה של התנהגות מעקות בטיחות ומאפשר בנוסף בדיקה והשוואה של‬
‫מעקות בטיחות קיימים וחדשים‪ .‬יכולת הכלי הסימולטיבי בחיזוי פציעות הוצגה בחקירה של‬
‫התנגשות רכב בהולך רגל בגבהי מפגש שונים ובהתנגשות צד עם עגלת התנגשות‪ .‬במחקר הושגו‬
‫ההישגים הבאים‪:‬‬
‫א‪ .‬פותחה יכולת לבצע סימולציות התנגשות של מודלי רכב המכילים נהג וסביבת נהיגה תוך‬
‫חקירת השפעת הקריטריונים הישירים על חומרת הפגיעה בנהג ובנוסעים‪.‬‬
‫ב‪ .‬נחקרה התנגשות רכב במעקות בטיחות תוך בחינת חומרת הפציעה של נהג הרכב ונוסע‪.‬‬
‫ג‪ .‬נבחנה עמידות מעקה הבטיחות בדרישות התקן האירופי‪.‬‬
‫ד‪ .‬פותחה יכולת לבצע סימולציית התנגשות רכב בהולך רגל תוך חקירת חומרת הפציעה של‬
‫הולך הרגל והנזק שנגרם לרכב‪.‬‬
‫ה‪ .‬פותחה יכולת לבצע סימולציית התנגשות צד ברכב תוך חקירת חומרת הפציעה בנהג הרכב‬
‫ובנזקים הנגרמים לרכב עצמו‪.‬‬
‫המשך המחקר יעסוק בפיתוח שיטה להערכת תפקוד מעקות בטיחות באמצעות בדיקות לא הורסות‬
‫כדוגמת הולמים בתחום האלסטי ומדידת תגובת התדר ועיבורים של המעקה ויפותח קשר בין‬
‫תוצאות אלו לקשיחות המעקה ותגובתו החזויה בעת התנגשות‪ .‬במידה ומחקר זה יוכתר בהצלחה‪,‬‬
‫תוצג שיטה לבדיקת מעקות בטיחות באתר לאחר התקנתם או לאחר תיקונם בעת אחזקה‪ .‬הבדיקה‬
‫המוצעת תהיה ללא הרס ועשויה לתת חיזוי טוב למידת התאמתם ותפקודם כמעקה בטיחות‬
‫ובעיקר איתור ליקויים בהתקנים‪ ,‬שכן העוסקים בתחזוקת מעקות נוטים לחזקם ולפגום בכך‬
‫בייעודם כמנגנון סופג אנרגיה‪.‬‬
‫‪61‬‬
‫ מראי מקום‬.8
.‫עירוניות‬-‫הנחיות לבחירה ולהצבה של מעקות בטיחות קבועים בדרכים בין‬. (2005) .‫ גיטלמן ו‬,.‫הקרט ש‬
.‫ אגף תיכנון תחבורתי‬/‫ מינהל היבשה‬, ‫ משרד התחבורה‬.(‫)מהדורה ראשונה‬
‫ )מהדורה‬.‫הנחיות לבחירה ולהצבה של מעקות בטיחות לישומים זמניים‬. (2006) .‫ גיטלמן ו‬,.‫הקרט ש‬
.‫ אגף תיכנון תחבורתי‬/‫ מינהל היבשה‬, ‫ משרד התחבורה‬.(‫שניה‬
‫ המרכז‬."‫ "חיזוי תפקוד מעקות בטיחות לרכב‬.(2010) ,.‫ לזרסון ע‬,.‫ מוראדג'ליאן ה‬,.‫ אסף צ‬,.‫שמולביץ י‬
.‫מכון טכנולוגי לישראל‬-‫ הטכניון‬.‫ מרכז רן נאור לחקר הבטיחות בדרכים‬,‫למחקר בהנדסה חקלאית‬
Abu-Odeh, A. Y., Albin, R. B., and Bullard, D. L. _(2002)_. “Finite element imulations
and testing of Washington State precast concrete barrier”. Proc., 7th International LSDYNA User’s Conference, Paper No. 7-23, Dearborn, Mich.
Bovenkerk J., Sahr C., 2008, "Possibilities of realistic pedestrian protection using the
Polar-II Pedestrian Dummy" ika – Institut für Kraftfahrwesen RWTH Aachen.
EN 1317-1,(1998). Road Restraint Systems – Part 1: Terminology and general criteria
for test methods, European Committee for Standardization, Brussels.
EN 1317-2,(1998). Road Restraint Systems – Part 2: Performance classes, impact test
acceptance criteria, test methods, European Committee for Standardization, Brussels.
Federal High Way Administration (FHWA). Centers of Excellence in Finite Element
Crash
Analysis
Turner-Fairbank
Highway
Research
Center.
http://www.tfhrc.gov/road_safty_barier
“Human Tolerance to Impact Conditions as Related to Motor Vehicle Design,” July
1986, SAE J885, the Society of Automotive Engineers.
Marzougui, D.,Kan, C-D., Eskandarian, A. (2006). Safety Performance Evaluation of
Roadside Hardware Using Finite Element Simulation
Mertz, H.J. and Weber, D.A. (1982), Interpretation of the Impact Responses of a 3-YearOld Child
Dummy Relative to Child Injury Potential, Proceedings of the Ninth International
Technical Conference
on Experimental Safety Vehicles, November 1-4, pp. 368.
Mertz, H.J. 1984. Injury assessment values used to evaluate Hybrid III response
measurements. Comment to the National Highway Traffic Safety Administration
concerning Federal Motor Vehicle Safety Standard 208, Occupant Crash Protection.
Enclosure 2 of Attachment 1 of Part III of General Motors Submission USG 2284; Docket
Document No. 74-14-N32-1666B, March 24, 1984. Washington, DC: U.S. Department of
Transportation.
62
National Crash Analysis Center _NCAC_. _(2002)_. “Public finite element model
archive: Vehicle models.” Federal Highway Administration,George Washington Univ.,
Washington, D.C., _http://www.ncac.gwu.edu/archives/model/index.html.
Prasad, P. and Daniel, R.P. (1984), A biomechanical Analysis of Head, Neck and Torso
Injuries to Child
Surrogates Due to Sudden Torso Acceleration, Proceedings of the 20th Stapp Car Crash
Conference,
SAE publication P-152, SAE paper no. 841656, p. 25.
Pike, J.A., 1990, Automotive Safety: Anatomy, Injury, Testing and Regulation, Society of
Automotive Engineers.
Prasad, P. and Mertz, H., 1985, “The Position of The U.S. Delegation to the ISO
Working Group 6 on the Use of HIC in the Automotive Environment,” SAE
Paper 85-1246.
Reid, J. D. _(2004)_. “LS-DYNA simulation influence on roadside hardware.” TRB
Paper No. 04-2619, Proc., 83rd Annual Meeting,Transportation Research Board,
Washington, D.C.
Shewchenko, N. (2001), Review of Neck Injury Criteria in the March 2000 SSNRPM.
Biokinetics and Associates, Ltd. Ontario, Canada, Report R01-06, September 2001.
Sicking L.D, Mak, k.K. (2001). "Improving Roadside Safety by Computer Simulation".
http://www.tfhrc.gov/pubrds/janfeb01/improving.htm
Troutbeck, R. Barker, T., Thambiratnam D. (2001). "Roadside Barrier Design and
Vehicle Occupant Safety". Australian Transport Safety Bureau Road Safety Research
Grant Final Report T2000/0736/
63
‫‪ .9‬נספח‬
‫כל סרטוני הסימולציות מצורפים בדיסק לדו"ח מחקר זה‪ .‬מפורטים להלן רשימת הסרטונים יחד‬
‫עם שמות הקבצים שלהם‪.‬‬
‫• התנגשות דודג' ניאון עם מודל נהג ‪ Hybrid III‬וסביבת נהיגה במעקה בטיחות במהירות‬
‫‪ 110‬קמ"ש ובזוית ‪.20°‬‬
‫‪ESP_2.0_110-kph_20-deg_driver_(top_view).avi‬‬
‫‪ESP_2.0_110-kph_20-deg_driver_(top_view_close).avi‬‬
‫‪ESP_2.0_110-kph_20-deg_driver_(side_view).avi‬‬
‫• התנגשות דודג' ניאון עם מודל נוסע ‪ Hybrid III‬וסביבת נהיגה ללא כרית אויר במעקה‬
‫בטיחות במהירות ‪ 110‬קמ"ש ובזוית ‪.20°‬‬
‫‪ESP_2.0_110-kph_20-deg_passenger_(top_view).avi‬‬
‫‪ESP_2.0_110-kph_20-deg_passenger_(side_view).avi‬‬
‫•‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בברך במהירות ‪ 40‬קמ"ש‪.‬‬
‫‪Pedestrian_knee_hit-40kph.avi‬‬
‫•‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בברך במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫‪Pedestrian_knee_hit-50kph.avi‬‬
‫•‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בירך במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫‪Pedestrian_hip_hit-50kph.avi‬‬
‫•‬
‫התנגשות סוזוקי סוויפט בהולך רגל תוך פגיעה בשוק במהירות ‪ 50‬קמ"ש‪.‬‬
‫‪Pedestrian_tibia_hit-50kph.avi‬‬
‫• התנגשות צד של מחסום ‪ ECE R95‬בצידי דודג' ניאון עם מודל אדם ‪ EuroSID-2‬וסביבת‬
‫נהיגה במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם למבחן התנגשות ‪.EuroNCAP‬‬
‫‪Side_hit_EuroNCAP_50-kph_(top_view).avi‬‬
‫‪Side_hit_EuroNCAP_50-kph_(front_view).avi‬‬
‫• התנגשות צד של מחסום ‪ IIHS‬בצידי דודג' ניאון עם מודל אדם ‪ SID IIs‬וסביבת נהיגה‬
‫במהירות ‪ 50‬קמ"ש בהתאם למבחן התנגשות ‪.IIHS‬‬
‫‪Side_hit_IIHS_50-kph_(top_view).avi‬‬
‫‪Side_hit_IIHS_50-kph_(front_view).avi‬‬
‫‪64‬‬