Validation of the Female 50th Percentile Active Human Model

Abstract

En este trabajo de fin de máster, la validación activa del Modelo Humano Activo Femenino percentil 50 (AHM-50F) de Simcenter Madymo. En un primer lugar, se ha realizado una validación local del complejo cuello-cabeza en la que se han modificado varios parámetros musculares, así como la rigidez del pecho del modelo. Estas modificaciones han permitido que los resultados estuviesen dentro de los intervalos experimentales. En segundo y último lugar, se ha realizado una validación global en la que se validó el comportamiento activo del modelo frente a datos experimentales de voluntarios en tres casos de aceleración diferentes. Se empezó con una aceleración longitudinal, se siguió con una lateral y se terminó con una combinación de ambas. Para los casos de carga longitudinal, el modelo se ha posicionado en la posición del conductor y del pasajero del asiento delantero, mientras que, para los otros dos casos de carga, solo se ha colocado en la posición del pasajero del asiento delantero para la validación. Además, para cada prueba se han utilizado dos configuraciones de cinturones de seguridad diferentes, siendo el primero un cinturón de seguridad estándar y el segundo un cinturón de seguridad con pretensor de 170N. Los resultados, para cada configuración, fueron buenos y robustos para los desplazamientos lineales longitudinales y laterales, mientras que los desplazamientos lineales verticales parecían estar peor correlacionados con los datos experimentales, quedando en algún caso puntual fuera de los intervalos deseados. Pese a todo, este desplazamiento vertical era generalmente un orden de magnitud inferior a los otros dos, siendo por tanto menos relevante para el modelo. Además, se vio un error en la correlación del desplazamiento angular de la cabeza de forma general en todos los casos.

In this master thesis, the active validation of the Simcenter Madymo’s Female 50th percentile Active Human Model (AHM-50F). Firstly, a local validation of the neck-head complex was executed in which several muscle parameters were modified as well as the breast area stiffness. These modifications allowed the AHM-50F to fit the experimental corridors for this local validation. Secondly, a global validation was performed in which the active behaviour of the AHM-50F against volunteer experimental data in longitudinal, lateral and a combination of lateral and longitudinal load cases. For longitudinal load cases, the model was validated in the driver and front seat passenger position while for the other two load cases, only the front seat passenger position was used for the validation. Additionally, for every test, two seatbelt configurations were used, the first one being a standard seatbelt while the second being a pretensioner seatbelt of 170N. Results, for every test configuration, were strong and robust for longitudinal and lateral linear displacements, while vertical linear displacements seemed to be worse correlated to the experimental data, though this vertical displacement was generally an order of magnitude smaller than the other two. Additionally, it was found that angular displacement was also mispredicted in every configuration.