Modelo Multicuerpo No Lineal de Respuesta Biomecánica Humano-Asiento-Vehículo en un Entorno de Vibración del Vehículo
Autores: Prokopovi, Margarita; iinien, Kristina; Matijoius, Jonas; Bogdeviius, Marijonas; Sokolovskij, Edgar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelo Multicuerpo No Lineal de Respuesta Biomecánica Humano-Asiento-Vehículo en un Entorno de Vibración del Vehículo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Circunstancias del mundo real
Efectos dinámicos no lineales
Sistemas de vehículos
Datos biométricos
Vibraciones inducidas por el vehículo
Modelo humano-asiento-chasis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Especialmente en circunstancias del mundo real con superficies de carretera irregulares y choques impulsivos, los efectos dinámicos no lineales en los sistemas de vehículos pueden distorsionar en gran medida los datos biométricos utilizados para rastrear los estados fisiológicos de pasajeros y conductores. Al crear un modelo multibody exhaustivo de humano-asiento-chasis, este trabajo aborda el efecto de las vibraciones inducidas por el vehículo en la precisión y fiabilidad de las medidas biométricas. El modelo incluye excitación externa de entradas inducidas por la carretera, amortiguamiento no lineal entre los enlaces estructurales y grados de libertad verticales y angulares en el sistema cabeza-cuello. Las ecuaciones de movimiento se derivan utilizando un método lagrangiano de segundo orden; las simulaciones se ejecutan utilizando valores representativos de un automóvil típico y segmentos del cuerpo humano. Los resultados muestran que una mayor velocidad del vehículo genera más energía vibracional, lo que, especialmente en la cabeza y el torso, aumenta las aceleraciones verticales y angulares. Los estudios modales, por otro lado, muestran que, aunque las frecuencias resonantes permanecen constantes, la velocidad provoca un aumento considerable en la amplitud y la dispersión de la frecuencia. A velocidades >= 50 km/h, los valores de RMS y VDV superan los estándares de confort ISO 2631 en el cuerpo y la cabeza. Los resultados destacan la necesidad de incluir sistemas de suspensión optimizados para vibraciones y enfoques de diseño ergonómico para proteger áreas sensibles del cuerpo y preservar la integridad de los datos biométricos. Este estudio ayuda a aumentar la comodidad y la seguridad tanto en el uso de automóviles tradicionales como autónomos.
Descripción
Especialmente en circunstancias del mundo real con superficies de carretera irregulares y choques impulsivos, los efectos dinámicos no lineales en los sistemas de vehículos pueden distorsionar en gran medida los datos biométricos utilizados para rastrear los estados fisiológicos de pasajeros y conductores. Al crear un modelo multibody exhaustivo de humano-asiento-chasis, este trabajo aborda el efecto de las vibraciones inducidas por el vehículo en la precisión y fiabilidad de las medidas biométricas. El modelo incluye excitación externa de entradas inducidas por la carretera, amortiguamiento no lineal entre los enlaces estructurales y grados de libertad verticales y angulares en el sistema cabeza-cuello. Las ecuaciones de movimiento se derivan utilizando un método lagrangiano de segundo orden; las simulaciones se ejecutan utilizando valores representativos de un automóvil típico y segmentos del cuerpo humano. Los resultados muestran que una mayor velocidad del vehículo genera más energía vibracional, lo que, especialmente en la cabeza y el torso, aumenta las aceleraciones verticales y angulares. Los estudios modales, por otro lado, muestran que, aunque las frecuencias resonantes permanecen constantes, la velocidad provoca un aumento considerable en la amplitud y la dispersión de la frecuencia. A velocidades >= 50 km/h, los valores de RMS y VDV superan los estándares de confort ISO 2631 en el cuerpo y la cabeza. Los resultados destacan la necesidad de incluir sistemas de suspensión optimizados para vibraciones y enfoques de diseño ergonómico para proteger áreas sensibles del cuerpo y preservar la integridad de los datos biométricos. Este estudio ayuda a aumentar la comodidad y la seguridad tanto en el uso de automóviles tradicionales como autónomos.