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Stress biomécanique résultant de la chute d'un enfant sur le bord d'un meuble de jardin d'enfants

Simulation commandée par l'Institut pour la sécurité et la santé au travail.

Branche : Biens de consommation, Bureau d’études/prestataire de développementDiscipline: Mécanique des structures, Biomécanique

L'Institut pour la sécurité et la santé au travail (l'IFA allemand) apporte son soutien aux organismes d'assurance accident obligatoire en Allemagne pour les questions scientifiques et techniques relatives à la protection de la sécurité et de la santé au travail. Afin d'étudier un scénario de danger particulier dans les jardins d'enfants, ils se sont tournés vers le CADFEM.

Résumé

Tâche

L'élaboration de lignes directrices appropriées pour la conception des bords des meubles nécessite généralement une série complexe de tests qui facilitent ensuite la détermination de divers scénarios de charge qui affecteraient la tête d'un enfant en cas de chute suivie d'un impact sur un meuble donné. Il a été envisagé que la simulation simplifierait cette procédure.

Solution

La simulation était basée sur des données réelles de scan CT (tomographie assistée par ordinateur), qui ont été transférées dans un modèle de géométrie numérique (STL) et ensuite reliées à l'ICEM d'ANSYS afin de pouvoir effectuer des calculs numériques. Les simulations d'impact ont été réalisées dans ANSYS Workbench à l'aide de l'extension LS-DYNA ACT.

Avantages clients

Le savoir-faire supplémentaire acquis a été utilisé pour faciliter le processus de décision en matière de conception et réduire les coûts de R&D. En conséquence, la durée réelle des essais dans la soufflerie a été réduite à une demi-journée seulement.

Détails du projet

Tâche

L'Institut pour la sécurité et la santé au travail (IFA) apporte son soutien aux organismes d'assurance accident obligatoire en Allemagne pour les questions scientifiques et techniques relatives à la protection de la sécurité et de la santé au travail. L'élaboration de directives appropriées pour la conception des bords de meubles nécessite généralement une série complexe de tests qui facilitent la détermination de divers scénarios de charge qui affecteraient la tête d'un enfant en cas de chute suivie d'un impact sur un meuble donné. Bien entendu, les expériences sur l'homme sont hors de question, aussi l'IFA a-t-il étudié de nouvelles façons de traiter ce problème qui lui permettraient de publier des déclarations fiables concernant les dommages en question. En collaboration avec le CADFEM, un modèle de simulation a été créé dans le but de répondre à cette question.


Avantages clients

Comme les tests d'impact ne sont pas, pour des raisons éthiques, réalisables, les enquêtes correspondantes doivent être effectuées à l'aide de mannequins ou de modèles virtuels. La simulation numérique présente d'énormes avantages par rapport aux séries coûteuses de tests basés sur des mannequins - qui, de toute façon, ne produisent jamais que des résultats très limités. Une fois qu'un modèle de simulation a été créé, une grande variété de variantes basées sur la cambrure peut être simulée, évaluée automatiquement, puis comparée entre elles dans un court laps de temps. En ce qui concerne les essais fictifs, il est nécessaire de définir précisément le point auquel des données particulières (concernant, par exemple, les forces ou l'accélération) doivent être mesurées et évaluées pour un essai donné. En ce qui concerne les simulations, en revanche, toutes les données contenues dans le modèle du corps entier restent disponibles à tout moment. En outre, les données du scanner peuvent être utilisées pour créer des modèles réalistes de la tête - qui fournit alors également des données de l'intérieur du crâne.


Solution

La simulation était basée sur des données réelles de scan CT (tomographie assistée par ordinateur), qui ont été transférées dans un modèle de géométrie numérique (STL) et ensuite reliées à l'ICEM d'ANSYS afin de pouvoir effectuer des calculs numériques. Les simulations d'impact ont été réalisées dans ANSYS Workbench à l'aide de l'extension LS-DYNA ACT. Après la création du modèle de simulation et le développement d'un flux de travail correspondant, les personnes concernées ont pu calculer et évaluer différents scénarios d'impact en modifiant divers paramètres. Différents points d'impact - comme le front et la joue - ont été pris en compte, et les vitesses d'impact et les rayons des bords ont été modifiés.


Directeur support

Produits du projet