Entendiendo cómo FARO MassZone funciona

MassZone es un sistema de predicción de detección y respuesta a colisiones y comportamiento de vehículos. MassZone Le permite recrear automáticamente escenarios de colisión precisos sin necesidad de introducir grandes cantidades de datos de accidentes. Esta característica es especialmente útil para experimentar con escenarios de colisión.

Para comprender los principios de MassZone funcionamiento, es importante familiarizarse con algunos de los principios básicos de la reconstrucción de accidentes:

• Cinemática - Rama de la física que estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa o la mecánica de esos movimientos. La cinemática también se conoce como "la geometría del movimiento".

• Cinética: Rama de la física que estudia las causas de los movimientos de los cuerpos; específicamente las fuerzas y torques que hacen que un cuerpo cambie de movimiento. La cinética también se conoce como "dinámica".
  

• Movimiento: Combinación de las propiedades de movimiento (velocidad) y rotación. Algunos consideran la velocidad y la velocidad como factores diferentes. En MassZone, los conceptos son intercambiables.

• Cuerpo: Un objeto (como un vehículo).

• COG: Centro de gravedad

En , el sistema de animación y los controles de la herramienta de impulso se basan en FARO Zone 3Dcinemática. Usted proporciona la trayectoria y las velocidades de los cuerpos a lo largo de una trayectoria designada sin tener en cuenta las fuerzas que las causaron. En el Administrador de KEP, especifique la ruta del COG y la velocidad y orientación a lo largo de esa ruta en los puntos clave designados. El sistema de cinemática de animación interpola la ruta para determinar la ubicación y orientación de un cuerpo en un momento específico, lo que permite que el software muestre los resultados en la animación.

MassZone, es un sistema basado en cinética. Ningún evento ocurre sin MassZone una fuerza que lo provoque. (Hay algunas excepciones para las condiciones y la configuración del escenario inicial). MassZone se basa en los principios de las Leyes del Movimiento de Newton, que se resumen de la siguiente manera:

• Ley de la Inercia: Un cuerpo en reposo permanece en reposo, o un cuerpo en constante movimiento permanece en constante movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él.

• Ley de la Fuerza Proporcional: El cambio en el movimiento (o momento) de un cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él. Fuerza = Masa * Aceleración, o Aceleración = Masa / Fuerza. F = M * A, A = M / F

• Ley de Acción/Reacción: Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Si una fuerza interactúa sobre dos cuerpos, serán iguales (en magnitud) y opuestos (en dirección). F * CuerpoA = -F * CuerpoB

MassZone se integra con la funcionalidad de animación de FARO Zone. El movimiento inicial de los cuerpos se introduce en el sistema de animación basado en cinemática. Cuando se produce una colisión, MassZone calcula automáticamente todo el movimiento del cuerpo mediante un sistema basado en cinética.

MassZone frente a los sistemas basados en el impulso

A diferencia de los sistemas típicos de análisis de momento, MassZone no utiliza supuestos de "masa puntual". MassZone trata un cuerpo como una masa de área/volumen completo que ocupa espacio y tiene un COG asociado. Las ubicaciones y las direcciones de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son importantes.

Una fuerza que actúa sobre el centro de masa de un cuerpo da como resultado un movimiento diferente al de la misma fuerza (magnitud y dirección) que actúa a distancia del centro de masa.

En MassZone, las colisiones se producen a lo largo de un intervalo de tiempo. No se produce un intercambio instantáneo de impulso. Todas las fuerzas de colisión se calculan a lo largo del tiempo, como resultado de la deformación de los cuerpos a medida que los cuerpos permanecen en contacto. Las fuerzas de colisión se calculan a lo largo de toda la interfaz entre los dos cuerpos a medida que se deforman; no en un solo punto de enfrentamiento.

La interfaz de colisión entre los dos cuerpos también cambia con el tiempo a medida que los cuerpos se deforman y sus movimientos cambian. Las partes de los cuerpos dejan de estar en contacto, mientras que otras partes entran en contacto. Los cambios en las partes del cuerpo que se impactan entre sí cambian la interfaz de colisión con el tiempo.

Hay una excepción: MassZone permite una especificación de "Cuerpo Rígido". De forma predeterminada, los cuerpos se deforman con el impacto. Algunos cuerpos rígidos (por ejemplo, barreras de hormigón) no se deforman cuando se impactan. Cuando un cuerpo blando impacta contra un cuerpo rígido, la colisión sigue ocurriendo durante un período de tiempo. En el caso de un cuerpo rígido que impacta contra otro cuerpo rígido, se emplea un sistema de dinámica de cuerpo rígido, que permite un impulso de colisión instantáneo.

Actualmente MassZone es un 2D/Planar que se muestra en 3D (también conocido como un sistema 2.5D). Los vehículos y las escenas se representan en 3D, pero todas las predicciones de movimientos y fuerzas se basan en planos planos. No se consideran el movimiento vertical, la gravedad, las fuerzas o las rotaciones por razones distintas al atractivo visual. Las fuerzas de colisión entre cuerpos son uniformes a lo largo de toda la dimensión vertical del volumen 3D del cuerpo. Esto es consistente con la mayoría de las técnicas y enseñanzas de reconstrucción de accidentes. Las versiones futuras incluirán consideraciones de MassZone fuerza 3D completas, incluida la gravedad, la bóveda, la elevación, la suspensión en las 4 ruedas, los cambios / baches de elevación del terreno, las inclinaciones / descensos, el aplastamiento / daño volumétrico 3D y las fuerzas de colisión 3D.

Dentro MassZone , fuera de un impulso de colisión y/o condiciones/configuración iniciales, todo el movimiento de la carrocería es generado por las fuerzas de la superficie del neumático. Cada neumático en el cuerpo genera una fuerza con la superficie subyacente. Esta fuerza hace que el cuerpo cambie su movimiento (acelerar, desacelerar, girar). Las fuerzas de los neumáticos hacen que el centro de masa del cuerpo se mueva; no al revés. El transeje del vehículo (tracción delantera, tracción trasera o tracción total) da como resultado diferentes movimientos en las mismas condiciones y parámetros de los neumáticos. Todos los parámetros relacionados con el vehículo (voladizo delantero, distancia entre ejes, ancho de vía, centro de masa, desplazamiento, etc.) son importantes y cambian los movimientos resultantes. MassZone Permite definir diferentes áreas de fricción superficial para cada uno de los neumáticos del vehículo.

MassZone Funciones

• Incluir varios vehículos en la colisión

• Visualización de múltiples impactos

• Mostrar impactos fijos de barreras/postes

• Incluye múltiples superficies de fricción

• Entradas de dirección del usuario

• Manual

• Entrada controlada por dispositivo en tiempo real

• Soporte para entrada de múltiples dispositivos, incluidos: dispositivo de volante + pedal de freno / acelerador, teclado, mouse 3D, gamepad.

• Utilice la ruta de animación para la trayectoria previa al impacto controlada "independiente de la fuerza"

• Opción de vistas del espejo del conductor en tiempo real

Funcionalidad futura MassZone (características que actualmente no se admiten en MassZone)

Estas características no se incluyen actualmente en MassZone, pero se agregarán en próximas versiones:

• Modo 2D (actualmente solo modo 3D)

• Modelos 2D

• Compatibilidad con símbolos 2D

• Formas

• 2.5D (todos los cálculos asumen Planar 2D)

• Cálculos de gravedad y elevación

• Cálculos de vuelco/cabeceo

• Vehículos que no sean de 4 ruedas (solo vehículos estándar/de pasajeros)

• Vehículos articulados, incluidos remolques de tractores, vehículos comerciales, vehículos que tiran de remolques, etc.

• Humanos, modelos animales

• Anibuddies o modelos o símbolos agrupados

• La respuesta de detección de colisiones/daños se vuelve inestable en escenarios de alta penetración o después de que ya se haya producido una gran cantidad de daños

• Impactos a muy alta velocidad

• Impactos de sección transversal pequeños

• Solo admite un coeficiente de rigidez A/B uniforme para cada vehículo

• La respuesta de detección de colisiones se basa únicamente en el contorno 2D (vaciado) de los cuerpos

• Las barreras/postes fijos se tratan como objetos rígidos y se consideran completamente inamovibles y no se pueden deformar

MassZone Consideraciones especiales

Las predicciones de la trayectoria del vehículo dependen en gran medida de los valores de fricción del suelo , los valores de deslizamiento de los neumáticos , los valores de rigidez de los neumáticos y los valores del ángulo del neumático (ángulo de deslizamiento/ángulo de dirección)

Actualmente no se manejan escenarios en los que los neumáticos salen o tienen un contacto reducido con la superficie. Se supone que los neumáticos siempre tienen contacto total con la superficie.

No se calcula el cambio de peso del vehículo.