Ziel des von der EU geförderten Forschungsprojekts war die Entwicklung eines Softwaresystems für Bushersteller, das durch virtuelles Prototyping und Computersimulationen die Entwicklung neuer Bustypen erleichtern und die Anzahl der für notwendige Tests zu fertigenden Vorserienmodelle auf ein Minimum reduzieren soll. Einer der Schwerpunkte der Untersuchungen ist das Verhalten von Passagieren während ausgewählter Fahrmanöver. Das Busmodell besteht aus miteinander verbundenen starren und flexiblen Körpern sowie aus Kraftkoppelelementen. Die elastischen Eigenschaften des Fahrgestells werden durch Superelemente berücksichtigt. Die Passagierkabine kann durch ein FEM-Modell approximiert Werden. Hintergrund der Untersuchungen an Passagieren ist ein räumliches biomechanisches Menschmodell bestehend aus 12 starren Körpern, die durch 11 Gelenke miteinander verbunden sind. Das Modell hat einen inneren Freiheitsgrad von n=18. Spezielle Kraftkopplungen in den Gelenken gestatten Bewegungen des Menschmodells mit Begrenzungen wie bei einem realen Menschen. Die Modelle sind für die Aufnahme von maximal 6 Menschen einschließlich Fahrer vorbereitet. Alle wesentlichen Untersuchungen wurden mit 4 Menschen durchgeführt. Die Kopplungen zwischen Fahrer und Umgebung sind abgebildet. Der Fahrer und jeder Passagier kann mit einem Dreipunktgurt oder einem Beckengurt gesichert werden. Zur Untersuchung des Frontalcrashs wurden sowohl Experimente als auch Simulationsrechnungen durchgeführt. In den Experimenten wurde die auf das vordere Fahrgestell wirkende Kraft als Funktion der Zeit gemessen. Mit diesen Daten konnten die Modelle zur Berechnung von Crashkräften überprüft werden. Zur Simulation des Passagierverhaltens während des Crashs wurden sowohl gemessene als auch berechnete Crashkräfte als auf das vordere Fahrgestell wirkende äußere Kräfte angenommen. Die Hindernisfahrt kann entweder real durchgeführt oder auf einer Hydropulsanlage mit stehendem Bus experimentell simuliert werden. Bei Bremsmanövern wird das auf die Räder wirkende Bremsmoment vorgegeben. Es wird aus der Geschwindigkeit der Räder ermittelt. Das Verhalten der Passagiere während des Bremsmanövers ähnelt dem des Crashs. Kurvenfahrten werden durch vorgegebene Bewegungen des Lenkrades simuliert. Mit dem entwickelten Expertensystem kann das Umkippen eines fahrenden Busses simuliert werden. Das vom Institut für Mechatronik in Chemnitz entwickelte Softwarewerkzeug alaska dient zur Simulation des dynamischen Verhaltens mechatronischer Systeme. Der Benutzer gibt in einer ASCII - Datei ein Modell vor, das in einer problemorientierten Sprache beschrieben ist. Jedes Modellelement (Körper, Gelenk, Kraft u.v.a.m.) ist in dieser Sprache ein Kommando. alaska wertet diese Modellbeschreibungsdatei aus, generiert die Lagrange'schen Bewegungsgleichungen und integriert sie. Nach der Berechnung können beliebige Beobachtungsgrößen als Tabellen und Diagramme ausgegeben werden. Eine Demo-Version von alaska ist im Internet verfügbar. Mit ANSYS lassen sich FEM-Modelle aus einer Konstruktionszeichnung erzeugen. Mit diesen können dann Simulationen durchgeführt werden. ANSYS wird zur Simulation des Verhaltens einer verformbaren Passagierkabine benötigt. Im Projekt wurde ein Programm entwickelt, welches ANSYS-Daten nach geeigneter Kondensation in das Format der alaska-Modellbeschreibungdatei übersetzt. Die Benutzeroberfläche von alaska wurde erweitert, um Modellierung und Simulation verschiedener Fahrmanöver mit verschiedenen Bussen zu ermöglichen, ohne daß der Benutzer die alaska-Modellbeschreibungssprache lernen muß. Die Benutzeroberfläche unterstützt eine komponentenorientierte Modellierung in alaska.


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    Titel :

    Ein Expertensystem zur Computersimulation von Autobussen mit Passagieren


    Beteiligte:
    Jödicke, Ralph (Autor:in) / Hendel, Klaus (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    12 Seiten, 3 Bilder, 2 Tabellen, 10 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Datenträger


    Sprache :

    Deutsch





    Fahrgastwechsel bei Autobussen

    Weidmann,U. / Tech.Hochsch.Zuerich,CH | Kraftfahrwesen | 1992