Die Reduzierung des Verletzungsrisikos für so genannte OoP-Insassen (Out of Position) führte in den letzten Jahren zum einen zu neuartigen Konzepten für Airbags und zum anderen zu einer deutlichen Weiterentwicklung der numerischen Hilfsmittel, die für die Berechnung von Insassenbelastungswerten mittels Finite-Elemente-Methoden benutzt werden. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um - Verfahren zur Berechnung des hochdynamischen Vorganges der Airbagentfaltung unter Berücksichtigung der Gasdynamik; - FE Modelle von Airbags und - FE Modelle von Dummys und Menschen. Diese Untersuchungen haben unter anderem gezeigt, dass neben der Qualität des Insassenmodells die realistische Berechnung der Airbagentfaltung wesentlich für den erfolgreichen Einsatz der numerischen Verfahren ist. Die bekannten Grenzen konventioneller Methoden zur Berechnung des Entfaltungsvorganges können nur durch die korrekte Berechnung der Gasströmung innerhalb des Airbags überwunden werden. Das Hauptproblem liegt in der Abbildung der instationären gasdynamischen und thermodynamischen Vorgänge im Airbag. Dieses Problem wurde mittels eines gitterfreien Verfahrens (FPM) zur Berechnung der Gasströmung innerhalb eines sich entfaltenden Airbags gelöst und anhand industrieller Projekte erprobt. Die Einführung dieses Verfahrens hat zur Folge, dass an die Qualität der Airbagmodelle deutlich höhere Anforderungen gestellt werden, als dies bisher der Fall war. Für eine prognosefähige Simulation wird darüber hinaus ein FE-Modell des Insassen benötigt. Neben der deutlichen Verbesserung von Dummymodellen hat sich gezeigt, dass Menschmodelle das Potential besitzen, die Vorgänge im menschlichen Körper zu verstehen. Anhand von Beispielen wird gezeigt, welche Vorteile und Chancen sich ergeben, wenn konsequent auf den letzten Stand der Technik gesetzt wird. Damit haben sich die Grenzen der Simulation zwar deutlich verschoben, sind aber nicht verschwunden. Diese neuen Grenzen werden dargestellt. Prinzipiell eröffnet das in dieser Veröffentlichung dargestellte Verfahren zur Berechnung des Entfaltungsvorganges des Airbags sowie die Verwendung eines Menschmodells die Möglichkeit, Vorgänge so detailliert zu untersuchen, wie es mit herkömmlichen Verfahren nicht möglich ist. Der komplexe Fall des Kopfairbags konnte mit dem FPM-Verfahren sehr gut und in vertretbarer Zeit berechnet werden. Die Simulation mit dem Menschmodell im Seitencrash zeigt im Vergleich zum Dummymodell Abweichungen in Kinematik und Messkurven, die sich teilweise durch rein geometrische Unterschiede (Oberkörper, Arm sowie Beckenknochen) erklären lassen. Das Beispiel Menschmodell im Heckaufprall mit angespannter Muskulatur zeigt Perspektiven auf, die deutlich über die Möglichkeiten von Dummies in Hardware oder Simulation hinausgehen.


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    Title :

    Realitätsnahe Simulationsmodelle für Airbag und Mensch - Neue Möglichkeiten und Grenzen der FE Simulation


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    22 Seiten, 17 Bilder, 11 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Realitatsnahe Simulationsmodelle fur Airbag und Mensch - Neue Moglichkeiten und Grenzen der FE Simulation

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