Beschreibung
P 717 – Schutz von Fahrzeuginsassen durch verbesserte Wirkung von Stahlschutzplanken
Ziel des Forschungsprojekts ist es, das Schutzniveau von Fahrzeuginsassen bei einem Unfallgeschehen zwischen Fahrzeug und Schutzeinrichtung an Straßen zu verbessern. Durch die disziplinübergreifende Zusammenarbeit der Fahrzeugtechnik (ika) mit dem Stahlbau (Stb) kann für Fahrzeug und Schutzeinrichtung untersucht werden, wie die bei einem Pkw-Anprall auftretende Fahrzeugbeschleunigungen mit dem zu erwartenden Verletzungsrisiko der Insassen in Zusammenhang stehen. Durch eine geeignete Konstruktionsgestaltung, können dann die als Unfallfolge auftretenden Verletzungen reduziert werden. Die Bewertung der derzeitigen für die Anprallheftigkeit nach EN 1317 verwendeten Einstufungskriterien steht im Mittelpunkt der Arbeiten des Forschungsprojekts. Während es für das in der Fahrzeugindustrie verwendete Kriterium HIC (Bewertung der Beschleunigungen am (Dummy-)Kopf) bereits Korrelationsuntersuchungen bzgl. der Verletzungsschwere gibt, sind vergleichbare Untersuchungen für die wesentliche in EN 1317 verwendete Kenngröße ASI (Bewertung der Beschleunigungen am Fahrzeugschwerpunkt) nicht bekannt. Daher werden hier sowohl Simulationen als auch Schlittenversuche mit verschiedenen Dummy-Modellen (US-SID und Hybrid II) mit und ohne Fahrzeugkarosserie durchgeführt. Für die Simulationen werden ein Mehrkörperdynamik-Programm sowie ein Finite-Elemente-Programm eingesetzt. Zur Verbesserung der Prognosequalität, werden diese um eine präzisere Darstellung der Fahrzeug-Fahrbahn-Interaktion und um die Implementierung eines Insassen Dummies einschließlich Gurtsystem erweitert. Im Vergleich zu realen Anprallprüfungen ist die gute Reproduzierbarkeit sowohl der Simulationsergebnisse als auch der Schlittenversuche entscheidend.
Die experimentellen Untersuchungen im Schlittenversuch zeigen zwischen dem ASI und dem HIC einen polynomen (bzw. exponentiellen) Zusammenhang mit hohem Bestimmtheitsmaß. Signifikant ist, dass alle Schlittenversuche mit Konfiguration für ein starres Rückhaltesystem zu einem Bruch der Seitenscheibe durch den Dummykopf führen. Die Ergebnisse der Versuche als auch der Simulationen belegen insgesamt die deutlich höhere Insassenbelastung bei Fahrzeuganprall an vergleichsweise starre Rückhaltesysteme im Vergleich zu den eher nachgiebigen Rückhaltesystemen aus Stahl.
Die Simulationen liefern außerdem wertvolle Vorarbeiten zur Verstärkung des bisher standardmäßig eingesetzten Fahrzeug-Rückhaltesystems „Einfache Distanzschutzplanke mit 2,0 Meter Pfostenabstand (EDSP 2.0)“ für den Einsatzbereich bei geforderter Aufhaltestufe H2 nach EN 1317. In weiteren Anprallsimulationen, begleitet von Fallturmversuchen, kann zudem aufgezeigt werden, dass durch den Einsatz von höherfestem Stahl die Ressourceneffizienz und damit die Nachhaltigkeit bei Stahlschutzplanken gesteigert werden kann.
Das IGF-Vorhaben 14823 N der FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, wurde am Lehrstuhl und Institut für Stahlbau und Leichtmetallbau, RWTH Aachen sowie dem Institut für Kraftfahrzeuge Aachen, RWTH Aachen durchgeführt und über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Autoren:
M. Feldmann, C. Kammel, F. Möller, A. Geßler, D. Neuenhaus, H. Wallentowitz, S. Kurtenbach
Veröffentlichung:
2011
