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FATFachartikel

Die positiven Erfahrungen bei der Entwicklung eines qualitativ hochwertigen Dummys innerhalb der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) haben fünf deutsche Automobilhersteller, organisiert im PDB, sowie verschiedene Softwareanbieter, inklusive ESI, veranlasst, bei der Entwicklung eines "WorldSID 50th" Finite Element (FE)-Modells zusammenzuarbeiten. Dabei handelt es sich um einen neuen, weltweit anerkannten, Dummy mit einer verbesserten Biofidelity (Darstellung des menschlichen Belastungsverhaltens), mit dem sich das Verletzungsrisiko von Fahrzeugpassagieren bei einem Seitenaufprall bewerten lässt.



Da globale Märkte international gültige Regeln und Standards erfordern, sind entsprechend harmonisierte Sicherheitsbestimmungen unabdingbar. Die 2002 als Gemeinschaftsunternehmen von Audi, Mercedes, Porsche, BMW und Volkswagen im Bereich der Crashtest-Dummy-Technologie, Biomechanik und Simulation gegründete PDB (Partnership for Dummy Technology and Biomechanics) engagiert sich in nationalen und internationalen Gremien, um die weltweiten Bemühungen hinsichtlich einer solchen Harmonisierung zu unterstützen. Das Hauptziel des WorldSID 50th FE-Modells, das einen durchschnittlich großen Erwachsenen simuliert, ist es, die Simulationsmodelle EuroSID-2 und US DOT SID zu ersetzen.

Dummys von entscheidender Bedeutung

Die Forderung nach einem validierten und qualitativ hochwertigen FE-Modell wie dem WorldSID 50th ergibt sich auch aus der permanenten Notwendigkeit der Kostenreduzierung und Zeiteinsparung seitens der Fahrzeughersteller. Tatsächlich sind Dummy-Modelle für Fahrzeughersteller von entscheidender Bedeutung, da sie die Bewertungsgrundlage für die Gesamtqualität eines Fahrzeugs darstellen. Physische Dummys sind jedoch teuer und meistens dauert die Durchführung eines einzelnen Crashtest 6 bis 7 h. Im Gegensatz dazu ermöglicht ein virtuelles Dummy-Modell die Durchführung dutzender virtueller Crashtests pro Tag.

Das WorldSID 50th FE-Modell basiert auf der aktuellen Version des physischen Dummys, dessen FE-Netz unter Anwendung der CAD-Daten der ISO 15830 aus dem Jahr 2005 entwickelt wurde. Die Entwicklung des Modells basiert vor allem auf durch die PDB kommunizierte Kundenanforderungen. Validierungstests haben ein breites Spektrum in Fahrzeugumgebungen erwarteter Lastbedingungen abgedeckt. Der Validierungsprozess ging dabei deutlich über die Zertifizierung oder die Prüfung von Einzelkomponenten hinaus. Der vollständige Dummy wurde anhand verschiedener Hindernis-Schlittenversuche validiert, die das Verhalten im Fahrzeuginneren demonstrierten. Durch die Prüfung und Verbesserung der Versuchseinrichtungen und der entsprechenden virtuellen Modelle hilft die PDB den Herstellern, ihre hohen Qualitätsstandards im Bereich Fahrzeugsicherheit zuverlässig zu erfüllen.

Automobilist im Frühstadium an Entwicklung beteiligt

„Während des Projekts war die Zusammenarbeit zwischen Audi und ESI hervorragend“, so Björn Hohage, Passagiersimulation, Seitenaufprall, Audi AG. „Ich hatte die Möglichkeit, zu einem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess die letzten Verbesserungen des Modells zu testen und den ESI-Produktentwicklern Feedback hinsichtlich möglicher Verbesserungen zu geben. Dieses neue Dummymodell ist nun für den Einsatz auf industriellem Niveau bereit.“

ESI hat zuerst zur Verbesserung der Simulationsmodells beigetragen, um die Einführung der ersten offiziellen Industrieversion des WorldSID 50th FE-Modells zu ermöglichen. Bereits die erste Forschungs- und Entwicklungsversion (V1.5) erzielte in allen untersuchten Lastfällen in mehr als 200 Tests gute Ergebnisse. Die neue industrielle Version (V2.0) profitiert nochmals von einer Reihe von Verbesserungen, einschließlich neuer Funktionen und Merkmale der Lösung für Unfall- und Sicherheitssimulation (Virtual Performance Solution Version 2010), Feinanpassung der Neoprenhaut des Dummys, neuer Materialeigenschaften im unteren Beinbereich und den Schuhen sowie erweiterten Reibungsparametern für Knie- und Knöchelgelenke. In einem umfassenden Benutzerhandbuch werden ebenfalls die Beziehungen zwischen Simulation und Testergebnissen dargestellt.

Weitere Arbeiten auf dem Gebiet der Dummy-Entwicklung sind im Gange. „Wir sind besonders stolz auf unser WorldSID 50th FE-Modell. Das Modell stimmt schon sehr gut mit dem gesamten Paket aus Einzelteil-, Kalibrierungs- und Barriere-Tests überein. Dies ist das Ergebnis einer Arbeit, bei der jedes Detail sehr genau modelliert wurde“, so Dr. Charles Thibaud, Technischer Leiter bei ESI GmbH.


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