Karlsruher Institut für Technologie

Veranstaltungskalender

Vortrag

Virtuelle Insassensimulation im Fahrzeugcrash – Von der Dummy-Betrachtung zur Menschmodellierung

Donnerstag, 01. Dezember 2011, 18:30
KIT- Campus Süd, Seminar für Fahrzeugtechnik, Nusselt-Hörsaal, Geb. 10.23
Karl Schweizerhof, Institut für Mechanik, Karlsruher Institut für Technologie Die Anforderungen an die Sicherheit bei Fahrzeugunfällen sind in den letzten 25 Jahren enorm gestiegen. Seit Mitte der 80er Jahre hat die Crashsimulation mit virtuellen Modellen die echten Vollfahrzeugtests mit Insassendummies weitestgehend abgelöst. Diesem Umstand hatte die Einbeziehung der Insassen in die Fragen der Sicherheit ebenfalls Rechnung zu tragen. Anfangs dominierten aus Gründen der Begrenztheit der Rechenmöglichkeiten vorwiegend reine Starrkörpermodelle, die einfach zu handhaben waren. Allerdings waren deren Einsatzbereiche und Möglichkeiten als Folge der inhärenten vereinfachenden Annahmen stark begrenzt. Seit Mitte der 90er Jahre – begünstigt durch die Entwicklungen auf dem Rechner- und Softwaresektor – ging die Entwicklung in Richtung vollständiger Abbildung der klassischen Hardwaredummies mit Finite Elemente (FE) Modellen. Das Ziel war, diese Modelle vielseitig einsetzbar zu machen, sie einfach handhabbar zu gestalten und gleichzeitig für viele Lastfälle ohne große Umbauten nutzbar zu halten. Dabei wurden in der Automobil- und Zuliefererindustrie enorme Anstrengungen unternommen, mit Software- und Consultingfirmen fertige Insassenmodelle zu entwickeln, die eine sehr gute Vorhersagbarkeit des Insassenverhaltens – soweit es mit den Hardwaredummies möglich ist - gestatten. Diese sind dann für den Einsatz sowohl z.B. für die Sitz- und Gurtauslegung, kombiniert mit Airbagauslegung und –gestaltung als auch für den gesamten Innenraum eines Fahrzeugs wie Knie- und Kopfairbags gedacht. Mit dem wachsenden Reifegrad der Dummymodelle kam der Wunsch auf, doch Richtung Menschmodelle weiterzuentwickeln. Die Firma Toyota Motor Corporation, Japan hat hierfür seit 2000 als eines der ersten Modelle die THUMS – Total HUman Model for Safety -Modellfamilie vorgestellt und der Fachöffentlichkeit die Möglichkeit gegeben, diese Modelle selbst weiterzuentwickeln und zu verwenden. Die Menschmodellierung wirft dabei viele neue Fragen auf. Diese reichen von der ethisch hoch problematischen Gewinnung von „Material“-daten für die entsprechenden Körperteile bis hin zur extrem schwierigen Abbildung der Körperteile, Muskeln, Sehnen usw. alleine von der Geometrie und internen Anbindung bis hin zur oftmals unbekannten und noch nicht bewältigten Modellierung des passiv-aktiven Verhaltens von Muskeln und Sehnen. So liegen erste Modelle vor, deren Detailierungsgrad beeindruckend ist und die auch in Fahrzeugsimulationen für erste Untersuchungen einsetzbar sind. Im Vortrag werden nach einem Überblick über die allgemeine Insassensimulation zuerst aktuelle Modelle für Hardwaredummies vorgestellt und es wird auf die Schwierigkeiten bei deren Entwicklung und Validierung eingegangen. Danach werden die zurzeit entwickelten Menschmodelle und deren Validierung sowie erste Einsätze in realen Simulationen vorgeführt. Abschließend wird auf die Akteure bei der Entwicklung der Modelle und vor allem auch auf die Rolle der Wissenschaft in diesem Prozess eingegangen.
Veranstalter
Prof. Dr.-Ing. Karl Schweizerhof
Institut für Mechanik
KIT-Campus Süd
Otto-Ammann-Platz 9, Geb. 10.30
76131 Karlsruhe
E-Mail:karl schweizerhofSdw2∂kit edu
https://www.ifm.kit.edu
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