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Modifikation des TNO Pedestrian Models zur Erhöhung seiner Biofidelität
Maren Finck Zusamenfassung der Diplomarbeit Mit zunehmender Entwicklungserfahrung im Automobilbau sinken die Zahlen der durch Verkehrsunfälle getöteten Personen kontinuierlich. Das ist ganz eindeutig ein Effekt der vor allem auf den Schutz von Insassen hin optimierten Fahrzeugkonzepte. Davon profitieren jedoch keine Verkehrsteilnehmer, die sich außerhalb des Fahrzeuges befinden, wie Fußgänger oder Radfahrer. Um auch das Verletzungsrisiko für diese ungeschützten Verkehrsteilnehmer zu reduzieren, wurde im Jahr 2005 die erste Stufe der Europäischen Richtlinie zum Fußgängerschutz (2003/102/EG) eingeführt. Diese Richtlinie enthält ein Testverfahren, das alle Fahrzeuge, die nach Juli 2005 für den europäischen Markt zugelassen werden sollen, bestehen müssen. Um die Entwicklungskosten der Neufahrzeuge dabei möglichst gering zu halten, wird die Simulation als Werkzeug zur Designoptimierung genutzt. Der Einsatz von Menschmodellen in der Simulation erlaubt es, Verletzungspotentiale sowie Aufprallpositionen und Aufprallgeschwindigkeiten zu ermitteln, bevor die gesetzlich vorgeschriebenen Tests mit Ersatzprüfkörpern am realen Fahrzeug durchgeführt werden. Wenn nun der Einfluss einer fahrzeugseitigen Fußgängerschutzmaßnahme auf die Kinematik des Fußgängers während seiner Kollision mit einem PKW untersucht werden soll, steht es außer Frage, dass das dafür verwendete Fußgängermodell sich auch wie ein realer Fußgänger verhalten sollte. Bei dem im Auftrag des VDA entwickelten Mehrkörper-Fußgängermodells wurde vor allem auf die Entwicklung der Beine viel Aufmerksamkeit verwendet, um die Anprallkinematik an der Fahrzeugfront realistisch abzubilden. Während der Validierung fiel jedoch bei einigen Lastfällen auf, dass das Becken nach dem Aufprall zu früh von der Fronthaube abhebt und sich die Kinematik während des Unfalls in der Simulation deutlich von der eines Menschen unterscheidet. In dieser Arbeit wurde nun untersucht, wie eine anatomisch korrekte Schultermodellierung die Kinematik des Simulationsmodelles verbessern würde. Die Starrkörperstruktur des Fußgängermodells wurde dazu so verändert, dass eine physiologische Gelenkkette resultierte. Dazu wurde das Schlüsselbein in seine natürliche Lage verlegt und die kinematische Kette derart modifiziert, dass das Schlüsselbein nun, wie auch in der Realität, am Brustbein angebunden ist. Des Weiteren wurde ein fehlender Rotationsfreiheitsgrad im Schultergelenk ergänzt und die Bewegungsumfänge wurden der menschlichen Physiologie angepasst. Auf diese Weise wurde eine Schulter modelliert, die ein menschliches Bewegungsverhalten hat. Das neue Modell führt im Vergleich beider Modelle dazu, dass während der Fußgänger-Fahrzeug- Kollision nun eine Kinematik erzeugt wird, die ab dem Zeitpunkt des Hüftaufpralls realistischer die menschliche Kinematik widerspiegelt. Dies wurde durch den Vergleich mit Validationsversuchen bestätigt. < zurück |
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