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Eine neuartige Stoßberechnungsmethode für Pkw‐Kollisionen basierend auf Energy Equivalent Speed (EES)-Modellen

 
: Breitlauch, Pascal
: Klug, Corina; Erbsmehl, Christian T.

Graz, 2020, VIII, 91 S.
Graz, TU, Master Thesis, 2020
Deutsch
Master Thesis
Fraunhofer IVI ()
Verkehrssicherheit; Unfallforschung; Unfallsimulation; Energy Equivalent Speed Modell; Stoßberechnung

Abstract
Motivation: Die Verkehrsunfallforschung verfolgt das vorrangige Ziel, die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Dabei ist die Berechnung und Simulation einer Kollision ein wichtiges Forschungswerkzeug. Für die Simulation von Kollisionen existieren bereits verschiedene Methoden. Diese können bisher entweder in kurzer Zeit wenige und ungenaue Ergebnisse liefern, oder bei hoher Rechenzeit viele und genaue Ergebnisse ausgeben. In dieser Arbeit wird daher eine neuartige Stoßberechnungsmethode entwickelt, welche auf den neuartigen Energy Equivalent Speed (EES)‐Modellen nach Erbsmehl basiert, detaillierte Ergebnisse ausgibt und dabei trotzdem wenig Rechenzeit benötigt.
Methode: In einem ersten Schritt wurde ein expliziter, iterativer Ansatz zur Berechnung der plastischen Kompression eines EES‐Modells entwickelt. Darauf aufbauend wurde der Ansatz auf einen zweidimensionalen, geraden, zentrischen Stoß und einen zweidimensionalen, schrägen, exzentrischen Stoß eines EES‐Modells gegen eine starre, undeformierbare Barriere übertragen. Nachfolgend wurde die Methode für ein dreidimensionales EES‐Modell eines Pkw weiterentwickelt. Dabei wurde zuerst der Stoß eines Pkw gegen eine starre, undeformierbare Barriere betrachtet, um die Methode zuletzt auch auf Pkw‐Pkw‐Kollisionen zu übertragen. Die entwickelte Stoßberechnungsmethode wurde in C++ implementiert und zur einfacheren Benutzung mit einer grafischen Nutzeroberfläche ergänzt. Das entwickelte Programm wird impactEES (iEES) genannt. Crashtests eines Pkw gegen eine starre, undeformierbare Barriere und Finite‐Elemente Simulationen von Pkw‐Pkw‐Kollisionen wurden in iEES nachgestellt und mit den Referenzdaten verglichen, um den Ansatz zu validieren.

 

Motivation: The primary aim of traffic accident research is to increase traffic safety.Therefore, the calculation and simulation of a collision is an important research tool. There already are a number of established methods for simulating collisions. As of yet, these methods are either capable of producing a low number of inaccurate results in a short time span, or they produce accurate and detailed results with the setback of taking a great amount of computing time. This thesis, therefore, has developed a new impact calculation method based on the novel Energy Equivalent Speed (EES) model according to Erbsmehl. The method produces detailed results while requiring low computing times in the process.
Method: The first step was to develop an explicit, iterative approach to calculating the three-dimensional compression of EES models. Based on this, the approach was transferred onto a two-dimensional straight center impact and a two‐dimensional slanted eccentric impact of an EES model against a rigid, non‐deformable barrier. Afterwards, the method was improved for application to three-dimensional EES models of passenger cars. In the process, the impact of a passenger car against a rigid, non‐deformable obstacle was studied first in order to finally transfer the method to passenger cars colliding with each other. The newly developed impact calculation method was implemented with the help of C++ including a graphical user interface to simplify the use. The developed program is called impactEES (iEES). Afterwards, crash tests of a passenger car colliding with a rigid, non‐deformable barrier, as well as Finite‐Element simulations of two passenger cars colliding with each other, were simulated in iEES and compared with the reference data.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-621859.html