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Detailergebnis zu DOK-Nr. 80135

Virtuelle Anprallprüfungen an Fahrzeug-Rückhaltesystemen mit der Finite-Elemente-Simulation

Autoren	B. Fröhlich H. Schwedhelm J. Kübler M. Balzer-Hebborn X. Yu
Sachgebiete	0.11 Datenverarbeitung 6.5 Leit- und Schutzeinrichtungen

Bremen: Fachverlag NW im Carl Schünemann Verlag, 2023, 111 S., 73 B, 53 T, 20 Q, Anhang (Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), Verkehrstechnik H. V 375). - ISBN 978-3-95606-772-3. - Online-Ressource: verfügbar unter: https://bast.opus.hbz.de

Die Simulation von Anprallversuchen mittels der Methode der Finiten Elemente (Finite-Element-Method/-Analysis, FEM/FEA) ist eine moderne Technologie zur digitalen Abbildung eines Anprallprozesses. Sie kann für die Untersuchung von Fahrzeug-Rückhaltesystemen eingesetzt werden, wodurch eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten eröffnet wird. Mit Ergebnissen aus Simulationsstudien können Forschungsprojekte, in denen mithilfe realer Anprallversuche wissenschaftliche Fragestellungen beantwortet werden, unterstützend erweitert und hinsichtlich ihrer Aussagekraft ergänzt werden. Dem Video eines realen Anprallversuchs mit vorher festgelegten Kamerapositionierungen steht ein hochdetailliertes Modell gegenüber, das zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Anprallverlaufs aus beliebigen Blickwinkeln betrachtet und bis in den Millimeterbereich vergrößert werden kann. Im Falle eines bereits durchgeführten Verifizierungs- und Validierungsprozesses bieten Simulationsstudien erhebliche Kostenvorteile gegenüber den realen Anprallversuchen. Zudem sind auch Situationen denkbar, in denen ein realer Anprallversuch dermaßen aufwendig wäre, dass ohne virtuell durchgeführte Untersuchungen nur relative Abschätzungen möglich wären. Seit 2014 wird im Referat Straßenausstattung der Bundesanstalt für Straßenwesen ein eigener Simulationsserver mit angepasster Rechenleistung für die Durchführung von Berechnungen mit der Methode der finiten Elemente betrieben, und mit dessen Hilfe die in dem Bericht dargestellten Simulationsstudien entstanden sind. Basierend auf Daten von realen Versuchen, die über viele Jahre im Referat durchgeführt wurden, wurden Simulationsmodelle entwickelt, verifiziert und validiert. In dem Bericht werden die in dem Rahmen des Projekts "Anwendung der Simulation" entstandenen Ergebnisse vielfältiger Untersuchungen von Einflussfaktoren bei einem Anprall präsentiert, wie zum Beispiel die Höhe oder Neigung sowie der Kurvenradius einer Schutzeinrichtung und unterschiedliche Beladungsschwerpunkte von Sattelzügen. Auch das Verhalten einer Schutzeinrichtung bei einem Anprall mit einem Fahrzeug einer höheren Aufhaltestufe oder bei einem Anprall von nicht in der Norm EN 1317 berücksichtigten Fahrzeugen konnte mithilfe von Simulationen erfolgreich untersucht werden. Darüber hinaus wird gezeigt, dass anhand von früheren Gutachten übertragene Versuchsergebnisse durch virtuelle Anprallprüfungen bestätigt werden können.