Fabian Kempter

Validierungsansätze von aktiven Menschmodellen unter Einbeziehung menschlicher Variabilität in Experiment und Simulation


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ISBN:

978-3-8440-9225-7

Series:

Schriften aus dem Institut für Technische und Numerische Mechanik der Universität Stuttgart
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Peter Eberhard
Stuttgart

Volume:

2023,80

Keywords:

Fahrzeugsicherheit; Menschmodellierung; Biomechanik; Simulation

Type of publication:

Thesis

Language:

German

Pages:

140 pages

Figures:

62 figures

Weight:

207 g

Format:

21 x 14,8 cm

Binding:

Paperback

Price:

45,80 € / 57,30 SFr

Published:

September 2023

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Abstract:

Moderne Sicherheitssysteme schützen Fahrzeuginsassen und andere Verkehrsteilnehmer in möglichen Unfallszenarien. Bei ihrer Entwicklung spielen Computersimulationen von standardisierten Crashszenarien eine wesentliche Rolle, um bereits in frühen Entwicklungsstadien virtuell die Schutzwirkung zu optimieren. Die Simulationsmodelle der Fahrzeuginsassen, die meist in diesen hochdynamischen Simulationen eingesetzt werden, bilden nicht den menschlichen Körper direkt ab, sondern sind Modelle von anthropometrischen Testpuppen, welche als mechatronische Testobjekte in experimentellen Crashtests eingesetzt werden. Diese auch als Dummys bezeichneten Modelle abstrahieren die menschliche Anatomie deutlich und sind nur für einen oder wenige spezifische Standard-Crashszenarien einsetzbar. Im Hinblick auf zunehmende Interventionsmöglichkeiten von Fahrzeugen vor einem möglichen Unfall, z.B. durch Notbremsassistenten, einerseits und fahrfremde Tätigkeiten der Insassen während der Fahrt andererseits werden jedoch detailliertere Simulationsmodelle des Menschen erforderlich. Insbesondere die Berücksichtigung der aktiven Eigenschaften der menschlichen Muskulatur gewinnt an Bedeutung, da sie sich auf das Bewegungsverhalten vor einem Unfall und auf Verletzungsrisiken auswirken. Mit der Berücksichtigung des aktiven menschlichen Verhaltens entstehen neue Herausforderungen im Bereich Modellierung, Simulation und Validierung. In dieser Arbeit werden drei Aspekte bei der Berücksichtigung des aktiven menschlichen Verhaltens und deren Variabilität in der Simulation vorgestellt. Neben der experimentellen Untersuchung durch einen konzipierten Fahrsimulatorprüfstand, werden simulative Untersuchungen zur Nachbildung aktiver menschlicher Muskelintervention vorgestellt.