Airbag und Gasgenerator Simulation

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Out of Position

Ein sehr interessantes Thema beim Airbag ist das Problem, dass Fahrzeug Insassen sich nicht in der optimalen Position bei einem Crash befinden. So sind die Fahrzeughersteller stark daran interessiert, das System so einzustellen, dass ein optimaler Schutz des Insassen in den meisten Fällen über geregelte Systeme gewährleistet ist.

Grundsätzlich gilt immer, dass für die optimale Position ein richtig eingestellter Sitz bei leicht angewinkelten Armen Vorraussetzung ist. Selbstverständlich sollte man sich im Sitz auch vollständig nach hinten setzen und generell anschnallen. In einigen Fällen ist natürlich niemandem mehr zu helfen, wenn z.B. der Beifahrer die Füße auf die Instrumententafel legt oder auf die Airbag-Abdeckung seinen Magnet-Christopherus Glücksbringer anheftet (ist ja so schön viel Metall drunter). Hier dürfte jeder Unfall der letzte gewesen sein.

In der Entwicklung von Airbag Systemen müssen viele Fälle abgetestet werden, so z.B. die sehr kleine Frau (5% Frau), die aufgrund ihrer Größe den Sitz weit vorgerückt hat, der 200 kg Mann oder der nicht angeschnallte US-Bürger (natürlich auch die Kombinationen). Alle möglichen Crash-Situationen können niemals über Versuche allein abgetestet werden. Aus diesem Grund kommt der numerischen Simulation immer größere Bedeutung zu, was nicht zuletzt an der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Modellierungsverfahren und der zur Verfügung stehenden Computerhardware liegt.

Die Simulation der mechanischen Fahrzeugstruktur im Crashfall ist bereits in der Fahrzeugentwicklung nicht mehr wegzudenken, genauso wenig wie numerische Untersuchungen bei der Auslegung von Rückhaltesystemen (also Airbags, Gutstraffer usw.). In der Airbag Simulation steckt jedoch noch einiges an Potential und zu diesem Thema finden sich bereits einige Veröffentlichungen im Netz, so unter anderem mehrere Arbeiten zur Airbag Entfaltungs-Kinematik:

1. Rieger, Doris, "A Benchmark Study of the Gas Flow Module", 9th International Madymo User Conference, Como, Italy, October 2002.
2. Rieger, Doris, "Capability of Simplified Folded Airbag Models in Gasflow Simulations", 9th European Madymo User Conference, Brussels, Belgium, October 2003.
3. Rieger, Doris, "Consideration of Shock Waves in Airbag Deployment Simulations", 10th International Madymo User Conference, Amsterdam (NL), October 2004.
4. B. Beesten (VW), A. Hirth (DaimlerChrysler), R. Reilink (VW), R. Remensperger (Porsche), D. Rieger (BMW), G. Seer (Audi), "OOP-Simulation - A Tool to Design Airbags", 7th International Symposium and Exhibition on Sophisticated Car Occupant Safety Systems, Airbag2004, Karlsruhe (D), December 2004.
5. Rieger, Doris, "Numerische Modellierung des Aufblasvorgangs eines Airbags und der thermo-chemischen Prozesse im Gasgenerator" Dissertation, Technische Universität München, Fakultät für Maschinenwesen, Januar 2006.

Weitere Veröffentlichungen:

Autor	Titel	Ort	Datum
Torsten Gärtner / Cem Sakaryali	"Aufreißsimulationen mit komplex gefalteten Airbags"	Internationale FEM-Technologietage Friedrichshafen	Sept. 2000
Yiqin Mao	"Auswirkungen unterschiedlicher Gewebefaltungen auf das Gefährdungspotential von Airbags"	TU-Berlin	Dez. 2000
Jörg Hoffmann, Michael Freisinger, Roland Schmehl, Mervyn Lewis	CFD Analyses of the flow from an airbag inflator module	International Pyrotechnic Automotive Safety Symposium - IPASS 2007 *	2007
André Christ, Dr. Jörg Büttner	Detailed Passenger Airbag Modelling for Early Stage Events	11 . LS - DYNA Forum, Ulm, 2012	2012

laufende Projekte:

Die TU-München arbeitet zur Zeit (Start 2006) mit Audi an dem Projekt "Thermochemische Modellierung der Vorgänge in pyrotechnischen Airbag-Gasgeneratoren unter Berücksichtigung komplexer, geometrischer Randbedingungen"

Schöne Videos über Airbag- und Crash-Simulationen finden sich auf der Homepage von TNO Automotive (gerechnet mit der MADYMO Simulationssoftware).

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