Diese Veröffentlichung befasst sich mit der alternativen Beschreibung und Modellierung der Übertragungseigenschaften von komplexen Strukturelementen am Beispiel von Fahrzeugkarossen zur Vorhersage der Ausbreitung eines transienten Körperschallimpulses. Es wird gezeigt, dass es auf Grundlage eines linearen Modells nach Mason möglich ist, die Ausbreitung eines akusto-mechanischen Impulses einschließlich der Dispersionseffekte und Mehrfachreflexionen auf einer Festkörperstruktur im Rahmen der geforderten Genauigkeit abzuschätzen. Das lineare Modell bildet den Signalverlauf in Abhängigkeit von Dispersionseffekten und Mehrfachreflexionen alternativ zu einer aufwendigen FEM-Simulation mit ausreichender Genauigkeit ab. Die Güte des Signals und das Zeitfenster sind durch den Grad der Modellierung, d.h. der Definition der mechanischen Ausbreitungswege, festgelegt. Die lineare Beschreibung stellt ein recheneffizientes Verfahren zur Abschätzung eines Körperschallimpulses in größeren Strukturen dar und liefert einen wertvollen Beitrag bei der Entwicklung der körperschallbasierten Crasherkennung als einen neuen Standard des Insassenschutzes. Ausblickend lassen sich durch die zusätzliche Information der Ausbreitungseigenschaften der Karosse zwischen Aufprallort und Sensor durch Analyse des Körperschallsignals Art, Schwere und Ort des Aufpralls, d.h. verschiedene Crash-Situationen, unterscheiden, wodurch die Rückhaltesysteme besser adaptiert werden können. Die Anforderung bei der Erstellung des jeweiligen Modells für eine Automobilkarosse ist hierbei die Unbestimmtheit der Ausbreitungswege im Zeitfenster von 30 ms. Setzt man die Geschwindigkeiten einer Biegewelle in metallischen Konstruktionselementen in Relation zur typischen Dimension eines Fahrzeugs, ist ersichtlich, dass innerhalb des Detektionsfensters der Sicherheitssensorik die Karosserie mehrfach vom Körperschallsignal durchlaufen wird. Entsprechend treten multiple Reflexionen auf, die sich dem direkten Signal überlagern und ein Verschleifen verursachen. Zur Reduktion der Komplexität ist es Aufgabe des Modells, die wesentlichen Ausbreitungswege nachzubilden und die Änderung der relevanten Signalparameter bei Ausbreitung im Fahrzeug vorherzusagen.
Modellierung der Körperschallausbreitung im Fahrzeug
Tagung Technische Diagnostik, 9 ; 19/1-19/9
2010
9 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 10 Quellen
(nicht paginiert)
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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