FWF-OccupantLoads_13 - Modelling of Human Body Parts for Analysis of Occupant Loads in Traffic Accidents

  • Gutsche, Andreas Johann, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Tomasch, Ernst (Projektleiter (Principal Investigator))

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Im gegenständlichen Projekt erfolgt die Modellierung von menschlichen Körperstrukturen, insbesondere der Kopf- und Nackenregion, auf welchen bei Fahrzeugkollisionen Bewegungen und Kräfte einwirken. Die wichtigsten Projektziele betreffen die Messungen von biomechanischen Eigenschaften von Weichteilen (Bänder, Sehnen, etc.) im Halsbereich; Entwicklung und Umsetzung eines Finiten Elementen (FE) Modells der Hals-Kopfregion; Durchführung von Schlittentests zur Validierung des FE-Hals-Modells; Integration des FE-Hals-Modells in ein bestehendes Starr-Körper-Dynamik-Modell des menschlichen Körpers.
In einem ersten Schritt werden Zugversuche mit Weichteilen des Halses durchgeführt. Das Hauptziel dieser Tests ist die Bestimmung von biomechanischen Materialeigenschaften auf Grund von Spannungs-Dehnungs-Kurven wie beispielsweise nichtlineare Kennlinien, Elastizitätsmodul, Streckgrenze und viskoelastischen Eigenschaften von Weichteilen, etc. Außerdem wird die Auswirkung von Belastungsgeschwindigkeiten und das Alter der Spender auf das biomechanische Verhalten der Weichteile analysiert. Die Tests werden auf einem eigens dafür gebauten Prüfstand und unter physiologischen Bedingungen durchgeführt. Durch eine Probenmatrix unterschiedlicher Parameter (Alter, Größe, Gewicht, etc.) soll eine statistische Auswertung der Ergebnisse ermöglicht werden.
Die ermittelten biomechanischen Eigenschaften der Proben werden in ein FE-Modell des Halses implementiert. Das Hals-Modell, welches den oberen Brustkorb und Kopf umfasst wird so aufgebaut, dass eine Skalierung der biomechanischen Materialeigenschaften an spezifische Parameter wie der Körper-Konstitution, Alter und Geschlecht möglich ist.
Für die weitere Validierung des FE-Hals-Modells werden Schlittentests zur kinematischen Analyse des Halses durchgeführt. Dabei werden auf Grund von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen Bewegungsabläufe des Halses und Kopfes analysiert. Es werden unterschiedliche Belastungssituationen getestet, welche Frontal- bzw. Heckkollisionen entsprechen.
Nachdem das FE-Hals-Modell validiert wurde, wird dieses mit einem bestehenden Starr-Körper-Dynamik-Modell gekoppelt, um die Qualität zu Aussagen hinsichtlich des dynamischen Verhaltens eines Fahrzeuginsassen unter Kollisionsbedingungen zu verbessern.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/10/1330/09/16