Untersuchung von Steifigkeitskriterien im Lastfall Whiplash

Abstract

Auffahrunfälle mit geringer Geschwindigkeit sind häufig Ursache von leichten Verletzungen im Bereich der Halswirbelsäule. Im China NCAP wird die mögliche Verletzungsschwere dieser mit dem NIC charakterisiert. Bei der Untersuchung von vorliegenden Simulationsdaten des VW 313 und des VW 316 kann festgestellt werden, dass die Erhöhung des NIC mit zunehmendem Kopfstützengewicht für den größten Punkteverlust beim China NCAP verantwortlich ist. Durch eine intensive Datenanalyse wird eine Verringerung der maximalen Torsion der Wirbelsäule sowie die maximale Verschiebung des Kopfes und Brustkorbs als Kriterium zur erfolgreichen Minimierung des NICs erkannt. Eine erweiterte Untersuchung durch Modifikation der Simulationen mithilfe von Verformungseinschränkungen und Steifigkeitsänderungen der Lehnenstruktur und Kopfstützen zeigt, dass die Strukturen der beiden Fahrzeuge durch den unterschiedlichen Aufbau auch grundlegend andere Verformungscharakteristiken aufweisen. Durch die Trennung der Simulation in zwei Ersatzlastfälle für die Kopfstütze und die Lehne kann das Verformungsverhalten der Sitzstruktur des VW 316 gut abgebildet werden. Eine Übertragung derselben Versuche auf den VW 313 ist nicht erfolgreich und eine individuelle Anpassung der Simulationen ist notwendig.

Low-speed rear-end collisions frequently cause minor injuries to the cervical spine. In the China NCAP, potential injury severity is characterized by the Neck Injury Criterion (NIC). Analysis of existing simulation data for the VW 313 and VW 316 reveals that with heavier headrests the increased NIC value is primarily responsible for the largest point deduction in the China NCAP. Intensive data analysis identified that reducing the maximum spinal torsion and the maximum displacement of the head and chest are key criteria for successfully minimizing the NIC. Further investigations through modifications of simulations using deformation constraints and stiffness changes in the seatback structure and headrests show that the structures of analyzed cars exhibit fundamentally different deformation characteristics in both vehicles. By splitting the simulation into two equivalent load cases for headrest and seat, the deformation behavior of the seat structure for the VW 316 can be well represented. However, applying the same tests to the VW 313 is unsuccessful, necessitating individual adaptation of the simulations.