CPM zur Airbagmodellierung

Airbags sind eine der wichtigsten Komponenten des Insassenschutzes in Kraftfahrzeugen. Neben den Standardairbags für Fahrer und Beifahrer werden immer speziellere Varianten entwickelt wie z.B. Curtain-Airbags oder Knie-Airbags. Da jeder Airbag für seinen spezifischen Einsatzzweck ausgelegt und optimiert werden muss, ist die numerische Modellierung des Airbagverhaltens mit Entfaltung und Rückhaltewirkung als Bestandteil einer prognosefähigen Simulation des gesamten Rückhaltesystems unerlässlich.

Das Seminar vermittelt die Grundlagen zum Aufbau eines Simulationsmodells für Airbags in LS-DYNA. Ausgehend vom einfachen Uniform-Pressure (UP) Ansatz, dem eine gleichmäßige Druckverteilung in gesamten Kontrollvolumen zu Grunde liegt, wird auf den theoretischen Hintergrund sowie die Implementierung und Anwendung der neueren Korpuskularmethode (CPM) in LS-DYNA eingegangen. Diese Methode basiert auf einem Partikelansatz und ist aufgrund ihrer Genauigkeit und numerischen Effizienz mittlerweile Standard bei sämtlichen Airbagmodellierungen mit LS-DYNA im Bereich der Insassenschutzsimulation. Die Beschreibung des Keywords *AIRBAG_PARTICLE und den damit verbundenen Funktionen zur Definition des Airbagvolumens, der Anzahl der Partikel, Auslassöffnungen, Gaseigenschaften, etc. sowie andere Modellierungsaspekte wie Kontakt- und Materialdefinition, die ebenfalls das Airbagverhalten wie z.B. die Entfaltungskinematik beeinflussen, werden im Seminar eingehend erläutert.

Inhalte

• Einführung in die Thematik
• Grundlagen
• Grundbegriffe der Airbagberechnung
• Uniform-Pressure-Methode
• Wang-Nefske-Ansatz und hybriden Gasgeneratoren
• Möglichkeiten und Grenzen von UP-Entfaltungsberechnungen
• Jetting-Definition für UP-Airbagmodelle
• Ersatzmodelle für Ausströmöffnungen
• Modellaufbau
• Keywords zur Definition von UP und CPM Airbags
• Definition einer Referenzgeometrie
• Möglichkeiten der Materialdefinition (Nichtlinearitäten, Porosität und Validierung)
• Diskussion von Kannentest und Airbagvalidierung
• Vorstellung der Prozesskette zum Modell­aufbau
• Postprozessing der Ergebnisse
• Korpuskularmethode
• Grundlegende theoretische Aspekte
• Anwendung der Methode in LS-DYNA
• Erfolge und Grenzen der Methode
• Beispiele