DIN CEN TR 16303-1-2012 Road restraint systems - Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system - Part 1 Common reference information and .pdf

1、April 2012 Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.200; 93.080.30Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschie

2、dene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$s8D“1802133www.din.deDDIN CEN/TR 16303-1Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen anFahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 1: Allgemeine In

3、formationen und Dokumentation;Deutsche Fassung CEN/TR 16303-1:2012Road restraint systems Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system Part 1: Common reference information and reporting;German version CEN/TR 16303-1:2012Dispositifs de retenue routiers Recom

4、mandations pour la simulation numrique dessai de choc sur des dispositifs deretenue des vhicules Partie 1: Information de rfrence commune et documentation;Version allemande CEN/TR 16303-1:2012Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDI

5、N SPEC 91103-1DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16303-1:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 226 Straenausstattung“, dessen Sekretariat von AFNOR (Frankreich) gehalten wird, erarbeitet. Der fr die deutsche Mitarbeit zustndige Arbeitsauss

6、chuss im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. ist der als Spiegelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss NA 005-10-21 AA Passive Schutzeinrichtungen“ im Normenausschuss Bauwesen (NABau). TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 16303-1 Januar 2012 ICS 13.200; 93.080.30 Deutsch

7、e Fassung Rckhaltesysteme an Straen - Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme - Teil 1: Allgemeine Informationen und Dokumentation Road restraint systems - Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system - Part 1: C

8、ommon reference information and reporting Dispositifs de retenue routiers - Recommandations pour la simulation numrique dessai de choc sur des dispositifs de retenue des vhicules - Partie 1: Information de rfrence commune et documentation Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 7. November 2

9、011 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Nor

10、wegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2012 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form un

11、d in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TR 16303-1:2012 D E U ROP I S C H E SKOM I T E EF RNOR M U NGEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION CO M I T E U RO P E N DE N O R M A L I S AT I ONCEN/TR 16303-1:2012 (D) 2 Inhalt Seite Einleitung .4

12、1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen 4 3 Abkrzungen 5 4 Begriffe .5 5 Gliederung der Richtlinien 5 6 Allgemeine berlegungen zu Techniken der Modellbildung 6 7 Anwendung und Ziele der Richtlinien .6 Literaturhinweise 8 DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 3

13、 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16303-1:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 226 Straenausstattung“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht da

14、fr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument besteht aus einem Dokument, das in fnf Teile untergliedert ist, mit dem bergreifenden Titel: Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 1: Allgemeine Infor

15、mationen und Dokumentation Teil 2: Fahrzeugmodellierung und berprfung Teil 3: Modellierung des Prfgegenstands und berprfung Teil 4: Validierungsverfahren Teil 5: Qualifizierung von Anwendern1)1)In Vorbereitung DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 4 Einleitung Um die

16、Sicherheit von Straen zu verbessern und aufrechtzuerhalten, erfordert die bautechnische Ausfhrung sicherer Straen an bestimmten Straenabschnitten und Orten den Aufbau von Rckhaltesystemen. Der Zweck dieser Rckhaltesysteme einer bestimmten Leistungsklasse ist das Aufhalten von der Fahrbahn abkommende

17、r Fahrzeuge und Fugnger oder andere Straenbenutzer absichern zu knnen. EN 1317 legt Prfverfahren und Abnahmekriterien fr die Anprallprfung fest, die eingehalten werden ms-sen, um die bereinstimmung mit den wesentlichen Anforderungen an die CE-Kennzeichnung nachzuweisen. In einigen Fllen knnen im Rah

18、men des CE-Kennzeichnungsverfahrens Computersimulationen zustzlich zu Anprallprfungen verwendet werden. Deswegen ist es notwendig, eine Verfahrensweise zu entwickeln, um das durch Computersimulationen erhaltene Ergebnis nachzuweisen und zu validieren und die Zuverlssigkeit der Simulation selbst sich

19、erzustellen. Auerdem knnen Computersimulationen Untersttzung bei realen Unfallsituationen leisten, die nicht in EN 1317 beschrieben sind. 1 Anwendungsbereich Das Hauptaugenmerk dieses Technischen Berichts gilt der Entwicklung der Genauigkeit, der Glaubhaftigkeit und des Vertrauens in die Ergebnisse

20、der Simulation von Anprallprfungen an Sicherheitseinrichtungen durch Festlegungen der Validierung und berprfung zur Sicherung an Straen. Dieser Teil enthlt eine allgemeine Einfhrung und beschreibt die Gliederung dieses Dokuments. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die

21、 Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 1317-1, Rckhaltesysteme an Straen Teil 1: Terminologie und allgemei

22、ne Kriterien fr Prfverfahren EN 1317-2, Rckhaltesysteme an Straen Teil 2: Leistungsklassen, Abnahmekriterien fr Anprallprfungen und Prfverfahren fr Schutzeinrichtungen und Fahrzeugbrstungen EN 1317-3, Rckhaltesysteme an Straen Teil 3: Leistungsklassen, Abnahmekriterien fr Anprallprfungen und Prfverf

23、ahren fr Anpralldmpfer ENV 1317-4, Rckhaltesysteme an Straen Teil 4: Leistungsklassen, Abnahmekriterien fr Anprallprfun-gen und Prfverfahren fr Anfangs-, End- und bergangskonstruktionen von Schutzeinrichtungen EN 1317-5, Rckhaltesysteme an Straen Teil 5: Anforderungen an die Produkte, Konformittsver

24、fahren und -bescheinigung fr Fahrzeugrckhaltesysteme prEN 1317-8, Rckhaltesysteme an Straen Teil 8: Rckhaltesysteme fr Motorrder, die die Anprallheftig-keit an Schutzplanken reduzieren CEN/TR 16303-2:2012, Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen an Fahrzeug-Rckhalte-systeme Teil 2: F

25、ahrzeugmodellierung und berprfung CEN/TR 16303-3:2012, Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulationen von Anprall-prfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 3: Modellierung des Prfgegenstands und berprfung CEN/TR 16303-4:2012, Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulation

26、en von Anprall-prfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 4: Validierungsverfahren DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 5 3 Abkrzungen ASI: Index fr die Schwere der Beschleunigung (en: Acceleration Severity Index) CM/E: Computergesttzte Mechanik, Europa (en: Computati

27、onal Mechanics Europe) COG: Masseschwerpunkt (en: Centre of gravity) DD: Dynamische Durchbiegung des VRS (en: Dynamical Deflection) FE: Finite Elemente (en: Finite Element) HGV: Lastkraftwagen, einschlielich Sattelzug (en: Heavy Goods Vehicle) MB: Mehrkrper (en: Multi-body) PIRT Rangliste der Bedeut

28、ung von Einflussgren (en: Phenomena Importance Ranking Table) THIV: Theoretische Anprallgeschwindigkeit des Kopfs (en: Theoretical Head Impact Velocity) VRS: Fahrzeugrckhaltesystem (en: Vehicle Restraint System) 4 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 4.1 Modell m

29、athematisches Modell des VRS und der Fahrzeuge 4.2 Simulation mit computergesttzter Mechanik durchgefhrte Simulation 4.3 Prfung voll mastbliche Anprallprfung, die nach den Spezifikationen der entsprechenden Teile von EN 1317 durch eine Prfstelle durchgefhrt wird 4.4 Prfgegenstand zu beurteilendes Pr

30、odukt unter Anwendung von Simulation 4.5 validiertes Modell Modell des VRS, das die Abnahmekriterien erfllt 4.6 Validierungssimulation Zur Validierung eines Modells durchgefhrte Simulation. Die Abweichungen zwischen den bei der Simulation erhaltenen Ergebnissen und der voll mastblichen Prfung mssen

31、innerhalb der in CEN/TR 16303-4 festgelegten Abnahmekriterien liegen. 5 Gliederung der Richtlinien Diese Richtlinie enthlt Spezifikationen und Anforderungen zur Anwendung von Computersimulationen fr die Anprallsimulationen von Fahrzeugrckhaltesystemen nach EN 1317 und fr andere nationale Anwendungs-

32、gebiete. DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 6 Die Richtlinie besteht aus den folgenden Teilen: Teil 1: Allgemeine Informationen und Berichte; Teil 2: Kraftfahrzeugmuster und berprfung; Teil 3: Prfgegenstandmuster und berprfung; Teil 4: Validationsverfahren; Teil 5:

33、 Analyst-Qualifizierung. Diese Gliederung erfolgte, um die allgemeinen Verfahrensweisen der computergesttzten Mechanik fr Anpralluntersuchungen zu befolgen. Die Modelle der in diesem Bereich verwendeten Fahrzeuge sind im Allgemeinen begrenzt und fr sehr viele Fahrzeugklassen reprsentativ. Nach der b

34、erprfung knnen sie mit einem ausreichend hohen Zuverlssig-keitsgrad fr verschiedene Anwendungen verwendet werden; eine informative bersicht einschlielich Validierungsprfungen zur Entwicklung eines Fahrzeugs fr die Untersuchung von Anprallprfungen an Rck-haltesystemen an Straen ist in CEN/TR 16303-2

35、angegeben, zustzlich ist ein PIRT-Dokument (Rangliste der Bedeutung von Einflussgren), das die Leistungsfhigkeit der Hauptbauteilgruppen von Fahrzeugen dokumentiert, in CEN/TR 16303-2:2012, Anhang D und Anhang E, angegeben. Die Richtlinien fr die Modellbildung des Fahrzeugrckhaltesystems werden in C

36、EN/TR 16303-3 und dem informativen Anhang beschrieben. Es ist wichtig, die Fhigkeiten dieses Systems zu dokumentieren, um zu beurteilen, was mit dem Modell vernnftigerweise vorhergesagt werden kann. Deshalb ist ein PIRT-Dokument (Rangliste der Bedeutung von Einflussgren), hnlich dem fr Fahrzeuge ver

37、wendeten, erforderlich, und weitere Anforderungen sind in CEN/TR 16303-3:2012, Anhang C, angegeben. Sobald das Modell einschlielich Fahrzeug und VRS vollstndig entwickelt wurde, ist die durchgefhrte Computersimulation zu validieren. Das ist der Schwerpunkt der Validierungsverfahren in CEN/TR 16303-4

38、. 6 Allgemeine berlegungen zu Techniken der Modellbildung Zur Simulation des Anprallablaufs knnen die Methode der Finiten-Elemente und die Methode der Krper (oder Mehrkrper-) -dynamik verwendet werden. Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen und verschie-dener technischer Anstze bei der Modellbildu

39、ng ist fr beide Verfahren eine besondere Fachkenntnis bei der Anwendung der Software erforderlich. Diese Richtlinien gelten in jedem Fall fr die Anwendung mit Software, wo Hintergrundwissen und Erfahrung wohlbekannt sind. Die Software sollte die Werkzeuge Mittel zur Verfgung stellen knnen, die der A

40、nwender bentigt, um die voll mastbliche Prfung richtig nachzuvollziehen und um bestndige geeignete Ergebnisse zu erzielen. 7 Anwendung und Ziele der Richtlinien Wegen Komplexitt und Ausma des Themas bentigte die CME-Gruppe viele Jahre, um zunchst die Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallpr

41、fungen an Fahrzeugrckhaltesysteme zu verfassen. Verschiedene Anstze wurden bewertet und viele berlegungen und Prfungen durchgefhrt, um die geeignete Fachkenntnis zum Verfassen dieser Richtlinie zu erlangen. Der Zweck liegt darin, die Zuverlssigkeit und die richtige technische Anwendung von computerg

42、esttzter Mechanik sicherzustellen, deshalb muss jede Computersimulation verifiziert und validiert werden. Es ist notwendig, das Festlegungsverfahren zu ermitteln, dass ein computeranimiertes Modell exakt das zugrundeliegende mathematische Modell sowie dessen Lsung darstellt und den Grad festlegt, bi

43、s zu dem ein Modell ausgehend von der vorgesehenen Verwendung eine genaue Darstellung der Realitt ist. DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 7 Dieses Verfahren umfasst die Gegenberstellung der zur Simulation verwendeten diskreten numerischen Anstze mit bekannten mathe

44、matischen Zusammenhngen und/oder der Realitt oder Versuchen. Der Begriff Validierung, wie er in diesem Dokument verwendet wird, umfasst das Verfahren zur Festlegung des Grades, bis zu dem ein Computermodell eine genaue Darstellung einer Anprallprfung in der Realitt ist, ausgehend von der Genauigkeit

45、 der Darstellung beim Nachvollziehen der in EN 1317 angegebenen Abnahmekriterien fr die Anprallprfung, der Leistungsfhigkeit der Schutzeinrichtung und des Fahrzeug-verhaltens. Die hauptschliche Zielsetzung dieser Richtlinie betrifft schrittweise Verbesserungen des VRS (modifiziertes Produkt). In die

46、sem Fall muss das Modell des ursprnglichen Prfgegenstands anhand der Prfergebnisse validiert werden, bevor es in Anprallsimulationen mit modifizierter Ausfhrung verwendet werden kann. Dadurch soll sichergestellt werden, dass das Modell richtig funktioniert und in der Lage ist, die Prfungen innerhalb

47、 der zulssigen Abweichungen nach CEN/TR 16303-4 nachzubilden. Es ist wichtig, dass Validie-rungssimulationen eindeutig sind und sicherstellen, dass die Charakteristik der Anprallprfungen von den Simulationen erfasst wird. Die Anwendung computergesttzter Mechanik whrend des Genehmigungsverfahrens ein

48、es Prfgegenstands fr den CE-Markt ist in EN 1317 festgelegt und geregelt. Das schliet die Anwendung von computergesttzter Mechanik durch nationale Behrden auf Bereiche, die nicht in EN 1317 behandelt werden, nicht aus. DIN CEN/TR 16303-1 (DIN SPEC 91103-1):2012-04 CEN/TR 16303-1:2012 (D) 8 Literaturhinweise 1 prEN 1317-4, Rckhaltesysteme an Straen Teil 4: Leistungsklassen, Abnahmekriterien fr Anprall-prfungen und Prfverfahren fr bergangskonstruktionen von Schutzeinrichtungen und demontierbare Teile (in Vorbereitung) 2 prCEN/TR 1317-6, Rckhaltesysteme an Strae