DIN CEN TR 16303-4-2012 Road restraint systems - Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system - Part 4 Validation Procedures German vers.pdf

1、April 2012 Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 11DIN 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 verschi

2、edene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$s8G“1802136www.din.deDDIN CEN/TR 16303-4Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen anFahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 4: Validierungs

3、verfahren;Deutsche Fassung CEN/TR 16303-4:2012Road restraint systems Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system Part 4: Validation Procedures;German version CEN/TR 16303-4:2012Dispositifs de retenue routiers Recommandations pour la simulation numrique de

4、ssai de choc sur des dispositifs deretenue des vhicules Partie 4: Procdures de validation;Version allemande CEN/TR 16303-4:2012Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 18 SeitenDIN SPEC 91103-4DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 2 Nat

5、ionales Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16303-4:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 226 Straenausstattung“, dessen Sekretariat von AFNOR (Frankreich) gehalten wird, erarbeitet. Der fr die deutsche Mitarbeit zustndige Arbeitsausschuss im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. ist der als Spie

6、gelausschuss eingesetzte Arbeitsausschuss NA 005-10-21 AA Passive Schutzeinrichtungen“ im Normenausschuss Bauwesen (NABau). TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 16303-4 Januar 2012 ICS 13.200; 93.080.30 Deutsche Fassung Rckhaltesysteme an Straen - Richtlinien fr Computersimu

7、lationen von Anprallprfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme - Teil 4: Validierungsverfahren Road restraint systems - Guidelines for computational mechanics of crash testing against vehicle restraint system - Part 4: Validation Procedures Dispositifs de retenue routiers - Recommandations pour la simulat

8、ion numrique dessai de choc sur des dispositifs de retenue des vhicules - Partie 4: Procdures de validation Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 7. November 2011 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bu

9、lgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, de

10、r 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 und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TR 16303-4:2012 D E U ROP I S C

11、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 16303-4:2012 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung .4 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen 4 3 Allgemeines 5 4 Validationsverfahren .5 5 Standardbericht und Ausgabe

12、parameter 8 Anhang A Validierungsbericht .10 Literaturhinweise 16 DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 CEN/TR 16303-4:2012 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16303-4:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 226 Straenausstattung“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird.

13、Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument ist Bestandteil eines in fnf Teile untergliederten Dokuments mit

14、 dem bergreifenden Titel: Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfungen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 1: Allgemeine Informationen und Dokumentation Teil 2: Fahrzeugmodellierung und berprfung Teil 3: Modellierung des Prfgegenstands und berprfung Teil 4: Validierungsverfahren Teil 5: Qual

15、ifizierung von Anwendern1)1)In Vorbereitung DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 CEN/TR 16303-4:2012 (D) 4 Einleitung Um die Sicherheit von Straen zu verbessern, kann die bautechnische Ausfhrung von Straen an bestimmten Straenabschnitten und Orten, die von nationalen oder rtlichen Behrden f

16、estgelegt sind, den Aufbau von Rckhaltesystemen erfordern, um von der Fahrbahn abkommende Fahrzeuge von Verkehrsteilnehmern oder anderen Straenbenutzern fernzuhalten. Die Norm EN 1317 legt Prfverfahren und Abnahmekriterien fr die Anprallprfung fest, die eingehalten werden mssen, um die bereinstimmun

17、g mit den grundlegenden Anforderungen an die CE-Kennzeichnung nachzuweisen. In einigen Fllen kann whrend des CE-Kennzeichnungsverfahrens Computersimulation zustzlich zu Anprallprfungen verwendet werden. Deswegen ist es notwendig, eine Verfahrensweise zu entwickeln, um das durch Computersimulation er

18、haltene Ergebnis nachzuweisen und zu validieren und um die Zuverlssigkeit der Simulation selbst sicherzustellen. CEN/TR 16303-2 und CEN/TR 16303-3 sind informative Richtlinien zur Entwicklung eines vollstndigen und leistungsfhigen numerischen Modells eines Fahrzeugs und eines Prfgegenstands, um eine

19、n Anprall richtig zu simulieren. Diese Teile helfen dem Anwender bei der Gestaltung eines zuverlssigen und leistungsfhigen Modells sowohl mit der Methode der Finiten-Elemente (FEM) als auch mit der Methode der Mehrkrper-dynamik (MB, en: multi-body). Die Zielsetzung dieses Dokuments, Validierungsverf

20、ahren“, ist es, das Validierungs- und Verifizierungsver-fahren fr die Anwendung festzulegen, wie in EN 1317 festgelegt und geregelt ist, und es bietet Untersttzung bei der Anwendung von Simulation fr Studien, die sich mit wirklichkeitsgetreuen Installationen befassen. Dieser Teil enthlt Verfahren un

21、d Annahmekriterien fr die Anwendung der Computersimulation beim Genehmigungsverfahren fr Produkte der Schutzeinrichtungen von Straen sowie ein System, das fr jede Simulation angewendet werden kann, um deren Zuverlssigkeit zu zertifizieren. 1 Anwendungsbereich Ziel dieses Teils ist es, Methoden der V

22、alidierung fr die durchgefhrte Simulation von Anprallprfungen zum Nachweis der bereinstimmung mit den wesentlichen Anforderungen fr die CE-Kennzeichnung festzulegen. Die Anwendung von Computersimulationen im Nachweisverfahren fr die CE-Kennzeichnung ist in EN 1317 festgelegt und geregelt. 2 Normativ

23、e Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die 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,

24、 Rckhaltesysteme an Straen Teil 1: Terminologie und allgemeine 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: Leist

25、ungsklassen, Abnahmekriterien fr Anprallprfungen und Prfverfahren 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

26、Straen Teil 5: Anforderungen an die Produkte, Konformittsverfahren und -bescheinigung fr Fahrzeugrckhaltesysteme DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 CEN/TR 16303-4:2012 (D) 5 prEN 1317-8, Rckhaltesysteme an Straen Teil 8: Rckhaltesysteme fr Motorrder, die die Anprallheftig-keit an Schutzpl

27、anken reduzieren CEN/TR 16303-2, Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfun-gen an Fahrzeug-Rckhaltesysteme Teil 2: Kraftfahrzeugmuster und berprfung CEN/TR 16303-3, Rckhaltesysteme an Straen Richtlinien fr Computersimulationen von Anprallprfun-gen an Fahrzeug-Rck

28、haltesysteme Teil 3: Prfgegenstandsmuster und berprfung 3 Allgemeines Die genaue Beachtung von Einzelheiten und die genaue Verifizierung von Werkstoffeigenschaften, Energie-management, numerischer Stabilitt und eine Anzahl weiterer wichtiger computergesttzter Eigenschaften sind erforderlich, um gena

29、ue und zuverlssige Modelle zu erhalten. Ohne genaue Verifizierung und Validierung kann das Ergebnis der Simulationen nicht zuverlssig sein. Dieser Teil der Richtlinien konzentriert sich auf die notwendige Methode, um die Zuverlssigkeit der durchgefhrten Simulation sicherzustellen; diese Methode umfa

30、sst das Modellieren und die Validierung des Modells sowie die Verifizierung des Ergebnisses. Das Modellieren umfasst die Gestaltung eines geeigneten Modells des Prfgegenstands und des Fahrzeugs, wie in CEN/TR 16303-2 und CEN/TR 16303-3 beschrieben. Die Verifizierung umfasst die Festlegung, dass ein

31、computergesttztes Modell das zugrundeliegende mathematische Modell und dessen Lsung genau darstellt, und dass die Ergebnisse numerisch stabil sind, wie in CEN/TR 16303-2 und CEN/TR 16303-3 beschrieben. Die Validierung umfasst die Festlegung des Grades, bis zu dem ein Modell fr die vorgesehenen Verwe

32、ndung genau der Wirklichkeit entspricht. Die CM/E-Gruppe hat verschiedene Anstze bewertet, um eine Validationsverfahrensweise zu erhalten, die fr verschiedene Modellierungstechniken, verschiedene Prfgegenstnde und verschiedene Anwendungen geeignet ist. Die in diesem Abschnitt beschriebene Verfahrens

33、weise besteht aus einem direkten Vergleich zwischen Daten, die whrend der Anfahrprfung aufgezeichnet werden knnen. Das gibt dem Anwender die Mglichkeit, das Anfahrereignis Schritt fr Schritt zu analysieren, mgliche Unbestndigkeiten zu erkennen und schlielich eine Erklrung fr nicht vorhandene bereins

34、timmungen zu verfassen. 4 Validationsverfahren 4.1 Allgemeines Die Validierung beruht auf dem Vergleich zwischen einer physikalischen Prfung und einer numerischen Simulation, denen ein gleichwertiger ursprnglicher Aufbau zugrunde liegt. Die Validierungskriterien sind in 4.2 beschrieben; im Fall von

35、Prfungen mit Autos (900 kg, 1 300 kg oder 1 500 kg), sind zustzliche Kriterien in 4.3 beschrieben. Falls der Vergleich zwischen Prfungen und Simulation die Grenzwerte nicht erfllt, kann der Verfasser seine Beweggrnde im abschlieenden Validierungsbericht niederlegen, siehe Anhang A. 4.2 Vergleichstab

36、elle Die Simulation kann als validiert betrachtet werden, wenn die physikalische Prfung die Anforderungen in Tabelle 1 erfllt. Ja“ ist anzukreuzen, wenn bereinstimmung zwischen der numerischen Simulation und der physikalischen Prfung besteht; wenn ein Kriterium festgelegt ist, bedeutet ja“, dass das

37、 Kriterium erfllt ist. DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 CEN/TR 16303-4:2012 (D) 6 Tabelle 1 Vergleichstabelle Kritisches Verhalten Art Vergleich: ja/nein Aufhalten Erforderlich ja/nein berschlag Erforderlich ja/nein Konturen des Abprallbereichs an der Schutzvorrichtung Erforderlich ja/n

38、ein (Kriterien in 1317-2, 1317-3, 1317-4) Fahrweg der Rder Erforderlich ja/nein (Kriterien in 1317-2, 1317-3, 1317-4) Umleitungsbereich fr Anprall-dmpfer und Konstruktionen Erforderlich ja/nein (Kriterien in 1317-3, 1317-4) Versagen der Radaufhngung Informativ ja/nein Versagen von Lngselementen Erfo

39、rderlich ja/nein Dynamische Verformung der Schutzeinrichtung Erforderlich ja/nein (Kriterien in Abschnitt 4.2.1) Eindringen des Fahrzeugs Erforderlich ja/nein (Kriterien in Abschnitt 4.2.2) Seitliche Verschiebung von An-pralldmpfern und Konstruktionen Erforderlich ja/nein (Kriterien in Abschnitt 4.2

40、.3) Eindringen von Teilen in das Fahr-zeug Erforderlich ja/nein Vergleich zwischen endgltigen Verformungen des Prfgegen-stands Erforderlich ja/nein (Kriterien in Abschnitt 4.2.4) Diese Tabelle ist Teil des abschlieenden Validierungsberichts, siehe Anhang A. 4.2.1 Dynamische Verformung der Schutzeinr

41、ichtung Die dynamische Verformung aus der physikalischen Prfung, wie in EN 1317 festgelegt, muss mit der aus der numerischen Simulation berechneten Verformung verglichen werden. Die Differenz zwischen den beiden dynamischen Verformungen muss geringer sein als der mit der nach-stehenden Gleichung ber

42、echnete Wert: Diff (0,05 m + 0,1* (Messung) Wenn die dynamische Verformung ihren Hchstwert erreicht, muss die Differenz in der Zeit (Sekunden) zwischen dem in der physikalischen Prfung aufgezeichneten Wert und dem in der numerischen Simulation berechneten Wert weniger als 0,05 s betragen. Zeitversch

43、iebung 0,05 s 4.2.2 Eindringen des Fahrzeugs Das Eindringen des Fahrzeugs bei der physikalischen Prfung, wie in EN 1317 beschrieben, muss mit dem bei der numerischen Simulation berechneten Eindringen verglichen werden. Die Differenz zwischen den beiden Eindringvorgngen des Fahrzeugs muss geringer se

44、in als der mit der nachstehenden Gleichung berechnete Wert: Diff (0,05 m + 0,1* (Messung) DIN CEN/TR 16303-4 (DIN SPEC 91103-4):2012-04 CEN/TR 16303-4:2012 (D) 7 4.2.3 Seitliche Verschiebung von Anpralldmpfern und Konstruktionen Die seitliche Verschiebung von Anpralldmpfern und Konstruktionen bei de

45、r physikalischen Prfung, wie in EN 1317 beschrieben, muss mit der bei der numerischen Simulation berechneten seitlichen Verschiebung verglichen werden. Die Differenz zwischen den beiden seitlichen Verschiebungen muss geringer sein als der mit der nach-stehenden Gleichung berechnete Wert: Diff (0,05

46、m + 0,1* (Messung) 4.2.4 Vergleich zwischen endgltigen Verformungen des Prfgegenstands Das geprfte und das simulierte VRS mssen dieselbe endgltige Verformung nach dem Aufprall aufweisen, damit die Simulation validiert werden kann. 4.2.5 Vergleich zwischen Versagensarten Das geprfte und das simuliert

47、e VRS mssen dieselben Versagensarten (CEN/TR 16303-4) aufweisen, damit die Simulation validiert werden kann, d. h. dieselben Bestandteile mssen in derselben Reihenfolge versagen. In der Praxis ist eine Toleranz fr den letzten versagenden Bestandteil zugelassen (z. B. Pfosten/Schrauben am Ende einer

48、Einstecktasche). 4.3 Zustzliche Vergleichstabelle 4.3.1 Allgemeines Wenn die numerische Simulation und die physikalische Prfung mit einem Auto durchgefhrt werden, knnen zustzliche Parameter verglichen werden, um die Qualitt der Simulation zu beurteilen. Deshalb erfordert das Validierungsverfahren zu

49、stzliche Kriterien, die in Tabelle 2 beschrieben sind. Ja“ ist anzukreuzen, wenn bereinstimmung zwischen der numerischen Simulation und der physikalischen Prfung entsprechend dem festgelegten Kriterium besteht. BEISPIEL Tabelle 2 Zustzliche Vergleichstabelle Kriterium Art Vergleich ja/nein ASI Erforderlich ja/nein