Steifigkeit: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 25. August 2017, 11:55 Uhr
engl. stiffness
Definition
Im einfachsten Fall einer linearen Feder ist deren Steifigkeit definiert über:
[math]\displaystyle{
c = \frac{F}{s}
}[/math]
mit
- Kraft F [N]
- Weg s [m]
Struktursteifigkeiten
Hinweise:
- i.d.R. sind Fahrzeustruktursteifigkeiten nicht linear. Die Angaben sind daher als gemittelte Anhaltswerte zu verstehen. Zu unterscheiden ist des weiteren zwischen der Steifigkeit bei Kompression und der bei Restitution (Hysterese).
- die Angaben resultieren meist aus Crashversuchen mit voller Überdeckung. Die Anwendung auf einen konkreten Fall mit geringerer Überdeckung ist zu prüfen.
- zwischen Fahrzeugen für den europäischen und amerikanischen Markt ist (auch bei äußerlich identischem Aussehen) wegen unterschiedliche Vorschriften zu unterscheiden.
Pkw-Front
- ~450 kN/m (Durchschnittswerte mehrerer (?) Hersteller) bis 660 kN/m (Käfer, Golf, Passat), gültig bis etwa s = 0,5 m Deformationsweg; VW (1976)[1]
- ~625 kN/m für "kleine Fahrzeuge mit DIN-Leergewicht < 800 kg", gültig bis etwa s = 0,4 m; Porsche Analyse Wettbewerbsfahrzeuge (1991)[2]
- ~600 kN/m bis 1450 kN/m bei Euro-NCAP-Fahrzeugen[3]
- ~1100 kN/m (VW Golf I) bei s = 0,066 m (Crashversuch mit ~25 % Überdeckung, Struktursteifigkeit als Kontrollwert errechnet)[4]
Pkw-Heck
- ~1000 kN/m (Mercedes W 126) bei s = 0,080 m (Crashversuch mit ~25 % Überdeckung, Struktursteifigkeit als Kontrollwert errechnet)[4]
Nfz
Zweiräder
Mehrkörpersysteme
Anwendungen
Steifigkeitsbasiertes Stoßmodell
In der Software PC-Crash wird bei Verwendung eines kräftebasierenden Stoßmodells per default-Einstellung für jedes Fahrzeug ein Wert für die Karosseriesteifigkeit "vorgegeben" (oder vorgeschlagen). Dieser wird mit Masse m und Erdbeschleunigung g durch folgende Formel approximiert:
[math]\displaystyle{
c = \frac{m g}{s_{def}}
}[/math]
Standardmäßig ist eine statische Deformation sdef von 0,05 m eingestellt. Damit ergibt sich bspw. bei einer Fahrzeugmasse von 1200 kg eine Steifigkeit von 235,44 kN/m.
Beiträge im VuF
- 2002 #2 Bedeutung der Struktursteifigkeiten und EES-Werte, Kontrollparameter bei der Kollisionsanalyse
- 2015 #5 Neue Entwicklungen an Front und Heck aktueller Fahrzeuge
Siehe auch
- PC-Crash Steifigkeitsdatenbank
- wikipedia – Steifigkeit
Einzelnachweise
- ↑ 1976 #1 Deformationsverhalten von Fahrzeugen bei Unfallsimulationsversuchen
- ↑ 1990 #2 Über das Deformationsverhalten von Fahrzeugstrukturen
- ↑ NHTSA Vehicle Crash Test Database (Primärquelle); Unfallforschung, Unfallmechanik und Unfallrekonstruktion, 3. Auflage 2013, S.75
- ↑ 4,0 4,1 1999 #4 Durchführung, Auswertung und Nachrechnung eines Unfallversuchs