Stoßzahl

Aus Colliseum
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Die Stoßzahl (engl. coefficient of restitution), auch Stoßziffer 'k' oder "Stoßantriebs-Reduktions-Faktor" (SRF) beschreibt bei der eindimensionalen Kollision, also beim geraden, zentralen Stoß, das Verhältnis von Auslaufgeschwindigkeiten (v') zu Einlaufgeschwindigkeiten (v) von stoßendem Fahrzeug (1) und gestoßenem Fahrzeug (2)\[ k = \frac{v_2'-v_1'}{v_1-v_2}= \frac{\Delta v'}{v_{rel}} \]

Die Gleichung wird auch als Newton'sche Stoßhypothese bezeichnet; 'k' (oft auch mit '\(\epsilon\)' bezeichnet) stellt damit – als Maß für den Energieverlust – den elastischen Anteil am Stoß dar.

PC-Crash

Definition gemäß Kudlich-Slibar Stoßmodell mit

  • Kompressionsantrieb SC
  • Restitutionsantrieb SR\[ k = \frac{S_R}{S_C} \]

Der Gesamtimpuls berechnet sich aus der Summe der beiden Antriebe.

Wertebereich

  • vollkommen elastischer Stoß: k = 1
  • vollkommen plastischer (unelastischer) Stoß: k = 0
  • Empfehlungen für Stosszahlen bei Auffahrkollisionen im "HWS-Bereich" findet man bspw. hier.
  • Das PC-Crash Technical Manual (Version 7.3, Oktober 2006) empfiehlt einen Wertebereich zwischen 0,1 ... 0,3. Generell gilt, je größer die bleibende Deformation, desto kleiner die Stoßzahl. Werte > 0,3 sind bei sehr geringen Geschwindigkeiten bzw. bei wenig bis keinen Schäden plausibel. Zulässiger Wertebereich -1 ... +1 (Version 10.2)
  • Das Analyzer Pro Handbuch 15.0 gibt den zulässigen Bereich 0 ... 1 vor.
  • Für Strukturversagen (Abriss oder Zerteilung von Strukturen) werden derzeit auch negative Stoßzahlen verwendet, auch wenn dies physikalisch nicht korrekt ist.
  • 0,1 ... 0,5 für Pkw-Pkw-Stöße[1]


AGU-Stossfaktor.gif

Siehe auch

Beiträge im VuF

Literatur

  • Tanner, C.; Wiechel, J.; Bixel, R.; Cheng, P. et al.: Coefficients of Restitution for Low and Moderate Speed Impacts with Non-Standard Impact Configurations. SAE Technical Paper 2001-01-0891, 2001
  • Cannon, J.: Dependence of a Coefficient of Restitution on Geometry for High Speed Vehicle Collisions. SAE Technical Paper 2001-01-0892, 2001

Einzelnachweise

  1. Graf, M. (Hrsg.); Grill, Chr.; Wedig, H.-D.: Beschleunigungsverletzung der Halswirbelsäule: HWS-Schleudertrauma. Verlag Steinkopff; 1. Auflage Oktober 2008, S. 83, ISBN 3798518378