Um CO2-Emissionen zu reduzieren und die Gewichtserhöhung durch elektrische Antriebe zu kompensieren, ist zudem die Entwicklung neuartiger Leichtbau-Konzepte immer stärker gefragt. Dies führt dazu, daß verstärkt Materialkombinationen und Konzepte getestet werden, für die noch keine validierte Berechnungsmethodik existiert. Dazu zählen zum Beispiel Bauteile und Baugruppen aus Faserverbundwerkstoffen, oder neuartige Energieabsorptionskonzepte, die beispielsweise in der Form von Zerspanungsrohren in einem am Institut für Fahrzeugkonzepte entwickelten, neuartigen Vorderwagen umgesetzt werden.
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| Dynamische Komponentenprüfanlage |
Einrichtungen für Versuche an Materialproben und kleineren Einzelteilen sind beim DLR zum Beispiel im Institut für Bauweisen und Konstruktionsforschung bereits vorhanden. Durch die dynamische Komponentenprüfanlage des Instituts für Fahrzeugkonzepte werden diese Prüfmöglichkeiten erweitert und an die Bedürfnisse der Automobilindustrie angepaßt.
In Zusammenarbeit mit der Doktor Stef-fan Datentechnik GmbH hat das Institut eine dynamische Prüfanlage konzipiert, entwickelt und aufgebaut, die den Test großer Komponenten und Teilstrukturen ermöglicht, ohne daß der Aufbau einer kompletten Karosserie notwendig ist. Dadurch ist es möglich, das Zusammenspiel von Geometrie, Fügetechnik und Materialeigenschaften an ganzen Baugruppen experimentell zu untersuchen.
Aufbau der Anlage
Um möglichst viele Testkonfigurationen abbilden zu können, wurde eine Anlage aufgebaut, die aus 2 Schlitten besteht, die entlang einer
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| Konfiguration der Anlage | |
Schienenbahn verfahren können. Für einen Crashversuch wird Schlitten 1 beschleunigt und trifft auf Schlitten 2 (Abb.1). Schlitten 2 kann entweder am hinteren Ende der Schienenbahn fest stehen, beispielsweise um einen Frontalcrash gegen ein stehendes Hindernis zu simulieren, oder auf der Schienenbahn in Längsrichtung frei beweglich aufgestellt sein. Der zweite Fall wird beispielsweise für die Nachbildung eines Seitencrashs verwendet, bei dem das stehende Fahrzeug vom Impaktor getroffen und beschleunigt wird.
Die Beschleunigung von Schlitten 1 erfolgt durch einen mit Preßluft betriebenen Zylinder, dessen Beschleunigungskraft durch eine hydraulische Bremse geregelt wird. Dadurch läßt sich die Aufprallgeschwindigkeit von Schlitten 1 genau festlegen. Durch die Schnelligkeit der Regelung ergibt sich zudem die Möglichkeit, mit Schlitten 1 einen Crashimpuls direkt durch die Zylinderbeschleunigung zu simulieren. Diese Funktion kann beispielsweise für den Test von Airbags oder elektronischen Komponenten verwendet werden.
Leistungsfähigkeit
Die Anlage kann Schlitten 1 mit einer Gesamtmasse von 1300 kg auf maximal 64 km/h beschleunigen. Damit können große Karosseriestrukturen für leichte bis mittelschweren Fahrzeugkonzepte unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Die Schlitten sind vertikal sowie in Querrichtung geführt, um eine hohe Reproduzierbarkeit der Versuche zu erreichen.
Messtechnik
Jeder Schlitten ist mit einem Datenerfassungssystem mit jeweils 16 Kanälen ausgestattet, um Meßwerte mit bis zu 42,5 kHz zu erfassen. Je nach Sensorausstattung können Beschleunigungen, Dehnungen, Kräfte und Verformungen aufgezeichnet werden. Für Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen steht außerdem eine Lichtanlage mit 8 Scheinwerfern mit insgesamt 19 kW Leistung zur Verfügung.