Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

TH Mittelhessen: Virtueller Crashtest für Pkw-Verscheibung aus Kunststoff

Ganz ohne experimentelle Untersuchungen geht es nicht: Test eines Seitenfensters aus Plexiglas, bei dem ein Kopfaufprall simuliert wird. (Foto: Tecosim)

Ganz ohne experimentelle Untersuchungen geht es nicht: Test eines Seitenfensters aus Plexiglas, bei dem ein Kopfaufprall simuliert wird. (Foto: Tecosim)

Mit dem „Crashverhalten von Automobilverglasungen aus Plexiglas“ befasst sich ein Forschungsprojekt an der TH Mittelhessen, Gießen. Projektleiter ist Prof. Dr. Stefan Kolling vom Kompetenzzentrum Automotive – Mobilität – Materialforschung. Kooperationspartner sind das Institut für Statik und Konstruktion der TU Darmstadt und die Tecosim GmbH, ein international tätiger Spezialist für Computer Aided Engineering mit Sitz in Rüsselsheim. Das Land Hessen fördert das Vorhaben mit 460.000 EUR.

In Serienfahrzeugen besteht die Verglasung heute größtenteils aus Mineralglas. Scheiben aus Kunststoff wie etwa PMMA brächten eine Gewichtsersparnis von 40 bis 50 %. Weitere Vorteile liegen zum Beispiel im besseren Schutz gegen Steinschlag und in einer sehr guten Akustik.

Was bisher fehlt, ist der Nachweis der Crashsicherheit des alternativen Materials, die den Insassen- und Fußgängerschutz gewährleistet. „Bislang wurde der Einsatz von Acrylglas im Fahrzeug noch nicht systematisch wissenschaftlich in Theorie und Experiment untersucht. Dies soll in unserem Projekt erfolgen. Die Ergebnisse sollen in ein praxistaugliches numerisches Werkzeug (Simulationstool) zur Vorhersage des Crashverhaltens und zur Auslegung der Fahrzeugscheiben überführt werden“, so Kolling.

Grundlage für die Computersimulation sind experimentelle Untersuchungen der Materialeigenschaften. Die Firma Evonik, Hersteller von PMMA mit dem Markennamen Plexiglas, stellt dafür Proben zur Verfügung.

Aus den so gewonnenen Daten zum Materialverhalten entwickeln die Forscher ein Werkstoffmodell für die Crashsimulation. „Der Nachweis der Crashsicherheit soll mithilfe eines virtuellen Prototyps, mit dem Crashszenarien prognosesicher in der Simulation abgebildet werden können, erbracht werden. Realversuche, also Crashtests mit Dummys, werden im Fahrzeugentwicklungsprozess aus Kostengründen immer weniger durchgeführt und dienen im Idealfall nur noch zur Bestätigung der Simulation“, erläutert Kolling.

Das Simulationswerkzeug wird von Tecosim vermarktet und steht Automobilherstellern und Zulieferern für die Auslegung zukünftiger Fahrzeuge mit Acrylglasscheiben zur Verfügung. Die Kooperationspartner rechnen damit, dass es vier bis fünf Jahre nach Projektabschluss erste Serienfahrzeuge mit Kunststoffverglasungen geben wird.

Das Forschungsvorhaben am Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung läuft zweieinhalb Jahre und hat ein Gesamtvolumen von 620.000 EUR. Es wird im Rahmen der hessischen „Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz“ (LOEWE) unterstützt.

www.thm.de

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