Crashverhalten von Bauteilen für Automobil-Aussenanwendungen.

Für viele anwendungstechnische Fragestellungen ist das Werkstoff- und Bauteilverhalten unter stoßförmiger Beanspruchung von großer Bedeutung. So wird z. B. für Automobil-Stoßfänger die Vermeidung von Bagatellschäden bei einem Aufprall mit 4 km/h (ECE R 42, EU) bzw. 8 km/h (CMVSS 215, Kanada) gefordert. Darüber hinaus müssen zukünftig auch die weitergehenden Anforderungen der EU-Initiative „Fußgängerschutz“ (Bein-, Hüft- und Kopfaufprall mit bis zu 40 km/h) erfüllt werden.
Zur praxisgerechten Simulation solcher dynamischen Beanspruchungen betreibt die Abteilung Physical Testing der Business Unit Polyurethanes sowohl verschiedene Fallapparaturen mit entsprechenden Stoßkörpern, als auch den im Bild dargestellten Auffahrprüfstand. Alle Versuchseinrichtungen sind mit moderner Messtechnik ausgestattet, so dass Verzögerungen und Energiebilanzen mit hoher zeitlicher Auflösung bestimmt werden können.

Die an Werkstoffen (z.B.energieabsorbierende Bayfill® EA-Schäume) ermittelten Prüfergebnisse bilden die Basis für eine Rezeptur-Optimierung; sie sind darüber hinaus die Eingangsgrößen für CAE-Materialmodelle sowie für FEM-Berechnungen im Rahmen einer CAE-Optimierung des Bauteils. Die experimentelle Validierung der Bauteil-Simulation erfolgt dann in Crashtests an entsprechenden Bauteil-Prototypen.

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Das im Bild dargestellte Bauteil besteht aus einer Leichtbau-Hülle aus Bayflex®180/190 und einer Hinterschäumung aus Bayfill® EA. Der Stoßfänger befindet sich in einer Temperierkammer (-30 bis +80°C), der Schlitten kann im Geschwindigkeitsbereich bis 20 km/h und mit einer Gesamtmasse bis 2000 kg betrieben werden. Eine Dokumentation des Stoßvorgangs ist mittels Hochgeschwindigkeits-Bildtechnik möglich.

Die Einsatzmöglichkeiten des Auffahrprüfstands sowie der Fallapparaturen ist nicht auf Bauteile für Automobil-Aussenanwendungen beschränkt. So wurden in der Vergangenheit auch Rohrisolierungen aus Polyurethan-Hartschaum (Anwendungsfall: Ölpipeline im Offshore-Bereich; Simulation eines Crashs mit dem Schleppanker eines Fischernetzes) oder Polyurethan-Elastomere (Anwendungsfall: Anschlagpuffer für Kran) untersucht.