Kurzer Alternativweg zur präzisierten Materialkarte

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Der Testaufbau im Detail

Zunächst konfigurierten Tecosim, das IMM und Evonik in enger Abstimmung den dynamischen Test. „Wir wollten unsere speziellen Plexiglastypen in einem repräsentativen Szenario testen – möglichst nah an der Realität“, erläutert Uwe Löffler, Director Automotive Molding Compounds in der Business Line Methacrylates von Evonik. Bei der Auswahl des Fahrzeugfensters fiel die Entscheidung auf ein feststehendes Seitenfenster. Aufgrund der typischerweise kleinen Fläche wurde als Lastfallparameter ein Kinderkopf-Dummy als „Impaktor“ festgelegt, der 3,5 kg wog. Die Geschwindigkeit sollte 10 m/s betragen, die Aufprallrichtung wurde als senkrecht zum zentralen Auftreffpunkt der Scheibe definiert.

Dynamisches Materialverhalten im Fokus

Für die Produktion der Testrohlinge in Form des ausgewählten Fahrzeugfensters benötigte Evonik zahlreiche Daten, darunter die exakten Angaben zur Form, Materialstärke und Lagerkontur des Seitenfensters. Tecosim verfügt über die Informationen aus einem TEC|Bench-Projekt eines deutschen SUVs und stellte diese Evonik zur Verfügung. „Ohne diese Daten wäre der Aufwand für die Produktion der Rohlinge deutlich höher gewesen. Außerdem stand uns so grundsätzlich das FE-Modell des Seitenfensters zur Verfügung – nur die Materialkennwerte mussten für die Simulation angepasst werden“, so Löffler.

Unverhofft kommt oft

Nachdem Evonik die Scheibenrohlinge hergestellt hatte, koordinierte das Institut für Mechanik und Materialforschung von der Technischen Hochschule Mittelhessen die Durchführung der Testreihe. Dabei standen für Prof. Stefan Kolling die dynamische Werkstoffcharakterisierung und bruchmechanische Analyse der neuen Plexiglassorten im Fokus. „Die Ermittlung von Materialkennwerten ist immer spannend, denn auch wenn man eine bestimmte Erwartung an das Werkstoffverhalten hat, so kann es doch zu Überraschungen kommen“, erklärt Kolling. Besonders bei Kunststoffen treten bei den Ergebnissen von Hardware-Tests oft hohe Streuungen auf. Kolling weiter: „Wir haben uns vor allem mit der Biegefestigkeit bei Beanspruchung durch biaxiale Spannungszustände beschäftigt sowie mit der Frage, wann es zur Riss- oder Beulenbildung kommt.“

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