Kurzer Alternativweg zur präzisierten Materialkarte

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Plexiglas-Newcomer wird charakterisiert

Im Testaufbau legten die Mitarbeiter des IMM die Rohlinge aus Plexiglas in einen Aluminiumblock ein, in dem die exakte Kontur des Seitenfensters ausgefräst worden war. Fixiert wurden die Scheiben mit einem speziellen Klebstoff für Fahrzeugscheiben. Mit dieser Installation reduzierten die Mitarbeiter des IMM bewusst die Freiheitsgrade, um unbekannte Außeneinflüsse, wie beispielsweise die Dämpfung der Beschleunigung durch die Karosserie, zu verhindern. Zusätzlich gestaltete sich der Testaufbau so einfacher und günstiger. Die bruchmechanische Analyse erfolgte mit uniaxialen Zugversuchen sowie mittels Drei-Punkt-Biegeversuchen. Eine Hochgeschwindigkeitskamera zeichnete den Testverlauf auf.

Durch die realen Crash-Tests ermittelten die Mitarbeiter des IMM zahlreiche neue Materialkennwerte und Verhaltensweisen des Plexiglas-Newcomers. Diese überführten sie in die bestehende Materialkarte. Die bisher auf uniaxialem Zug und Biegung validierte Karte konnte nun um die Ergebnisse zum mehrachsigen Verhalten erweitert werden. Anhand der neuen Materialkarte berechneten die Ingenieure von Tecosim den ersten virtuellen Crashtest. Dazu übertrugen sie die Materialkennwerte auf das bestehende TEC|Bench-Modell und reduzierten – analog zum realen Hardware-Test – alle Freiheitsgrade. Die Fensterfläche definierten sie als unendlich steifen Körper (Mat Ridig).

Nachbesserungen...

Das Ergebnis: Die Deformation der Plexiglasscheibe konnte prinzipiell gut dargestellt werden. Der Bruchspannungsverlauf, der auf einem dehnratenabhängigen Hauptdehnungskriterium basiert, zeigte jedoch noch deutliche Abweichungen zwischen realem Test und der Simulation. Deshalb mussten die nächsten Schritte zur Anpassung der Materialkartenwerte hinsichtlich des dynamischen Verhaltens diskutiert werden. Tecosim-Ingenieure schlugen vor, welche Werte im System verändert werden sollten, um das Ergebnis zu verbessern. Nach acht weiteren Simulationszyklen korrelierte der Kurvenverlauf der Bruchdehnung sehr gut mit dem des Hardware-Tests .

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