Fraunhofer-Gesellschaft

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Experimentelle Untersuchung zu faserverbundgerechten Crash-Wirkmechanismen bei axialer Druckbelastung

 
: Nossol, Patryk; Saleem, Arham

Konstruktion (2020), Nr.3, S.75-82
ISSN: 0373-3300
ISSN: 0720-5953
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IWU ()
Faserverbund; CFK; Crash-Absorber; Crash-Mechanismus; Hochdynamische Versuche; SEA-Wert

Abstract
Der Leichtbau und die Crash-Sicherheit im Passagiertransport, wie etwa bei Schienen- und Fahrzeugbau nehmen stetig an Bedeutung zu. Besonders bei neuartigen Antrieben mit Elektromotor zeigen sich neue Sicherheitsanforderungen beispielsweise für den Batterieschutz. Daher sind Untersuchungen zur Entwicklung von leichten Crash-Energie-Absorbern von großer Relevanz. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden deshalb sechs verschiedene Crash-Wirkprinzipien experimentell untersucht und ausgewertet. Bei fünf davon erfolgte die Konzeption in Faserverbundbauweise sowie die Variation bezüglich verschiedener Laminataufbauten. Als Referenz-Wirkprinzip diente das duktile Versagen eines Leichtmetalls (Aluminium). Die Prüfung fand mittels Hochgeschwindigkeitsdruckversuchen an Crash-Rohren statt. Nach Auswertung und Gegenüberstellung der Ergebnisse anhand des Kriteriums der spezifischen Energieabsorption (SEA) zeigten sich deutliche Vorteile bei Crash-Rohren mit einem Inversions-Mechanismus.

 

Lightweight design and crash safety are gaining more and more importance in passenger transport such as rail and car construction. Especially new power-trains with an electric motor require novel safety solutions, for example battery protection. Therefore, Investigation studies for the development of lightweight crash energy absorbers are of great relevance. Considering this, six different crash mechanisms were experimentally investigated and evaluated within the scope of this work. Conception for five out of them was conceived as fiber composite construction with the variation of various lay-ups. Whereas the ductile failure of a light metal (aluminum) served as the reference mechanism. The experiment was carried out by means of high-speed compression tests on crash tubes. After evaluation and comparison of the results on the basis of the Specific Energy Absorption (SEA) criterion, obvious advantages were demonstrated with an inversion mechanism of the crash tubes.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-581151.html