CAE-Studie zu PLEXIGLAS® für Fahrzeugscheiben

Leichtes PLEXIGLAS® hat über die bisherigen Einsatzgebiete hinaus großes Potenzial im modernen Fahrzeugbau, so zum Beispiel im Bereich der Fahrzeugscheiben. An Materialien dafür stellen die Automobilhersteller jedoch hohe Sicherheitsanforderungen. Im Auftrag von Evonik hat TECOSIM gemeinsam mit dem Institut für Mechanik und Materialforschung (IMM) eine CAE-Validationsstudie durchgeführt, die aufzeigen sollte, ob der Werkstoff den hohen Anforderungen im Falle eines Unfalls gerecht wird. Auf der SIMVEC informiert TECOSIM über die Ergebnisse der Untersuchung und präsentiert verschiedene Testobjekte.

Basis für die CAE-Validationsstudie mit PLEXIGLAS® war ein von TECOSIM mit Hilfe des TEC|BENCH-Prozesses erstelltes FE-Modell

 

PLEXIGLAS® – das Marken-PMMA (Polymethylmethacrylat) von Evonik – kommt bereits vielfach in Fahrzeugen zum Einsatz, zum Beispiel in transparenter Form als Tachometerabdeckung oder in nichttransparenter Ausführung als Säulenblende und Spoiler. Evonik sieht zusätzlich Potenzial für Fahrzeugscheiben: Der Werkstoff ist bis zu 50 Prozent leichter als Mineralglas und bietet daher die Möglichkeit, das Gewicht von Fahrzeugscheiben erheblich zu reduzieren. Im Auftrag von Evonik hat TECOSIM gemeinsam mit dem Institut für Mechanik und Materialforschung (IMM) der Technischen Hochschule Mittelhessen daher eine CAE-Validationsstudie durchgeführt.

Das Materialverhalten bei Unfällen ist von großer Bedeutung

Wie verhalten sich die neuen PLEXIGLAS®-Typen bei einem Aufprall auf ein Seitenfenster? Diese Frage war der Ausgangspunkt der Untersuchung. Die aus den Hardwaretests mit einem fest stehenden Seitenfenster gewonnenen Ergebnisse flossen in die Erstellung einer Materialkarte ein. Anhand der ermittelten Materialkennwerte erweiterte das IMM das bestehende Materialmodell mit neuen Erkenntnissen zu Verhaltensweisen. In den anschließenden Crashsimulationen bei TECOSIM konnten die Werte im Vergleich mit den Hardwaretests abgeglichen werden, bis sie schließlich sehr gute Korrelationen zeigten. Auf diese Weise kann man sicherstellen, dass es später beim Test mit einem Fahrzeugprototypen nicht zu einer plötzlichen Überraschung kommt, nachdem bei der Simulation am Computer alles gut aussah.

TECOSIM stellte Evonik im Rahmen des Projekts Daten aus einem TEC|BENCH-Modell für die Produktion der Testrohlinge zur Verfügung und nutzte das bestehende Modell auch bei der späteren Simulation. So reduzierten sich der Zeit- und der Kostenaufwand des Projekts deutlich: Evonik hätte anderenfalls Informationen zu Form, Materialstärke und Lagerkontur für die Produktion der Testrohlinge aufwändig recherchieren, das Team von TECOSIM das Simulationsmodell vollständig neu erstellen müssen.

Die Ergebnisse aus der CAE-Validationsstudie bieten eine sehr gute Grundlage für Gespräche mit Automobilherstellern über einen erweiterten Einsatz der PLEXIGLAS®-Produkte. Außerdem zeigen sie, dass es weitere Einsatzmöglichkeiten abseits der Automobilindustrie gibt.

An seinem Stand auf der SIMVEC präsentiert TECOSIM Exponate aus der Studie und informiert über Hintergründe und Vorgehen.