TY - THES

T1 - Verfahren zur Ermittlung von Materialkennwerten polymerer Schäume für die Crashsimulation

AU - Reiter, Martin Gernot

N1 - gesperrt bis null

PY - 2007

Y1 - 2007

N2 - In der Automobilindustrie werden vermehrt Polymerschäume aufgrund ihrer guten energiedissipierenden Eigenschaften eingesetzt. Deren Verhalten muss für eine effiziente Entwicklung am Computer mittel finiter Elemente Simulation vorhergesagt werden können. Dazu benötigt man Materialmodelle, die das Werkstoffverhalten beschreiben, und angepasste Prüfmethoden, mit denen sich die entsprechende Materialparameter möglichst zeit- und kosteneffizient bestimmen lassen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren entwickelt, mit dem sich diese Parameter über uniaxiale Impaktversuche bestimmen lassen. Untersucht werden zwei PUR-Schäume, ein EPP-Schaum und ein Chloropren-Schaum. Als erstes werden die Schäume, um Vergleichswerte zu erhalten, mit Hilfe einer klassischen uniaxialen monotonen Druckprüfung untersucht. Zur dynamischen Charakterisierung werden Impaktversuche mit einem frei fliegenden Aufprallkörper durchgeführt. Aus den gemessenen Beschleunigungsverläufen können unter bestimmten Voraussetzungen direkt, ohne ein iteratives Verfahren zu benötigen, die Zusammenhänge zwischen Spannungen, Stauchungen und Dehnraten sowie das Hystereseverhalten ermittelt werden. Diese Versuche werden anschließend mittels FE-Simulation nachgerechnet und die Ergebnisse validiert. Um die Übertragbarkeit dieser Materialparameter auf komplexere Belastungssituationen überprüfen zu können, werden anschließend Versuche mit einem kugelförmigen Aufprallkörper durchgeführt.

AB - In der Automobilindustrie werden vermehrt Polymerschäume aufgrund ihrer guten energiedissipierenden Eigenschaften eingesetzt. Deren Verhalten muss für eine effiziente Entwicklung am Computer mittel finiter Elemente Simulation vorhergesagt werden können. Dazu benötigt man Materialmodelle, die das Werkstoffverhalten beschreiben, und angepasste Prüfmethoden, mit denen sich die entsprechende Materialparameter möglichst zeit- und kosteneffizient bestimmen lassen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren entwickelt, mit dem sich diese Parameter über uniaxiale Impaktversuche bestimmen lassen. Untersucht werden zwei PUR-Schäume, ein EPP-Schaum und ein Chloropren-Schaum. Als erstes werden die Schäume, um Vergleichswerte zu erhalten, mit Hilfe einer klassischen uniaxialen monotonen Druckprüfung untersucht. Zur dynamischen Charakterisierung werden Impaktversuche mit einem frei fliegenden Aufprallkörper durchgeführt. Aus den gemessenen Beschleunigungsverläufen können unter bestimmten Voraussetzungen direkt, ohne ein iteratives Verfahren zu benötigen, die Zusammenhänge zwischen Spannungen, Stauchungen und Dehnraten sowie das Hystereseverhalten ermittelt werden. Diese Versuche werden anschließend mittels FE-Simulation nachgerechnet und die Ergebnisse validiert. Um die Übertragbarkeit dieser Materialparameter auf komplexere Belastungssituationen überprüfen zu können, werden anschließend Versuche mit einem kugelförmigen Aufprallkörper durchgeführt.

KW - foam impact simulation crash automotive

KW - Polymerschaum

KW - Crashsimulation

KW - Impact

KW - finite Elemente

KW - Materialkennwerte

KW - Automobilbau

M3 - Diplomarbeit

ER -