Energieabsorbierende PUR-Schaumstoffe. Möglichkeiten und Anforderungen am Beispiel Polyurethan

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Energieabsorbierende PUR-Schaumstoffe. Möglichkeiten und Anforderungen am Beispiel Polyurethan

Schluppkotten, J. / Paßmann, R. / Huland, K.W. / Kath, H. / Maier, M.

Absorberstrukturen in Personenkraftwagen sollen im Falle eines Aufpralls kinetische Energie in Deformationsenergie umwandeln. Eine Crash-Simulation mit CAE-Methoden setzt eine ausreichend genaue Beschreibung des Materialverhaltens mit Hilfe eines numerischen Modells voraus. Am Beispiel von Polyurethanschaumstoff werden die Schritte erläutert, die erforderlich sind, um ein Material in die Fahrzeugberechnung integrieren zu können. Die Absorberqualität wird in einem Kraft-Verformungs-Diagramm ermittelt. Die Spannungs-Stauchungs-Kennlinie kann neben der Materialdichte auch über die chemische Rezeptur variiert werden. Das Materialverhalten wird über unterschiedliche Prüfungen ermittelt. Anschließend wird das Materialmodell erstellt, mit dem die ermittelten Werkstoffeigenschaften abgebildet werden können. Die Simulation eines Kopfaufpralls muß zeigen, daß die Festigkeit der beteiligten Komponenten ausreicht, um die gesetzlich festgelegten Kriterien der Verletzungsschwere beim Kopfaufprall zu erfüllen. Ein Berechnungsbeispiel verdeutlicht die Wirkung einer Absorberkomponente aus PUR-Schaumstoff. Die Simulation wurde nach der Finite-Elemente-Methode mit dem Programm PamCrash durchgeführt. Mit Hilfe der Berechnung unter Einbeziehung der Materialkennung kann das beste Absorbermaterial herausgefunden werden.