Crashtests sind teuer und aufwendig. Deshalb wollen Forscher und Ingenieure die maximale Information aus einem Automobil-Crashtest gewinnen. Ein neues Verfahren bietet zukünftig noch detailliertere Auswertemöglichkeiten. Die Idee: Die X-Ray-Car-Crash-Technologie (X-CC) macht mithilfe von Röntgenaufnahmen sichtbar, wie sich innenliegende Strukturen während des Crashs verformen.

Die neue X-CC-Technologie

• Erstmals Nutzung von Röntgentechnologie als Analysetool während des Crashversuchs

• Idee: Betrachtung hochdynamischer Verformungsprozesse innenliegender Strukturen zum Abgleich mit den Prognosen der Simulation

• Ziel: Weitere Erkenntnisse zum Bauteilverhalten könnten die Prognosefähigkeit numerischer Simulationen verbessern

Forscher röntgen Fahrzeuge beim Crash

Im Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg arbeitet das Fraunhofer EMI an einem neuartigen Verfahren für die Untersuchung dynamischer Vorgänge im Innern der Fahrzeugstruktur. So ließe sich das Verhalten sicherheitsrelevanter Bauteile, die von außen nicht sichtbar sind, auch unter Crashbedingungen untersuchen. Der X-Ray-Car Crash (X-CC) stellt ein ergänzendes Tool für die Crashanalyse dar. Das hilft insbesondere für eine Validierung der immer wichtiger werdenden digitalen Absicherungsprozesse.

An seiner Forschungscrashanlage im Crashzentrum der Fraunhofer-Gesellschaft wendet das EMI erstmals die Ultrakurzzeit-Röntgentechnologie auf hochdynamische Verformungsprozesse an, wie sie unter Crashbedingungen entstehen. 

Von der Forschung in die Praxis durch Kooperationen mit der Industrie

Kooperationsprojekte mit der Automobilindustrie bringen die Ergebnisse des Röntgencrashs in die Anwendung. Anwendungsgebiete der Röntgencrashtechnologie sind Strukturen und Systeme der passiven Fahrzeugsicherheit, die die Insassen in der Fahrgastzelle schützen. Auch das Verhalten energieabsorbierender Strukturen im Fahrzeuginnern lässt sich durch das X‑CC-Verfahren analysieren.

Fusion von Simulation und Röntgencrash

Die X-CC-Technologie könnte in Zukunft Simulation und Experiment vereinen: Mit der Röntgenanlage lässt sich eine Serie von ultrakurzen Blitzaufnahmen – also trotz der schnellen Bewegungen gestochen scharfe Standbilder – zu festgelegten Zeitpunkten von Ausschnitten eines Crashs anfertigen. Die Daten aus dem Röntgencrash können mit FEM-Simulationen zusammengeführt und ausgewertet werden. Diese Synthese hilft dabei, die Prognosegüte für Fahrzeugcrashsimulationen zu verbessern.

Weiterenentwicklung der Röntgenanwendung

In Vorversuchen an Aluminiumstrukturen konnten EMI-Experten im Leistungszentrum nachweisen, dass sich die Röntgentechnologie zur dynamischen Anwendung für den Crashfall eignet. Wissenschaftler haben dafür modellhafte Crashboxen, die die Aufprallenergie bei einem Unfall auffangen, während des Crashs geröntgt. In den Versuchen werden Röntgenbilder von Verformungsprozessen im Bereich von Millisekunden aufgenommen. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass sich die Röntgendaten sehr gut mit den FEM-Crashsimulationen abgleichen lassen. 

Auf der Hannover Messe vom 24. bis 28. April 2017 stellen die Forscher des Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg die neue Technologie vor (Halle 2, Stand C22).