CAE-Analyseverfahren simuliert Austritt des Airbag aus Instrumententafel
Was genau beim Austritt des Airbag aus der Instrumententafel passiert, zeigt ein rechnerisches Analyseverfahren, das Bayer mit namhaften Automobiherstellern entwickelt.
In Kooperation mit namhaften Automobilherstellern entwickelt Bayer ein rechnerisches Analyseverfahren, dass mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode den Austritt des Airbags aus der Instrumententafel simuliert. Das Ergebnis zeigt, wie sich die Airbagklappe öffnet, und liefert in jeder Phase detaillierte Informationen über den Spannungs- und Deformationszustand der Baugruppe. Dadurch ist es möglich, Einblicke in die Abläufe während des wenige Tausendstel Sekunden schnellen Aufreißprozesses zu gewinnen und systematisch konstruktive Schwachstellen aufzuspüren. Bayer-Experten erwarten, dass dieses Simulationsverfahren dazu beitragen wird, den Zeit- und Kostenaufwand bei der Entwicklung der Einheit Instrumententafel/Airbag wesentlich zu verringern.
Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf Airbags, deren Klappe unsichtbar in die Instrumententafel integriert ist. Der Kunstgriff besteht darin, dass Schaumstoff und Deckhaut der Instrumententafel definiert an einer unsichtbaren Linie, die den Konturen des Airbagdeckels entspricht, zuverlässig aufreißen. Nur so kann der Airbag gerade heraustreten und wird nicht abgelenkt. Dabei dürfen keine Splitter entstehen, die die Insassen verletzen könnten. Außerdem darf diese "Sollbruchstelle" nicht nachgeben, wenn sich Fahrer oder Beifahrer zufällig oder absichtlich auf ihr abstützen. Alle diese Anforderungen müssen zudem in einem Temperaturintervall von -35 bis +80 °C erfüllt werden ? entsprechend den strengen Spezifikationen der Automobilindustrie.
Die Abläufe in der Instrumententafel nach der Airbag-Zündung sind zu schnell und komplex, um sie mit Hochgeschwindigkeitskameras genügend präzise erfassen zu können. Deshalb musste bisher eine große Zahl von Schussversuchen in Kauf genommen werden, um die Bauteilgeometrie nach dem Trial-and-Error-Verfahren zu optimieren. Eine genaue Fehleranalyse war nicht möglich. Mit dem Simulations-Verfahren lässt sich dagegen einzeln verfolgen, was mit dem Träger, dem Schaumstoff und der Deckhaut der Instrumententafel geschieht. Die Resultate fließen in die nächste Optimierungsschleife ein, wodurch sich die Zahl der Schussversuche reduziert und Entwicklungsstufen übersprungen werden können.
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