Versuchseinrichtungen


Es stehen unterschiedliche Anlagen zur dynamischen Untersuchungen von Komponenten und Materialien zur Verfügung.  Die dabei abgedeckten Geschwindigkeits-, Energie- und Kraftbereiche orientieren sich an denen eines Fahrzeugscrashs.  Die Anlagen sind dabei zum Teil modifizierbar, so dass die im folgenden aufgeführten Daten und Anwendungen exemplarisch zu verstehen sind:

  • Crash-Schlittenanlage


    Die Schlittenanlage besteht im wesentlichen aus zwei Schienen, auf denen unterschiedliche Wagen rollen können. Die Wagen werden durch bis zu zehn Gummiseile (Hochleistungs-Bungee-Seile) auf einer Strecke von ca. 10 m beschleunigt. Im Aufprallbereich kann der Schlitten durch eine mehrlagige und mehrstufige Biegeblechbremse gezielt abgebremts werden, oder es ist möglich, einen Versuchskörper im Aufprallbereich zu platzieren, der bei dem Versuch, im allgmeinen nicht reversibel, deformiert wird.

    Schlittenmasse (Aluminium- und Stahlschlitten) 120 kg – 900 kg
    Aufprallenergie bis zu 150 kJ
    Aufprallgeschwindigkeit bis zu 20 m/s
    Aufprallbereich bis zu 6m^3
    Messtechnik Zwei Hochgeschwindigkeitskameras
    Lasergestützte Entfernungsmessung
    Beschleunigungssensoren bis 1000 g


    Untersuchung von Schweißpunkten: In mehreren Versuchsreihen wurde Schweißpunkte bezüglich ihrer Festigkeit mit Hilfe des kleinen Aluminium Schlittens (geringe Energie) untersucht. Dabei wurde eine spezielles Profil gewählt, mit dessen Hilfe die Schweißpunkte sowohl unter Kopfzug- als auch unter Scherbelastung geprüft werden konnten. Im Bild unten und in dem Video sind beispielhaft Ergebnisse aus Highspeedaufnahmen dargestellt.

    Doppelte Hutprofile
    Profil zur Untersuchung von Schweißpunkten

    Hochgeschwindigkeitsvideo zu dem Bild:
    versuch_schweisspunkte


    Untersuchungen von Batterien: Im Rahmen dieser Untersuchung wurde das Verhalten von Batterien bei crashartiger Belastung untersucht. Die Versuchsergebnisse dienten auch zum Aufbau von entsprechenden Crash-Modellen (vgl. auch Anwendungen unter Fallturm)

    Interaktion von Reifen mit nachgiebigen Böden: Bei diesem speziellen Versuchsaufbau wurde die Interaktion eines Reifen mit einem Reibungsboden (Sand) untersucht. Die Art dieser Interaktion kommt zum Besipiel zum Tragen, wenn ein Fahrzeug ins Schleudern gerät und seitlich in das Bankett rutscht. Das folgende Bild zeigt einen Reifen mit dem dahinter liegenden Schlitten (Sicht entgegen der Fahrtrichtung).

    Untersuchung der Wechselwirkung zwischen einem Reifen und Sand
    Sandbettversuch (eine Seite)

    Sandbettversuch in Simulation und Experiment
    Vergleich der Partikelsimulation und dem Schlittenexperiment.

    In dem Folgenden Fim wird der Verlauf der Simulation und des Experiments gezeigt:
    Vergleich Simulation Messung

  • Fallturm

    Der Fallturm bietet die Möglichkeit, Komponenten mit Hilfe von Fallgewichten häufig irreversibel zu belasten. Die Fallhöhe beträgt bis zu 5 m, das Fallgewicht wird bis kurz vor dem Aufprall geführt. Es stehen Fallgewichte von wenigen kg bis 50 kg zur Verfügung.

    Auslöseeinheit und Aufprallbereich
    Auslöseeinheit und Aufprallbereich des Fallturms

    Fallturm mit Führungsschlitten und Aufprallbereich
    Übersicht über den Fallturm

    Fallgewichte 10 – 50 kg
    Aufprallenergie bis zu 2500 J
    Aufprallgeschwindigkeit bis zu 10 m/s
    Aufprallbereich bis zu 0.027 m^3
    Messtechnik zwei Hochgeschwindigkeitskameras
    Lasergestützte Entfernungsmessung
    Beschleunigungssensoren
    Kraftsensoren


    Untersuchungen von Reifen für Small-Overlap-Anwengungen: Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Reifen durch die Fallgewichte belastet, um Reifenmodelle speziell für das eingeschlossene Luft zu erstellen.

    Im Rahmen der Dissertation „S. Engelmann: Simulation von fahrwerkdominierten Misuse–Lastfällen zur
    Unterstützung der virtuellen Crashsensorik“  wurden Motor- und Getrieblager bei stoßartigen Belastungen untersucht.

    http://edoc.sub.uni-hamburg.de/hsu/volltexte/2014/3060/pdf/2013_Engelmann_Dissertation.pdf


    Im Rahmen eines Industrieprojektes wurden Modelle von Batterien erstellt, die deren Verhalten speziell für Crashbelastungen nachbilden. Dabei wurden die Batterien sowohl auf der Crashschlittenanlage als auch am Fallturm belastet.

    Batterieaufprall
    Aufprall eines kleinen Fallgewichts auf eine Batterie.

    Der folgende Film zeigt den Aufprall eines kleinen Gewichts auf eine Batterie:
    batterielaengsklein

Crush-Testanlage



Es stehen unterschiedliche Möglichkeiten für die Materialprüfung von metallischen und nicht-metallischen Proben zur Verfügung. Diese reichen von einfachen Zugversuchen zur Aufnahme der Kraft-Weg- bzw. Spannungs-Dehnungs-Kurve über optische Dehnungsmessungen mittels 3D- Grauwertkorrelation bis hin zu Hochgeschwindigkeits-Zugversuchen.

Statisch 100 kN
Dynamisch
Frequenz 2-4 Hz
Verfahrweg Zylinder 125 mm
Hydraulisches Spannzeug für Rund und Flachproben
MTS Alignment zur Kompensation von Exzentrizitäten
Rund- und Flachproben

Kraft 50 kN
Geschwindigkeit 10-20 m/s
Verfahrweg Zylinder 250 mm
MTS Hochgeschwindigkeits-A-Frame Spannzeuge mit Slack-Adapter
Flachproben von 1-8mm

 

Statisch 25 kN, 100 kN und 250 kN (je nach Maschine)
Dynamisch 80 kN
Frequenz 2-4 Hz
Verfahrweg Zylinder 100-250 mm
Kugelgelagerte Druckplatten in unterschiedlichen Größen

 

Statisch 25 kN, 100 kN und 250 kN (je nach Maschine)
Dynamisch 80 kN
Frequenz 2-4 Hz
Verfahrweg Zylinder 125 mm
Walzenabstand variabel einstellbar


Statisch 100 kN
Dynamisch 80 kN
Frequenz 2-4 Hz
Verfahrweg Zylinder 125 mm
Bestimmung von Schereigenschaften von Composite-Materialien

  • Optische Dehnungsmessung mittels 3D Grauwertkorrelation
  • Q400 DIC Messsystem (Dantec Dynamics , Limess)
  • Flächenhafte Messung von 3D Koordinaten, Verschiebungen und Dehnungstensoren
  • Unterschiedliche Optiken für unterschiedlichen Probengrößen vorhanden

  • Temperaturbereich von 30 °C- 160 °C einstellbar
  • Durchführung von Zug-, Druck- und Scherversuchen
  • Optische Dehnungsmessung integrierbar

Kurfaserverstärkter Kunststoff
Untersuchung der Temperaturabhängigkeit von kurzfaserverstärkten Kunststoffen (Zugversuch mit 3D-Grauwertkorrelationsanalyse)

Temperaturabhängigkeit kurzfaserverstärkter Kunststoffe
Untersuchungsraum zur Untersuchung der Temperaturabhängigkeit von kurzfaserverstärkten Kunststoffen (Zugversuch mit 3D-Grauwertkorrelationsanalyse)

 



Es stehen insgesamt 21 servohydraulische Zylinder für Kräfte von 10 kN bis 660 kN sowie drei Drehhubzylinder (50 kN und  250 kN und 750 Nm) mit unterschiedlichen Ventilen (zwei- oder dreistufig, bis zu 600 l/min.) zur Verfügung, die von drei stationären Hydraulikpumpen (mit jeweils 90 kW und 180 l/min., 280 bar) oder einer kleinen mobilen Einheit (210 bar) gespeist werden. Weiterhin können mit insgesamt sechs Elektroshakern auch in höheren Frequenzenbereichen Belastungs- und Schwingungsversuche durchgeführt werden.

Die servohydraulischen Einheiten sind in der folgenden Übersicht mit den jeweiligen Randdaten zuammengefasst. Die einzelnen Zylinder werden bei Bedarf zu mehraxialen Versuchen kombiniert.

Servohydraulische Zylinder
Anzahl Max. Kraft max. Hub max. Geschw. max. Frequenz
1 660 kN +/- 200 mm 0,3 m/s 20 Hz
1 100 kN +/- 152 mm 0,2 m/s 20 Hz
7 100 kN +/- 200 mm 1,5 m/s 100 Hz
1 63 kN +/- 200 mm 0,5 m/s 30 Hz
1 50 kN +/- 125 mm 20 m/s 15 Hz
1 40 kN +/- 125 mm 0,9 m/s 40 Hz
1 25 kN +/- 125 mm 1,3 m/s 50 Hz
1 25 kN +/- 25 mm 0,9 m/s 50 Hz
1 16 kN +/- 200 mm 2 m/s 60 Hz
2 10 kN +/- 200 mm 2,5 m/s 30 Hz
4 10 kN +/- 125 mm 2,5 m/s 30 Hz

Die Elektroshaker werden eingesetzt, um kleine Kräfte, z.B. für Komforuntersuchungen, in die Rohkarosserie einzubringen. Mit den größeren Shakern lassen sich auch Komponentenversuche durchführen.

Elektro-Shaker
Anzahl max. Kraft max. Hub max. Frequenz
1 15 kN +/- 750 mm 10 Hz
6 15 kN +/- 250 mm 10 Hz
3 18 N +/- 2,5 mm 20 kHz
1 125 N +/- 4,5 mm 2 kHz
1 2158 N +/- 13 mm 5 kHz

 

 

Universalprüfstand
Universalprüfstand

Universalprüfstand
Reifen auf Universalprüfstand


Hier sollte der Inhalt stehen

 

 

Es stehen zwei Simulatoren zur Verfügung: ein visueller Simulator und ein Simulator mit Bewegungssystem (acht Freiheitsgrade) . Mit diesen werden unterschiedliche Untersuchungen durchgeführt:

Einfluss aktiver Fahrwerke auf den Menschen
Erfassen von Augenbewegungen beim Führen eines Fahrzeugs
Physiologische und mentale Belastungen beim Führen eines Fahrzeugs
Regler-Verhalten des Menschen beim Lenken eines Fahrzeugs
Einfluss der Bewegungsinformation auf die Fahrtrichtungshaltung
Beeinträchtigung des Reaktions- und Regelverhaltens des Fahrzeugführers durch Ermüdung,
Alkohol, Medikamente oder durch Informationsfülle
Einwirkung von Schwingungen auf den Menschen
Ergonometrie im Fahrzeuginnenraum
Sicht-, sowie Ein- und Ausstiegsverhältnisse bei Sonderfahrzeugen
Fahrschulung auf Simulatoren.

Dynamischer Fahrsimulator MARS
Dynamischer Fahrsimulator MARS

HSU

Letzte Änderung: 15. April 2019