Kraftmessung bei Crashtests verbessert Konstruktionen und rettet Leben

Sicherheitstests für Kraftfahrzeuge unter Verwendung von Messtechnologien zeigen, dass der Moment der Kollision kein Fehler, sondern ein entscheidender Datenpunkt ist. Fortschrittliche Crashtests sind eine exakte Wissenschaft, die weit über das einfache Aufprallen eines Fahrzeugs auf eine Wand hinausgeht. Es handelt sich um einen komplexen Prozess, der auf der Zuverlässigkeit von Sensoren wie Wägezellen von Interface basiert, die die bedeutenden Kräfte messen, die das Überleben der Insassen in allen Arten von Fahrzeugen bestimmen.

Der Ablaufplan für Crashtests im Automobilbereich lässt sich in drei Hauptkategorien unterteilen: Entwicklungstests, strukturelle Tests des Fahrzeugs selbst sowie vorgeschriebene Tests zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Normen, die von Organisationen wie der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) und dem Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) vorgeschrieben sind.

Jedes Szenario ist so konzipiert, dass es typische Unfälle aus der Praxis nachstellt und die spezifischen Schwachstellen eines Fahrzeugs aufzeigt. Jede Testkategorie stützt sich in hohem Maße auf eine präzise Kraftmesslösung, um die Energie und die Auswirkungen der Kollision zu quantifizieren.

Arten von Crashtests mit Kraftmessung

Die Tests beginnen mit Frontalaufprall-Simulationen. Dazu gehören Vollbreiten-Barriereaufpralle, die einen Frontalzusammenstoß simulieren, sowie komplexere Offset-/Überlappungstests. Diese Offset-Tests sind besonders aufschlussreich, da sie Kollisionen simulieren, bei denen nur 25 % bis 40 % der Frontbreite des Fahrzeugs mit einem starren Objekt wie einem Pfahl oder Baum in Kontakt kommen.

Anschließend führen Ingenieure Seitenaufpralltests durch. Bei diesen Szenarien wird die Seite des stehenden Fahrzeugs von einer massiven Barriere getroffen, wodurch eine Kollision an einer Kreuzung simuliert wird. Außerdem wird der anspruchsvolle Seitenpfahltest durchgeführt, bei dem das Fahrzeug seitlich in einen schmalen Pfahl auf der Seite des Fahrersitzes gezogen wird.

Die Fahrzeugsicherheit erfordert auch Überschlag- und Dachdruckprüfungen. Diese Tests bestimmen die Überschlagsanfälligkeit eines Fahrzeugs. Sie bewerten die strukturelle Integrität des Daches, um sicherzustellen, dass es das Gewicht des Fahrzeugs tragen und die Insassen im Falle eines Überschlags schützen kann. Unabhängig davon konzentrieren sich Komponententests auf bestimmte Sicherheitssysteme wie Sicherheitsgurte, Sitze und Airbags und verwenden Aufpralltests, um die Fähigkeit eines Materials zu bewerten, plötzlichen, starken Stößen standzuhalten.

Jeder dieser Tests erfordert schnelle und genaue Kraftdaten, um die Sicherheitsbewertungen von Fahrzeugen zu bestimmen und Verbesserungen am Design vorzunehmen.

Was Ingenieure bei Crashtests messen möchten

Ingenieure verwenden im Fahrzeug eingebaute Sensoren, Crashtest-Dummys und die Barrieren selbst, um Tausende von Datenpunkten zu erfassen. Die wichtigsten Datenpunkte beziehen sich auf Verletzungsmetriken, die von Wägezellen und Beschleunigungsmessern in den Crashtest-Dummys erfasst werden.

Diese Sensoren messen wichtige Indikatoren für das Verletzungsrisiko, darunter Kopfverletzungskriterien (HIC), Brustkorbverformung und Femurbelastung. Gleichzeitig überwachen sie die strukturelle Reaktion, um zu sehen, wie die kinetische Energie von den Knautschzonen des Fahrzeugs absorbiert und verteilt wird. Ein wichtiges Ziel ist es, die strukturelle Integrität des Fahrgastraums aufrechtzuerhalten, um ein Eindringen in den Insassenraum zu verhindern.

Bei allen Tests zeichnen die Sensoren auch die Aufprallkraft und das Materialverhalten auf und messen die reine Kraft der Kollision sowie den Widerstand von Komponenten wie Stoßfängern und Innenstrukturen.

Wägezellen und Kraftmessung bei Crashtests

Um Genauigkeit und Konsistenz zu gewährleisten, muss jede Kraft in Newton bei Crashtests präzise gemessen werden. Hier kommen hochpräzise Wägezellen und zugehörige Datenerfassungssysteme zum Einsatz.

Für Entwicklungs- und Konformitätstests müssen Kraftmessungen die chaotische, multidirektionale Natur einer Kollision erfassen. Zu diesem Zweck können Ingenieure die 3-Achsen-Kraftmesszellen von Interface verwenden. Oft werden mehrere Einheiten an der Rückseite einer Beton-Crashtestwand verschraubt und bilden so eine Kraftmesswand. Die mehrachsigen Sensoren von Interface sind von entscheidender Bedeutung, da sie alle Kräfte auf allen Achsen (X, Y und Z) gleichzeitig messen und so ein vollständiges Bild der Kräfte liefern, die während des Aufpralls auf die Barriere wirken. Sehen Sie sich die Anwendung „Kraftmesswand für Fahrzeug-Crashtests“ an.

Für gezielte Komponententests, beispielsweise für Airbags oder Sicherheitsgurte, werden hingegen Aufpralltests mit den Interface Single Point Impact Load Cells (SPI und MBI) durchgeführt. Diese Sensoren arbeiten mit Beschleunigungsmessern zusammen, um den momentanen Aufprall mit hoher Kraft und die Materialreaktion kritischer Sicherheitskomponenten zu messen.

Eine zuverlässige Erfassung ist nur der erste Schritt. Die Daten müssen anschließend präzise aufgezeichnet werden. Datenerfassungssysteme müssen robust genug sein, um den anspruchsvollen Bedingungen in einem Crash-Labor standzuhalten und gleichzeitig Daten mit sehr hohen Geschwindigkeiten zu erfassen. Die Datenerfassungssysteme der Serie BX8-HD44 Interface BlueDAQ werden verwendet, um Kraftdaten von mehrachsigen Wägezellen zuverlässig aufzuzeichnen. Ingenieure können hochauflösende Echtzeitdaten schnell analysieren, um das Fahrzeugdesign zu verbessern.

Präzise Tests und genaue Kraftmessungen retten Leben

Die Crashtest-Daten unterstreichen seine bedeutende Rolle für die öffentliche Sicherheit und die Zukunft des Verkehrs. Jahrelange umfassende Tests, unterstützt durch präzise Messungen mit Wägezellen, haben zu erheblichen Verbesserungen im Fahrzeugdesign geführt. Die Daten stehen in direktem Zusammenhang mit der Rettung von Menschenleben. Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit, bei einem Frontalaufprall zu sterben, für einen Fahrer in einem Fahrzeug, das im moderaten Frontalaufpralltest mit „gut“ bewertet wurde, um etwa 46 % geringer als für einen Fahrer in einem ähnlichen Fahrzeug, das mit „schlecht“ bewertet wurde. Dieser bemerkenswerte Unterschied zeigt, dass jede durch genaue Wägezellendaten validierte Konstruktionsverbesserung den Unterschied zwischen einer schweren Verletzung und einem tödlichen Unfall ausmachen kann.

Die Bedeutung moderner Test- und Messlösungen nimmt zu, da autonome Fahrzeuge in städtischen und ländlichen Gebieten immer häufiger zum Einsatz kommen. Die Zukunft des autonomen Fahrens hängt vollständig von absoluter Genauigkeit und Zuverlässigkeit ab. Interface ist nicht nur ein Anbieter von Fahrzeugtestlösungen. Wir sind ein vertrauenswürdiger Partner für OEMs, Maschinenbauer, Testingenieure und Labore und unterstützen sie dabei, autonome Fahrzeuge der nächsten Generation mit präzisen Sicherheitsanalysen und Messdaten zum Leben zu erwecken.

Im Gegensatz zu menschlichen Fahrern, die sich auf unerwartete Situationen einstellen können, müssen autonome Systeme unter allen Bedingungen einwandfrei funktionieren. Das bedeutet, dass jede Komponente, vom strukturellen Rahmen bis zur Auslösung des Rückhaltesystems, eine noch höhere Zuverlässigkeit aufweisen muss. Bei diesen wichtigen Tests kommen sowohl bei der Konstruktion von Nutz- als auch von Industriefahrzeugen Schnittstellenkraftmessgeräte zum Einsatz, um die Sicherheit der autonomen Fahrsysteme der Zukunft zu gewährleisten.

Interface ist ein langjähriger Anbieter hochpräziser Testlösungen für die Automobilindustrie. Von unseren Bremspedal-Kraftmessdosen bis hin zu unserem AxialTQ-Drehmomentaufnehmer bieten wir eine breite Produktpalette für verschiedene Testprojekte. Erfahren Sie mehr darüber, warum Interface als führender Anbieter von Standard- und Sonderlösungen für alle Arten von Tests ausgewählt wurde, von der Prüfung von Elektrofahrzeugbatterien bis hin zu Crashtests.

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