FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMI
Im Rahmen von Industrie- und Forschungsprojekten wird am Fraunhofer EMI derzeit ein neuartiges Mess- und Auswerteverfahren entwickelt, das unter Einsatz von Röntgendiagnostik die Beobachtung des dynamischen Verhaltens verborgener Fahrzeugstrukturen unter Crashbelastung ermöglicht. Mithilfe eines solchen Verfahrens können während des Fahrzeugcrashs wertvolle Informationen zur Validierung und Optimierung von numerischen Crashsimulationen erfasst werden.
In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik (EZRT) entwickeln Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer EMI die zur Anwendung eines solchen Verfahrens notwendige Hard- und Software. Im Bereich der Messtechnik wurden bereits große Fortschritte bei der Entwicklung eines Spezialdetektors erzielt, der für die Anwendung bei sehr hohen Energien und Bildfrequenzen optimiert ist. Zur Auswertung der erhobenen Bilddaten werden Algorithmen zur automatisierten Erkennung und Nachverfolgung von Fahrzeugmerkmalen entwickelt. Mithilfe von simulierten Röntgenbildern erfolgt eine Optimierung des Versuchsaufbaus sowie ein Vergleich von numerischer Crashsimulation und Experiment im Röntgenbild. Unter Verwendung von Methoden aus dem Bereich der Datenassimilation wird die im 2D-Röntgenbild nicht enthaltene 3D-Information durch Berücksichtigung der numerischen Crashsimulation ergänzt. Auf diese Weise kann das Crashverhalten des Fahrzeugs im Experiment rekonstruiert und mit der zugehörigen Crashsimulation verglichen werden. Das Projekt wird von zahlreichen generischen Lastfällen unterschiedlicher Komplexität begleitet. Hierbei wurde unter anderem ein drehbar gelagertes Dummybein eines typischen Crashtestdummys betrachtet, das bei einer Beschleunigung von 30 g auf eine Schaumstoffbarriere trifft. Der Einsatz des neuartigen Mess- und Auswerteverfahrens zeigt hierbei beispielhaft die Möglichkeiten einer detaillierten Analyse des für klassische Hochgeschwindigkeitskameras verborgenen Verhaltens.