Technik

Fahrzeugsicherheit: Forscher durchleuchten Autos nach Crashtest

von
Paul Bandelin

Crashtests sind extrem aufwendige Vorgänge. Dank einer neuen Technologie mit Röntgenuntersuchung können sie eingehender analysiert werden.

Eine gesplitterte Windschutzscheibe.
Bei einem Autounfall entstehen ganz deutlich sichtbare Schäden – etwa gesplitterte Scheiben – aber was ist mit all den unsichtbaren Schäden im Inneren? Das schauen sich Forscher genauer an. Foto: Shutterstock / ansem

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum Röntgen-Technologie nicht nur im Krankenhaus, sondern auch beim Crashtest zum Einsatz kommt
  • Wie Röntgen offenbart, was bei einem Autounfall im Inneren passiert
  • Was die X-CC-Technologie für die Fahrzeugsicherheit bedeutet

Crashtests sind für alle Beteiligten ein enorm aufwendiges und zudem teures Prozedere. Deshalb versuchen Forscher aus jedem Test das Maximum an Informationen heraus zu holen.

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Im Leistungszentrum Nachhaltigkeit in Freiburg am Fraunhofer-Institut EMI haben sie in Zusammenarbeit mit der Daimler AG eine neuartige Technik entwickelt, um Crashtests noch effizienter zu machen: Die X-Ray-Car-Crash-Technologie, kurz X-CC, macht unter Zuhilfenahme von Röntgenaufnahmen sichtbar, was zuvor verborgen blieb: Sie zeigt, was während des Crashs genau vor sich geht, zum Beispiel wie sich die inneren Strukturen während der hochdynamischen Prozesse beim Aufprall verformen. Auch in Hinblick mit der steigenden Zahl an Elektroautos sind diese Erkenntnisse relevant.

Wie verhalten sich einzelne Bauteile bei einem Autounfall?

Mit X-CC kommt erstmals Röntgentechnologie auch zur Analyse bei einem Crashtest zum Einsatz. Damit wird sichergestellt, dass das Verhalten sicherheitsrelevanter Bauteile, die sich im Inneren des Fahrzeugs befinden, detailliert aufgezeichnet wird.

Das Ziel der neuen Technologie ist es, die Abläufe bei Kollisionen besser zu verstehen und daraus abgeleitet auch die Prognosefähigkeit von Simulationen zu verbessern.

Während des Crashtests wird eine Reihe ultrakurzer Röntgenaufnahmen gemacht, die trotz der extrem schnellen Vorgänge gestochen scharfe Bilder liefern. Aus diesen können die Forscher dann jeweils Ausschnitte des Crashs anfertigen.

Im Anschluss werden die Daten aus dem Crashtest mit den sonst üblichen Simulationen nach Finite-Element-Methode (FEM) vereint und für die nächsten Kollisionssimulationen genutzt. Diese FEM-Simulationen beschreiben mathematisch die Übergänge während des Verformungsprozesses – dem Crash.

Röntgenbilder validieren Simulation

Anfang 2017 ist es den Forschern erstmals gelungen, die Ultrakurzzeit-Röntgentechnologie bei hochdynamischen Verformungsprozessen anzuwenden.

Zu Beginn untersuchten die Wissenschaftler das Durchleuchtungspotenzial von zwei Röntgenquellen bei einem Testfahrzeug und legten dabei präzise die technischen Einstellungen für die eigentlichen Aufnahmen während des Crashtests fest. Dazu zählt beispielsweise das exakte Timing der Belichtung.

Gegenüber sonst üblichen Röntgenverfahren verkürzten die Forscher die Belichtungszeit um den Faktor 1000. Die ersten Ergebnisse bestätigten die Vorhersagen der Simulationen.

Jeder Crashtest erhöht die Fahrzeugsicherheit

Mit den gewonnenen Erkenntnissen aus den künstlichen Crashs lassen sich Materialien in Zukunft besser auswählen und dann die Folgen von echten Autounfällen vorhersagen und idealerweise mildern.

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Für die kommenden Jahre ist eine weitere Verbesserung der Technologie vorgesehen. Laut Plan sollen die Röntgenaufnahmen und Simulationsdaten mit einem Algorithmus aus der Computertomografie kombiniert werden.

Daraus soll ein dreidimensionales Bild der Verformungsprozesse entstehen, das sich noch eingehender analysieren lässt. Die Experten versprechen sich davon noch präzisere Einsichten, um auf lange Sicht die Fahrzeugsicherheit weiter zu erhöhen.

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