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Manche Stoffe müssen enorme Belastungen aushalten: Beispiel Airbag. Fraunhofer-Forscher testen Dehnungsverhalten, Reißfestigkeit und Gasdurchlässigkeit von Materialien, die in der Airbag- oder Weltraumforschung Einsatz finden.
Wenn das Leben an einem Faden hängt
Bei einem Auffahrunfall müssen sich Fahrer- bzw. Beifahrer-Airbag innerhalb von drei Hundertstel Sekunden aufblasen - das ist kürzer als ein Wimpernschlag. Die hohe Aufblasgeschwindigkeit übt enorme Zugkräfte auf den Airbagstoff aus. Damit die Gewebe im Ernstfall nicht reißen, wird bereits während der Airbag-Entwicklung geprüft, wie belastbar die Gewebe sind. Forscher am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI in Freiburg setzen Testverfahren ein, die erstmals die Prüfung von Stoffen mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten erlauben. Andere Tests am EMI liefern Auskunft über Werkstoffdaten von Hochleistungs-Geweben wie Kevlar oder Nextel, die im Weltall Satelliten oder Raumfahrzeuge vor Weltraumschrott schützen sollen.
Die Forscher analysieren, wie reißfest und gasdurchlässig ein Gewebe ist. Weil reale Airbagtests verstärkt durch Computer-Simulationen ersetzt werden sollen, untersuchen die Wissenschafter verschiedene Materialkennwerte, etwa, wie sich ein Stoff dehnt, wenn man ihn gleichzeitig in beide Fadenrichtungen belastet.
Zum Testen von Airbagstoffen spannen die Experten eine Gewebeprobe mit einem Durchmesser von bis zu 20 cm straff in einen Halter. Ein Luftstoß aus einem Druckbehälter bläst den Stoff mit hoher Geschwindigkeit auf. Sowohl Stärke als auch Geschwindigkeit des Druckstoßes können stark variiert und damit den tatsächlichen Einsatzbedingungen angepaßt werden. Das EMI ist eine der wenigen Einrichtungen, die solche dynamischen Messungen durchführen können. Spezialkameras oder spezielle Lichtschrankensysteme messen die durch den Luftstoß entstandene Wölbung der Gewebeprobe bis zum Aufreißen. Aus diesen Ergebnissen läßt sich berechnen, wie berstfest ein Stoff ist und wie er sich unter der jeweiligen Belastung dehnt.
Auch in der Raumfahrt werden extrem feste Gewebe eingesetzt. Mit speziellen Untersuchungen an hochfesten Kevlar- oder Nextelgeweben will man in erster Linie Werkstoffdaten dieser Gewebe gewinnen, damit sie in Modellrechnungen simuliert werden können. Bei diesem Verfahren schießen die Forscher eine Probe des zu untersuchenden Stoffes mit hoher Geschwindigkeit auf eine Prüfplatte, die sich unter dem Aufschlagdruck in Bewegung setzt. Da das Verhalten der Prüfplatte bekannt ist, kann aus dieser Bewegung auf die Eigenschaften des Gewebes geschlossen werden.
Ansprechpartner:
Dr. Hartwig Nahme
Telefon 07 61/27 14-3 55
Telefax 07 61/27 14-3 16
email: nahme@emi.fhg.de
Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI
Eckerstraße 4
D-79104 Freiburg
Pressekontakt:
Dipl.-Phys. Frank Schäfer
Telefon 07 61/27 14-4 21
Telefax 07 61/27 14-3 16
email: schaefer@emi.fhg.de
http://www.fhg.de/german/profile/emi.html
© Fraunhofer EMI - Die in einen Halter gespannte Gewebeprobe wird durch einen Druckstoß aufgeblasen. ...
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Criteria of this press release:
Economics / business administration, Materials sciences
transregional, national
Research projects
German
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