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Fraunhofer V0314Stahl, Aluminium, Magnesium, faserverstärkte Kunststoffe – Autos bestehen mittlerweile aus zahlreichen Werkstoffen. Diese müssen zuverlässig miteinander verbunden werden. Das Verletzungsrisiko für die Insassen darf auch dann nicht steigen, wenn sich die Fügestellen bei einem Crash lösen. Wie viel Belastung sie aushalten, ließ sich bisher nur ungenau vorhersagen. Ein weiterentwickeltes Modell von Fraunhofer liefert nun realistische Prognosen.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben ein Modell weiterentwickelt, das das Verhalten von Nieten zuverlässig voraussagt – sowohl bei langsamen und schnellen Biegebelastungen als auch bei Zug- und Scherbelastungen, die entstehen, wenn sich gefügte Bauteile relativ zueinander verschieben. Dazu fertigten sie einzelne Bauteilproben aus verschiedenen Materialien, verbanden sie über Nieten miteinander und belasteten sie anschließend. Sie haben sie also in verschiedene Richtungen gebogen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten daran gezogen und gedrückt. Das Verhalten der Nietstellen ließen sie anschließend in mathematische Gleichungen einfließen. Diese Gleichungen enthalten verschiedene Parameter, beispielsweise für die unterschiedlichen Materialien und ihre Dicke. Etwa fünfzehn unterschiedliche Werkstoffkombinationen wurden untersucht. Anhand dieser Daten erstelle man Prognosen für weitere, ähnliche Material- und Dickenkombinationen.

Möchten Autohersteller nun berechnen, wie sich die Nieten im Falle eines Unfalls verhalten, simulieren sie zunächst den Crash an sich. Welche Belastungen treten an welchen Stellen des Autos auf? Sind diese Daten bekannt, können die Ingenieure für jede einzelne Niete voraussagen, ob sie den Belastungen an eben dieser Position standhalten würde. Das Modell ist fertig, die Autobauer könnten es also bereits einsetzen und ihre Autos damit noch ein Stück sicherer machen.
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