Dzięki tworzywom BASF Opel zwiększa bezpieczeństwo na drodze

Wspólny projekt firmy BASF i koncernu Opel. Cel projektu: zwiększenie bezpieczeństwa za sprawą nowych termoplastycznych elementów. Co to oznacza w praktyce? W razie uderzenia pieszego samochodem ryzyko ciężkiego poturbowania człowieka jest znacznie niższe.

Największa firma chemiczna świata, czyli BASF i uznany producent samochodów Opel opracowali właśnie nowe rozwiązania technologiczne, które znacząco zwiększa ochronę pieszych w razie drogowego zderzenia z pojazdem.

Nowatorski element wykonany został z termoplastycznego tworzywa Ultramid B3WG6-CR i jest już stosowany przy projektowaniu dolnego usztywnienia zderzaka w nowym modelu Opla Corsy. W prezentowanym rozwiązaniu wykorzystano efekt zastosowania tzw. zintegrowanej symulacji.

Projekt jest odpowiedzią na wzrastające przepisy odnośnie bezpieczeństwa drogowego. Oto bowiem producenci pojazdów muszą sprostać wymogom unijnej Dyrektywy 2003/102/EC. Określa ona rodzaj i formę badań niezbędnych dla uzyskania homologacji nowych typów pojazdów. Badania takie dotyczą bezpieczeństwa pieszych w sytuacji zderzenia z samochodem.

W interesie producentów jest więc to, aby dodatkowe elementy zapewniające bezpieczeństwo umożliwiały optymalne wykorzystanie miejsca, a także były łatwe w montażu, wystarczająco wytrzymałe w kontakcie z przeszkodą oraz miały najniższą możliwą wagę i niewielką liczbę części. Tego typu szeroki wachlarz wymagań należało spełnić poprzez zastosowanie innowacyjnych części wykonanych z tworzywa konstrukcyjnego.

I właśnie z tego względu Opel podjął współpracę z BASF przy projektowaniu nowych modeli swoich samochodów. W wyniku tej kooperacji zaprojektowano nową, tworzywową część, która zastąpi dotychczasowy element metalowy.

Swoisty usztywniacz dolny zderzaka (LBS) jest elementem funkcjonalnym wykonanym z tworzywa Ultramid B3WG6 CR, poliamidu 6 wzmacnianego włóknem szklanym. LBS waży około jednego kilograma, ma metr długości i montowany jest za przednim zderzakiem w taki sposób, aby zmniejszyć ryzyko poważnego urazu kolan pieszego w przypadku kolizji samochodem. Przy opracowywaniu LBS firma BASF wykorzystała nową metodę symulacji tzw. symulację zintegrowaną.

Opracowana przez BASF metoda "zintegrowanej symulacji" pozwala już na etapie analizy numerycznej uwzględnić równocześnie kilka czynników: nieliniowe zachowania lepko-plastyczne, właściwości anizotropowe danej substancji, parametry czystego tworzywa, skład, geometrię, rozkład, ułożenie i gęstość włókien w wykończonej części. Metoda opiera się z jednej strony na wynikach klasycznej symulacji wypełniania formy, a z drugiej na danych eksperymentalnych otrzymanych z szybkiego urządzenia pomiarowego opracowanego przez BASF. Uzyskuje się w ten sposób częściowe informacje o pożądanym kształcie, który spełni stawiane wymagania, a jednocześnie wskazówki, co do optymalnej formy projektowanego elementu.

- Gdy metoda BASF została wprowadzona do procesu rozwoju LBS oraz do oprogramowania symulacyjnego w Oplu, wówczas możliwe stało się również szczegółowe modelowanie LBS i opisywanie jego zachowania z niespotykaną dotąd precyzją - wyjaśnia dr Stefen Frik, lider zespołu Symulacji Pasywnego Bezpieczeństwa w Oplu w Rüsselheim.

Opisana metoda symulacji umożliwia, bez konieczności przeprowadzania kosztownych testów, zaprojektowanie optymalnego LBSu. Taki LBS spełnia wymogi dyrektywy unijnej dotyczącej ochrony pieszych, a jednocześnie, jeśli pojazd zderza się z nieruchomą przeszkodą, gdzie obciążenie jest dużo większe niż przy uderzeniu pieszego, nie dochodzi do zniszczenia innych części z przodu pojazdu. Obniża to koszty naprawy i sprawia, że auto uzyskuje lepsze stawki ubezpieczeniowe. Metoda symulacji integracyjnej może pomóc w wyobrażeniu sobie części wzmacnianych włóknem szklanym dużo bardziej realistycznie niż inne znane metody. Opis integracyjny zachowania materiału w znacznym stopniu poprawia wirtualne projektowanie pojazdu.