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Messung der Aufprallkraft auf eine Barriere mit einer Wand aus Kraftaufnehmern

  • Aufprallkraft Fx
  • Quer Kraft Fy
  • Quer Kraft Fz
Rendering des instrumentierten Crash-Barrieren-Systems, 64 nebeneinander auf einer quadratischen Montageplatte verschraubte Kraftaufnehmer
Das instrumentierte Barrierensystem: 64 Aufnehmer auf einer 1-m²-Platte. Darstellung aus dem Datenblatt von Michigan Scientific.

Kurz zusammengefasst

Die Kraft auf eine Barriere wird mit dreiachsigen Kraftaufnehmern gemessen, die nebeneinander zwischen der Aufprallfläche und dem Barrierenblock verschraubt sind. Jeder CT500-Aufnehmer misst die Kraft auf der Aufprallachse, ± 500 kN, und quer dazu, ± 125 kN, mit einer Eigenfrequenz über 1 800 Hz. Seine 124 × 124 mm große Front ist eine Standardgröße: 64 Aufnehmer bilden bei 125 mm Abstand eine instrumentierte Fläche von 1 m². Die drei Brückenausgänge jedes Aufnehmers gehen an das Datenerfassungssystem des Versuchszentrums.

± 500 kN
Messbereich auf X, der Aufprallachse, je Aufnehmer
± 125 kN
Messbereich auf Y und Z, je Aufnehmer
64
Aufnehmer auf einer 1-m²-Montageplatte, mit 125 mm Abstand

Kraftfluss

Das Fahrzeug trifft auf die Aufprallfläche der Barriere. Hinter der Fläche leiten die Kraftaufnehmer die Kraft in die am Barrierenblock verschraubte Montageplatte. Jeder Aufnehmer misst die Kraft auf seiner eigenen Fläche in drei Richtungen: Fx auf der Aufprallachse mit dem größeren Messbereich sowie Fy und Fz quer dazu.

Die Aufnehmer sind Kraftaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen (DMS), deren gesamte Elektronik in einem Edelstahlgehäuse untergebracht ist. Die Eigenfrequenz des Aufnehmers, über 1 800 Hz, bestimmt das Ansprechverhalten auf den Aufprall.

Eine Wand aus dreiachsigen Kraftaufnehmern zwischen der Aufprallfläche und dem Barrierenblock Seitenansicht einer Barriere. Das Versuchsfahrzeug trifft auf die Platte der Aufprallfläche. Dahinter leitet eine Säule aus dreiachsigen Kraftaufnehmern die Kraft in die am Barrierenblock verschraubte Montageplatte. Die Aufprallkraft Fx wird von jedem Aufnehmer gemessen. Barrierenblock Fx Aufprallfläche Aufnehmer mit 125 mm Abstand Montageplatte, Kabel innen 64 Aufnehmer auf 1 m²
Die Platte der Aufprallfläche, eine Säule aus Kraftaufnehmern, die Montageplatte und der Barrierenblock, von der Seite gesehen. Jeder Aufnehmer misst Fx auf der Aufprallachse sowie Fy und Fz quer dazu.

Instrumentierung

Der CT500 ist der dreiachsige Aufnehmer der Baureihe. Der CT440 misst ± 440 kN und ± 120 kN, und der CT501 ist die einschchsige Version. Die Nennlast kann auf Anfrage geändert werden.

Achsen3 (Fx, Fy, Fz)
Messbereich, Fx± 500 kN
Messbereich, Fy und Fz± 125 kN
Nichtlinearität< ± 0,5 % FSO
Hysterese0,5 % v. E.
Eigenfrequenz> 1 800 Hz
Ausgangssignal3,5 oder 4,5 mV/V
Versorgungsspannung10 V DC
AnschlussMIL-Stecker
Abmessungen124 × 124 × 130 mm
GehäuseEdelstahl, IP66, temperaturkompensiert
Betriebstemperatur−40 bis 125 °C
KalibrierungISO-17025-Zertifikat

Barrierensystem

Das instrumentierte Crash-Barrierensystem wird montiert geliefert: 64 Aufnehmer, CT500 oder CT501, auf einer 1 m² großen Edelstahl-Montageplatte mit 125 mm Rastermaß verschraubt, mit 1 mm Spiel zwischen den Aufnehmern und innerhalb der Platte geführten Signalleitungen. Das System wird am Barrierenrahmen der Anlage verschraubt und zwischen Versuchsaufbauten umgesetzt. Mehrere Systeme nebeneinander ergeben eine größere Aufstandsfläche.

Es wird kein bestimmtes Messdatenerfassungssystem benötigt; die Aufnehmer werden an den Recorder der Anlage angeschlossen. Montageplatten, Kabel und ein Messdatenerfassungssystem können ebenfalls mit den Aufnehmern geliefert werden.

Vorgehen

  1. 01

    Messbereich der Aufnehmer festlegen

    ± 500 kN auf X und ± 125 kN auf Y und Z standardmäßig; andere Nennlast auf Anfrage.

    CT500 Kraftaufnehmer für Crashbarrieren
  2. 02

    Panel montieren

    Die montierte Platte oder die auf einer starren Montageplatte verschraubten Aufnehmer wird bzw. werden am Barrierenrahmen befestigt.

  3. 03

    Jeden Aufnehmer anschließen

    Drei Brücken pro Aufnehmer, 10 V Gleichspannung Speisung, Ausgang von 3,5 oder 4,5 mV/V, über den MIL-Stecker.

  4. 04

    Aufprall aufzeichnen

    Drei Kraftkanäle pro Aufnehmer auf dem Messdatenerfassungssystem der Anlage.

Sitzbefestigungen im selben Versuch

Die Kräfte, die bei einem Crash an den Sitzbefestigungen ankommen, werden mit einem dreiachsigen TR3D-Kraftaufnehmer gemessen, der zwischen dem Sitz und jeder Befestigung verschraubt ist, von 1,1 bis 444 kN pro Achse, wie auf der Seite Sitzkräfte.

Ergebnis

Die Kraft des Aufpralls auf die Barriere in drei Richtungen, für jeden Aufnehmer des Panels, mit dem Ansprechen eines Aufnehmers, dessen Eigenfrequenz über 1 800 Hz liegt. Jeder Aufnehmer wird mit einem ISO-17025-Kalibrierschein geliefert.

Häufige Fragen

Welche Abmessungen hat ein Kraftaufnehmer für Crashbarrieren?

Der CT500 misst 124 × 124 × 130 mm. Seine 124 × 124 mm große Fläche ist ein Standardmaß, sodass sich die Aufnehmer nebeneinander zu einem Panel zusammenbauen lassen.

Welche Kraft kann ein einzelner Aufnehmer einer Kraftaufnehmerwand aufnehmen?

Der CT500 misst ± 500 kN auf X, der Aufprallachse, und ± 125 kN auf Y und Z. Die Nennlast kann auf Anfrage geändert werden.

Wie viele Aufnehmer fasst das Barrierensystem?

64 Aufnehmer auf einer 1 m² großen Montageplatte, mit 125 mm Rastermaß, wobei die Signalleitungen innerhalb der Platte geführt werden. Mehrere Systeme nebeneinander ergeben eine größere Aufstandsfläche.

Misst ein Kraftaufnehmer für Crashbarrieren Querkräfte?

Ja. Der CT500 ist ein dreiachsiger Kraftaufnehmer. Der CT501 ist die einachsige Version, nur für die Aufprallachse.

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