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Simulation Software deckt Herausforderungen der Automobilindustrie ab

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Bei der neuen Fahrzeuggeneration mit Verbrennungsmotoren oder Elektro-/Hybridantrieben vertrauen die Hersteller auf Multi-Material-Konstruktionen. Die neue Version ESI Virtual Performance Solution (VPS) von ESI ermöglicht das Verhalten und die Leistungsfähigkeit solcher Strukturen präzise zu validieren.

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Die neueste Version von ESI Virtual Performance Solution wurde entwickelt, um die zentralen Herausforderungen der Automobilindustrie abzudecken.
Die neueste Version von ESI Virtual Performance Solution wurde entwickelt, um die zentralen Herausforderungen der Automobilindustrie abzudecken.
(Bild: ESI)

Bei der neuen Fahrzeuggeneration mit Verbrennungsmotoren oder Elektro-/Hybridantrieben vertrauen die Hersteller auf Multi-Material-Konstruktionen, einschließlich Leichtmetallen und Verbundwerkstoffen. Die neue Version ESI Virtual Performance Solution (VPS) von ESI ermöglicht das Verhalten und die Leistungsfähigkeit solcher Strukturen über eine wachsende Anzahl von Disziplinen präzise zu validieren. Dazu gehören Crash, Lebensdauer und Vibro-Akustik, wobei die Vorteile des verwendeten Single-Core-Modells gewinnbringend genutzt werden. Darüber hinaus können die Effekte von Fertigungsprozessen berücksichtigt und von multi-skalaren Lösungsschemata profitiert werden. VPS versetzt Entwicklungs- und Simulationsexperten in die Lage, ihre Innovationen schnell mit virtuellen, anstatt umständlich mit physischen Prototypen, zu testen.

Versagensvorhersage bei Crash-Tests verbessern

Die Auswahl fortschrittlicher Leichtbaumaterialien, wie hochfeste Stähle oder Verbundwerkstoffe, erfordert ein tiefgehendes Verständnis und eine frühzeitige Vorhersage des Materialverhaltens im montierten Zustand. Leichtbauprogramme forcieren den Einsatz innovativer Stähle, darunter warmgeformte und zunehmend hochwertige Dualphasenstähle. Diese höheren Qualitäten können durch das Warmfügen herabgesetzte Eigenschaften im Bereich der Schweißnähte aufweisen, was wiederum einen wichtigen Einfluss auf das Crash-Verhalten und die Insassensicherheit haben kann. ESIs multi-skalarer Ansatz für das Punktschweißen verbessert die Versagensvorhersage bei Crash-Tests, wie in der anlässlich des Nafems World Congress 2017 erschienenen Publikation mit dem Titel “Adaptive local weld models in Advanced High-Strength Steels for use in full-vehicle crash simulation” aufgezeigt wird.

Die Einführung neuer Materialien und neuer Fahrzeugdesigns steigert auch die Notwendigkeit besserer Ansätze für die Lebensdauerbewertung. Um dieser Anforderung zu entsprechen, ist die Interaktion zwischen Fahrbahn und Reifen ein Schlüsselelement, um die Belastungen der Struktur und damit die Lebensdauer realistisch vorherzusagen. In VPS 2017 sind durch die Co-Simulation mit Cosin’s Software FTire (Flexible Structure Tire Model), eines physik-basierten, nicht-linearen 3D-Reifensimulationsmodells, neue Reifenmodelle verfügbar.

Crash-Simulation eines vollständigen Fahrzeugmodells in weniger als fünf Stunden

Die Version 2017 von VPS bietet ein bis 256 Prozessoren skalierbares DMP. Dies ermöglicht die Crash-Simulation eines vollständigen Fahrzeugmodells in weniger als fünf Stunden, einschließlich der Abbildung von Seiten- und Kopf-Airbags mit der präzisen FPM-Methode (Finite Pointset Method) zur Gas-Modellierung. Dies bedeutet eine Reduzierung der CPU-Zeit um 60 % gegenüber den beiden letzten VPS-Versionen.

Die in VPS 2017 gebotene erweiterte Skalierbarkeit für ein effizientes High-Performance- Computing (HPC) ist der Schlüssel für die Untersuchung verschiedener Design-Optionen, des virtuellen Testens der Fahrzeug-Performance auf Basis eines Single-Core-Modells, sowie für die Durchführung von Iterationen vor dem Design-Freeze. (jup)

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