Simulationssoftware Crashs und Umformprozesse im Fahrzeugbau simulieren

Autor / Redakteur: Martin Küssner / Dietmar Kuhn

Automobilhersteller stehen vor der Herausforderung, dass sie mehr Fahrzeugmodelle in noch kürzerer Zeit als jemals zuvor bei insgesamt reduzierten Kosten zur Marktreife bringen müssen. Dies ist ohne den weiteren Ausbau der virtuellen Produktentwicklung und Simulation nicht denkbar. Ein wichtiges Erfolgskriterium stellt die Prognosegüte dar.

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Crashsimulation am Gesamtfahrzeug. Automobilentwicklung geht schneller und kostengünstiger mit Simulationswerkzeugen. Bild: Abaqus
Crashsimulation am Gesamtfahrzeug. Automobilentwicklung geht schneller und kostengünstiger mit Simulationswerkzeugen. Bild: Abaqus
( Archiv: Vogel Business Media )

Die fortschrittlichsten Automobilhersteller sind mittlerweile so weit, dass sie sich während der Entwicklung weitgehend auf die Simulation verlassen und auf Hardware-Prototypen verzichten. Sie nutzen darüber hinaus auch keine physikalischen Testergebnisse mehr, um Finite-Elemente-Crashmodelle in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses zu kalibrieren.

Prognosegüte der Simulationssoftware entscheidend

Der erste physikalische Crashtest wird mit einem Vorserienmodell durchgeführt, das bereits mit den Serienwerkzeugen gefertigt wurde. Dies stellt eine enorme Ersparnis dar, denn einzeln handgefertigte Prototypenmodelle können durchaus Kosten im Millionenbereich verursachen. Konstruktionsänderungen werden zu diesem späten Zeitpunkt sehr teuer, so dass der Erfolg dieser sehr starken Digitalisierung des Entwicklungsprozesses mit der Prognosegüte der Simulationssoftware steht und fällt (Bild 1).

Bildergalerie

Ein namhafter Autohersteller hat diese grundlegenden Änderungen im Entwicklungsprozess vollzogen und führte aus diesem Grund im Jahr 2009 einen Benchmark für Crash Solver durch. Es ging darum, die Qualität der Simulationsergebnisse detailliert durch den direkten Vergleich mit getesteten Hardware-Prototypen zu evaluieren.

Das Rennen machte schließlich Abaqus/Explicit, ein Produkt aus der Simulia-Produktlinie von PLM-Anbieter Dassault Systèmes, weil sich der Löser mit Blick auf die Prognosegüte und Zuverlässigkeit als der beste erwies. Dies betraf insbesondere die Abbildung der Materialeigenschaften in Hinblick auf Schädigung und Versagen sowie auch die Umsetzung der Schweißpunkte in die Simulation. Darüber hinaus bewertete der Autohersteller auch das starke Engagement des Software-Anbieters für die Methodenentwicklung sehr positiv.

Vorhersagen der Materialeigenschaft bringt Einsparungen in Millionenhöhe

Der Abaqus-Löser ermöglichte genaue Vorhersagen gerade der so wichtigen lokalen Materialeigenschaften bei allen relevanten Modellen – von den Komponenten bis zum Komplettfahrzeug. Für den Premiumhersteller bedeutet dies Einsparungen in Millionenhöhe sowie eine Verkürzung der Entwicklungszeit um mehrere Monate (Bild 2 – siehe Bildergalerie).

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