Automobilbau: Verbesserte Simulation für Multi-Material-Konstruktionen

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ESI Group,  Anbieter von Virtual Prototyping-Softwarelösungen und Dienstleistungen für die Fertigungsindustrie, stellt die neue Version der ESI Virtual Performance Solution (VPS) vor. Neue Anforderungen haben zu einer Umgestaltung dieser Lösung geführt, die damit die aktuellen Bedürfnisse der Automobilindustrie besonders gut abdecken soll, etwa im Hinblick auf Multi-Material-Konstruktionen.

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ESI Group,  Anbieter von Virtual Prototyping-Softwarelösungen und Dienstleistungen für die Fertigungsindustrie, stellt die neue Version der ESI Virtual Performance Solution (VPS) vor. Neue Anforderungen haben zu einer Umgestaltung dieser Lösung geführt, die damit die aktuellen Bedürfnisse der Automobilindustrie besonders gut abdecken soll, etwa im Hinblick auf Multi-Material-Konstruktionen.

Bei der neuen Fahrzeuggeneration mit Verbrennungsmotoren oder Elektro-/Hybridantrieben vertrauen die Hersteller auf Multi-Material-Konstruktionen, einschließlich Leichtmetallen und Verbundwerkstoffen. VPS bietet neue Wege, um Verhalten und 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 werden, multi-skalare Lösungsschemata profitieren. VPS versetzt Entwicklungs- und Simulationsexperten in die Lage, ihre Innovationenanstatt anstatt umständlich mit physischen schnell mit virtuellen Prototypen zu testen.

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.

Bessere Ansätze für Lebensdauerbewertung

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.
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 Prozent 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.
Miloslav Pašek, Škoda Auto Support Teamleiter bei MECAS ESI s.r.o: ”Virtual Performance Solution (VPS) bietet eine kontinuierlich wachsende Leistung im Bereich High-Performance- Computing (HPC). Numerische Robustheit und höchste Stabilität sind dabei zwingend erforderlich. Skalierbarkeit und Techniken für das Parallel-Processing sind Schlüsselelemente, um die Lösung komplexer Berechnungsprobleme zu beschleunigen und die Durchführung tausender Simulationen der Crash- und Insassensicherheit zu ermöglichen, die in der Fahrzeugentwicklung notwendig sind, um beste Ergebnisse bei den Euro NCAP-Tests zu erzielen. Der Beitrag “ESI Virtual Performance Solution helped Škoda score 5 star rating from Euro NCAP” beschreibt, wie solche Möglichkeiten Automobilingenieure unterstützen können.“

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

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