Crash-Bewertung

Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung durch verbesserte Crash-Tests

In der Automobilindustrie sind wissenschaftlich fundierte Crashtests für die Entwicklung und Optimierung neuer Fahrzeuge unerlässlich. Mit Hilfe der Tests und geeigneter Messtechnik lässt sich die Sicherheit von Komponenten und Bauteilen gegenüber dynamischen Belastungen bereits in der Entwicklungsphase überprüfen und verbessern. Allerdings haben Crashtests einen entscheidenden Nachteil: Sie sind teuer, ressourcenintensiv und zeitaufwändig. Deshalb sollen sie zunehmend durch numerische Simulationen ersetzt werden. Deren Realitätstreue und Prognosefähigkeit sind aber bisher nicht ausreichend.
Im Zentrum des Fraunhofer-Projektes steht die Entwicklung und erste Anwendung einer 3D-Hochgeschwindigkeitssmesstechnik im Crashversuch, als zentraler Baustein bei der Optimierung von Komponenten im Fahrzeugbau. Mit dieser optischen Messtechnik und einer angepassten Analysesoftware für die Auswertung der Crash- und Komponentenversuche werden präzisere Aussagen zum Bauteilverhalten möglich. Die resultierende optimierte Auslegung von Komponenten mit reduzierten Sicherheitsmargen bei gleicher technischer Leistung führt unmittelbar zu Material- und Kosteneinsparungen.


Vision

Die Vision der wirtschaftsstrategischen Fraunhofer-Allianz "Hochgeschwindigkeits-3D-Messdatenerfassung zur Validierung von Experiment und Simulation in der Crashbewertung" ist es, durch die Verbindung von 3D-Hochgeschwindigkeitsmesstechnik und 3D-Simulation von Crashtests zu einer Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit und Reduktion der Kosten in der Automobilfertigung beizutragen.


SCAI bringt seine Kompetenzen ein

Bei der Analyse der während der Crashversuche generierten Daten kommen die Kompetenzen des Fraunhofer SCAI zum Tragen. Fraunhofer SCAI entwickelt sowohl Methoden zur Analyse, Auswertung und Optimierung von Crashsimulationen als auch Dataminingverfahren. Im Themenfeld Dataminingverfahren für Simulationen entwickelt SCAI, zusammen mit der Firma GNS, Software-Tools für die Industrie wie FEMMINER.

Überdies verfügt SCAI über umfangreiche Erfahrungen in der numerischen Kopplung multidisziplinärer physikalischer Phänomene (Schwerpunkte u.a. im Bereich Mapping). Im Bereich der multidisziplinären Simulation ist eine zentrale Aufgabenstellung die effiziente und gleichzeitig robuste Erstellung von geometrischen Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den inkompatiblen Diskretisierungen zweier gekoppelter Rechenmodelle. Die aktuell üblichen Modelle bewegen sich dabei in Größenordnungen von 1 bis 10 Millionen Gitterpunkten/Elementen auf jeweils beiden Kopplungsflächen mit meist deutlichen Unterschieden in deren lokaler Netzauflösung und -topologie.

Mit DIFFCRASH hat SCAI ein Tool entwickelt, das Unterschiede in Crashsimulationen bewertet und mittels Datenreduktionsverfahren die Ursachen von Streuungen in den Ergebnissen auffindet. DIFFCRASH wird derzeit bei Landrover / Jaguar, Skoda und VW eingesetzt. Die FEMMINER-Umgebung setzt Datenreduktionsverfahren für den Vergleich sehr vieler Simulationsergebnisse mit unterschiedlichen Geometrien ein.


Projektlaufzeit

Das Fraunhofer-Projekt "Hochgeschwindigkeits-3D-Messdatenerfassung zur Validierung von Experiment und Simulation in der Crashbewertung" hat im Januar 2013 begonnen und läuft bis Ende 2015.