In der Fahrzeugentwicklung spielt Leichtbau eine zentrale Rolle, um Gewicht und Emissionen zu reduzieren. Dabei werden komplex geformte Karosserieteile aus Metallblechen eingesetzt, um Materialstärken zu verringern. Beim Umformen dieser Bleche können jedoch lokale Materialschädigungen entstehen, an denen die inneren Spannungen besonders hoch sind. Diese lokalen Schädigungen beeinflussen das spätere Crashverhalten und stellen die Simulation vor große Herausforderungen. Sie sind Teil des realen Fertigungsprozesses, werden in herkömmlichen Crashsimulationen jedoch oft nur unzureichend berücksichtigt. Während solche Effekte in Umformsimulationen rechnerisch bestimmt werden können, ist ihre präzise Abbildung für die Crashsimulation so aufwendig, dass sie industrielle Entwicklungsprozesse stark verlangsamt. Vereinfachte Schädigungsmodelle hingegen fassen das Materialverhalten bislang zu grob zusammen. Das Ergebnis sind ungenaue Versagensprognosen und potenziell teure Fehlentscheidungen in der Entwicklung.

Das Forschungsprojekt MapUmCra zielt darauf ab, Materialschädigungen aus der Umformsimulation präzise und effizient in die Crashsimulation zu übertragen. Dafür entwickeln Forscherinnen und Forscher neue Verfahren zur Abbildung, Transformation und Übertragung von Schädigungsinformationen, die die unterschiedlichen Anforderungen beider Simulationen berücksichtigen. Ziel ist eine durchgängige, realitätsnahe Prozesskette von der Blechumformung bis zum Crashversuch. Dadurch lassen sich das Versagensverhalten von Bauteilen genauer prognostizieren, die Komplexität der Materialmodellierung reduzieren und Entwicklungszeiten verkürzen. Das bedeutet insbesondere für kleine und mittelständische Zuliefererbetriebe deutliche Kosteneinsparungen.

Fraunhofer SCAI bringt in MapUmCra seine Expertise in multiphysikalischer Simulationskopplung, Datenmapping und Schnittstellenentwicklung ein. Damit legt Fraunhofer SCAI den Grundstein für eine neue Generation digital vernetzter Simulationsketten – für präzisere Crashprognosen, ressourceneffizientere Entwicklungsprozesse und eine nachhaltigere Fahrzeugentwicklung.

Die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert das Projekt, das darüber hinaus von der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT) begleitet wird.

Laufzeit: 07/2025 bis 12/2027