MpCCI Mapper in der Praxis

MpCCI Mapper verbessert Crash-Simulationen

In Crash-Simulationen verwendete Modelle sind idealisiert – sie berücksichtigen meist nicht die herstellungsbedingten lokalen Änderungen der Geometrie und der Materialeigenschaften. Der SCAIMapper hilft, die Aussagekraft von Crashberechnungen zu erhöhen, indem die Ergebnisse aus Herstellungssimulationen in das Crashmodell integriert werden.

Wie sich relevante Bauteile während eines Crashs verhalten, hängt nicht nur von ihrem Design, sondern auch von ihrer Herstellungsgeschichte ab. Für realitätsgetreuere Crashmodelle müssen deshalb herstellungsbedingte lokale Geometrieinformationen und Materialkenngrößen aus der Umformsimulation oder anderen Bearbeitungssimulationen in das Crash-Modell übertragen werden. Dazu hat das Fraunhofer-Institut SCAI in einem Projekt mit dem Verband der Automobilindustrie die Software SCAIMapper entwickelt. Der MpCCI Mapper bietet eine Funktion, um Modelle mit inkompatiblen relativen Positionen im Koordinatensystem aufeinander auszurichten. Mapping-Funktionen für Materialdicke, Druck- und Zugbelastung, Spannungen und andere element- bzw. knotenbezogene Daten sowie die Möglichkeit, Informationen über Einheitensysteme einzufügen, unterstützen die Integration in die Prozesskette.

Der MpCCI Mapper bietet ein Validierungsmodul zur Überprüfung der gemappten Größen. Für die Validierung werden die Assoziations- und Knotenabstände der gekoppelten Modelle sowie die lokalen Differenzen von Original- und übertragenem Wert berechnet und visualisiert. Alle Funktionen des MpCCI Mappers können interaktiv über ein grafisches Interface gesteuert werden. Zum Laden der Ausgangs- und Zielgitter unterstützt SCAIMapper die Dateiformate vieler in der Umform- und Crash-Simulation verwendeter Codes:

  • Abaqus (.inp-Dateien lesen/schreiben)
  • Indeed (.gns lesen)
  • LS-DYNA (Keyword-Dateien lesen/schreiben)
  • PAM-STAMP PAM-CRASH (Mapping Files lesen/schreiben, Keyword files lesen)
  • Radioss (starter input D00 lesen, output file Ynnn lesen/schreiben)
  • Nastran (lesen, patchen)
  • Sysweld (.asc lesen, schreiben, patchen)

Faurecia arbeitet am perfekten Autositz

Im gesamten Auslegungsprozess von Autositzen verwendet Faurecia den MpCCI Mapper.
© Faurecia Autositze GmbH
Im gesamten Auslegungsprozess von Autositzen verwendet Faurecia den MpCCI Mapper.

Damit Sitze Crash-Tests standhalten und möglichst leicht sind, muss die Herstellungsgeschichte der Bauteile eingehender betrachtet und berücksichtigt werden. Faurecia hat den SCAIMapper schon seit 2007 als zentrales Übertragungswerkzeug konzernweit in den gesamten Prozessablauf der Sitzauslegung integriert. Immer dann, wenn spezielle physikalische Umformgrößen (z. B. Plastic Strain, Materialstärke) gewisse kritische Schwellenwerte über- oder unterschreiten, werden die Umformergebnisse als Vorbelegung auf die Noise-Vibration-Harshness-, Crash-Modelle oder Finite-Elemente-Analyse gemappt, um dort den lokalen Einfluss der Herstellung detailliert analysieren zu können. Als einer der großen Automobilzulieferer bietet Faurecia seinen Kunden diese gemappten Daten ebenfalls als Teil der Gesamtproduktbeschreibung an.

Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe

© KIT FAST
Optimization CAE process chain of Carbon-Fiber reinforced composites components

Die exzellenten massenspezifischen Eigenschaften von Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen können auf die konkreten Anforderungen im Leichtbau zugeschnitten werden. Die ökonomische Verwertung dieses theoretischen Potenzials ist jedoch derzeit noch begrenzt durch Unzulänglichkeiten im Herstellungs- und in den Verarbeitungsprozessen, durch fehlendes Wissen über das Materialverhalten sowie duch eine nicht zufriedenstellende Vorhersage der strukturellen Eigenschaften.

Um diese Schwächen zu beheben, ist eine enge Verknüpfung von Prozess- und Struktursimulationen erforderlich, in die auch Besonderheiten der Werkstoffe und der möglichen Bauteile einfließen..

Eine weitere wichtige Voraussetzung, um das werkstoffspezifische Potenzial von Hochleistungsfaserverbundverkstoffen auszunutzen, ist die integrierte Simulation der gesamten zugehörigen Prozesskette, wobei alle signifikanten Prozessparameter und Prozessergebnisse zwischen den einzelnen Simulationschritten ausgetauscht werden.

Weitere Beispiele und mehr Info zum MpCCI Mapper