Interview: „CAE-Leistungen aus einer Hand“

Neben Systemsimulation bietet TECOSIM seit einigen Jahren auch Mehrkörpersimulation (MKS) in seinem Portfolio an. Ziel: als CAE-Komplettanbieter dem Kunden „alles aus einer Hand“ zu liefern. Die Redaktion sprach mit dem neuen TECOSIM-Geschäftsführer Martin Westerwald über diese Teildisziplin des Computer Aided Engineering.

Anfragen zur MKS beantwortet Martin Westerwald, Geschäftsführer der TECOSIM GmbH,

unter m.westerwald@de.tecosim.com

 

Herr Westerwald, wann genau ist die Mehrkörpersimulation (MKS) das Mittel der Wahl? 

Immer dann, wenn in der numerischen Berechnung komplexe mechanische Systeme zum Einsatz kommen, bei denen sich mehrere Bauteile bewegen. Ziel ist es, bereits in der Entwicklungsphase das Zusammenspiel der einzelnen Teile optimal aufeinander abzustimmen.

Und in welchen Bereichen konkret setzt TECOSIM die MKS ein? 

Mehrkörpersimulation wird bei uns bei einzelnen Kundenaufträgen, wie zum Beispiel Gesamtfahrzeugprojekten, angewendet. Auch innerhalb unseres virtuellen Benchmarkings TEC|BENCH erstellen wir MKS-Fahrzeugmodelle. Bei TEC|BENCH bieten wir unseren Kunden detaillierte Finite-Elemente-Modelle (FE) von Serienfahrzeugen für den Wettbewerbsvergleich an, unter anderem für Fahrdynamik- und NVH-Untersuchungen sowie für Crashsimulationen.

Welche Vorteile hat der Kunde von der MKS?

Er kann zum Beispiel die Modelle für Fahrdynamiksimulationen aller Art einsetzen sowie Schnittlasten für die Lebensdauer berechnen. Bei den TEC|BENCH-Berechnungen erreichen wir die für die MKS erforderliche hohe Modellgüte durch die Daten, die aus dem Prozess des virtuellen Benchmarks in hoher Präzision zur Verfügung stehen – zum Beispiel die Kinematikpunkte oder die Masseneigenschaften der relevanten Bauteile. Wir messen auch die quasistatischen und -dynamischen Kennlinien der im Fahrwerk verbauten Gummigelenke, Federn und hydraulischen Schwingungsdämpfer. Diese finden so ebenfalls ihren Weg in das Modell.

Was genau macht der Kunde mit MKS-Modellen? 

Unter anderem kann ein Hersteller mit dem so entwickelten virtuellen Fahrzeug umfangreiche Fahrsimulationen durchführen. Klassische Beispiele sind die stationäre Kreisfahrt, Fahrspurwechsel und Bremsen in der Kurve. Liegt eine Teststrecke in digitalisierter Form vor, kann der Entwicklungsingenieur auch die gesamte Strecke mit dem virtuellen Fahrzeug befahren. Er kann im Vergleich zu einer realen Fahrwerkabstimmung eine Vielzahl von Einstellmöglichkeiten und deren Wechselwirkung testen und so das optimale Ergebnis erzielen.

MKS-Modell für ein Gesamtfahrzeug

Auch am Rechner werden nicht alle Varianten geprüft. Welchen Weg gehen die Ingenieure hier? 

Wir bedienen uns der statistischen Versuchsplanung, des DoE (Design of Experiments). Mit dieser Methode können wir mit der geringstmöglichen Anzahl von Berechnungen die wichtigsten Einflussgrößen identifizieren. Außerdem wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen Parameter und Zielgröße ermittelt. Es besteht damit die Chance, näher an die optimale Einstellung zu gelangen. Natürlich kann damit die reale Fahrzeugabstimmung nicht ersetzt werden. Ziel ist es, den Testingenieuren einen sinnvollen Startpunkt für ihre Arbeit zu liefern und die einflussreichsten Stellgrößen zu identifizieren.

Welche Ziele verfolgt TECOSIM im Bereich MKS? 

Wir haben vor einigen Jahren unser Portfolio durch die Teildisziplinen MKS und Systemsimulation erweitert, um unsere Position als CAE-Marktführer zu stärken und uns als CAE-Komplettanbieter aufzustellen. Wir bieten mit unserem Expertenteam unseren Kunden alle CAE-Leistungen aus einer Hand an. Unsere Kunden müssen nicht mit mehreren Entwicklungspartnern zusammenarbeiten. Ein Vorteil ist zudem unser sehr breites Know-how in der internationalen Autoindustrie. Aus unseren TEC|BENCH-Projekten kennen wir viele Fahrzeugvarianten und wissen, wo und wie MKS in der Branche eingesetzt wird.

MKS-Modell für eine Hinterachse

In welchen Branchen setzen Sie MKS ein?

Grundsätzlich ist MKS bei uns nicht auf eine Branche begrenzt. Der Einsatz ist überall denkbar. Aber der Schwerpunkt liegt ganz klar auf der Automobilindustrie, bei Bau- und Landmaschinen sowie in der Luftfahrtbranche.

TECOSIM bietet neu auf seiner Website einen interaktiven Online-Demonstrator für die Systemsimulation an. Ist eine Koppelung von Mehrkörpersimulation mit Systemsimulation grundsätzlich sinnvoll?

Ja - denn es geht mehr und mehr nicht mehr darum, Systeme einzeln zu betrachten sondern vielmehr im Zusammenspiel. Eine Koppelung ist unter anderem auch dann sinnvoll, wenn aktiv geregelte Komponenten im Fahrzeug modelliert werden sollen. Beispiele dafür sind die Aktivlenkung an Vorder- und Hinterachse, ABS/ESP, verstellbare Dämpfer oder aktive Wankstabilisatoren. Mit Hilfe der Co-Simulation von MKS und Systemsimulations-Software kann die Fahrzeughydraulik realistisch abgebildet werden.

Herr Westerwald, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.