TECOSIM-Forschungsprojekt: Reduzierung der Rechenzeit bei Crashsimulationen

Reduzierung der Rechenzeit bei Crashsimulationen Kurzzusammenfassung der Forschungsprojekt-Ergebnisse

Größere Detaillierung erfordert mehr Rechenleistung 1. AUSGANGSSITUATION

| Rechenzeitreduzierung von Crashmodellen 2 | Mai 2016

§  Heutige Fahrzeugmodelle für die Crashsimulation beinhalten circa drei Millionen Elemente und rechnen je nach Code und Hardware zwischen 24 und 48 Stunden

§  Um besondere Effekte abbilden zu können besteht der Wunsch nach einer weiteren Detaillierung

§  Dies hätte eine weitere Erhöhung der Rechenzeit zufolge

§  Aufgrund immer kürzerer Entwicklungszeiten und hoher Lizenzkosten besteht der Wunsch nach möglichst schnell laufenden Berechnungen bei gleich bleibender Aussagegüte

Ziele und Vorgaben des TECOSIM-Forschungsprojektes 2. AUFGABENSTELLUNG


Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert und verfolgte folgende Ziele:

§  Betrachtung von Crashmodellen im Code ABAQUS

§  Senkung der Rechenzeit um circa 30 Prozent

§  Mindestens gleich bleibende Aussagekraft/Validität der Modelle

§  Geringer Anpassungsaufwand vorhandener Modelle

Methode und Vorgehen 3. LÖSUNGSANSÄTZE


§  Teile des Modells, die beim entsprechenden Lastfall keinen Einfluss auf die Ergebnisse haben, werden als Rigid-Body abgebildet. Dieser ist ideal starr und benötigt daher kaum Rechenzeit

§  Selbstständige Auflösung der Rigid-Bodys, sobald das Bauteil in die Verformungs-Einflusszone gerät

§  Nutzung der Multi-STEP und Restart-Funktion in ABAQUS, um die Auflösung zu ermöglichen und das Modell mit aktuell vorliegenden Randbedingungen neu zu starten

§  Prüfung der Methodik an Ersatzmodellen und Übertragung auf ein Gesamtfahrzeug

Voruntersuchungen an Teilmodellen 4. PROJEKTBESCHREIBUNG/ UMSETZUNG


§  Testen der Methodik: „Rigid auf deformierbar umschalten“ an einem einfachen Vierkantrohr

§  Herausforderung: Elementeigenschaften lassen sich zwischen zwei ABAQUS-Steps nicht ändern

§  Lösung: Auslesen der vorliegenden Spannungen und Knotengeschwindigkeiten und Übertragung dieser per Skript auf ein aktualisiertes Modell

§  Übertragung der Erkenntnisse auf ein Teilmodell (Fahrzeugfrontend 56 km/h gegen starre Wand)

Methodentest: Vierkantrohr fliegt gegen starre Wand

Frontend eines TEC|BENCH Modells

Überprüfung der Methode an einem Gesamtfahrzeugmodell 4. PROJEKTBESCHREIBUNG/ UMSETZUNG


§  Ein Rigid-Body pro Include (Modellierungsaufwand gering halten)

§  Das Stoßfänger-Include wird als einziges nicht Rigid gesetzt. Treten dort minimale Spannungen auf, werden alle angrenzenden Includes von Rigid auf deformierbar gesetzt, usw.

§  Potential: Feinere Unterteilung in mehr Rigid-Bodys, da die Rohkarosserie durch das gesamte Fahrzeug reicht und so sehr früh auch Rigids im hinteren Bereich umgeschaltet werden

Aufteilung in Rigid-Bodys nach Includes – Optimierungspotential: Unterteilung der Rohkarosserie in mehrere Includes

TEC|BENCH Modell: 520.000 Knoten und 2,8 Millionen Freiheitsgrade

Deutliche Rechenzeitersparnis

§  Eine Rechenzeitersparnis von knapp 20 Prozent im Teilmodell und knapp zehn Prozent im Gesamtfahrzeugmodell bei fast identischen Ergebnissen

§  Mit einer geschickteren Rigid-Body-Aufteilung, unabhängig von den Includes ließen sich weitere Ersparnisse erreichen

§  Die Methode kann zudem auf verschiedene Lastfälle (Front/Seite/Heck) angepasst und optimiert werden

5. ERGEBNISSE UND AUSBLICK


TECOSIM Technische Simulation GmbH

Wolfgang Woost General Manager Wilhelm-Wagenfeld-Str. 3 D-80807 München

Tel +49 (0)89 552 679-17 Fax +49 (0)89 552 679-22 Mail [email protected] www.tecosim.com

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