Durch moderne Verfahren im Kraftfahrzeug-Entwicklungsprozess liegen lange vor der Fertigstellung von Modellen oder Prototypen verwertbare 3D CAD-Daten oder FE-Modelle von Fahrzeugkomponenten oder dem Gesamtfahrzeug vor. Zudem werden die virtuellen Möglichkeiten zur Verbesserung der Produkteigenschaften bereits heute umfassend genutzt. Vor dem Hintergrund der Notwendigkeit zur Kostenreduzierung in allen Entwicklungsprozessen können mittels virtuellen Tests frühzeitig die Anforderungen der gesetzlichen Richtlinien nachgewiesen und damit ein erheblicher Zeit- und Kostenvorteil genutzt werden. Seit dem Jahr 2001 beschäftigen sich verschiedenen Gremien, u. a. eine Arbeitsgruppe des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA), der Fachausschuß Kraftfahrzeugtechnik (FKT) mit seinen Sonderausschüssen sowie diverse Fahrzeughersteller mit dem Thema 'Virtuelles Testen'. Die Gruppe CARS21 (Competitive Automotive Regulatory System) hat Ende 2005 einen Zehnjahresplan für mehr Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie verabschiedet mit Empfehlungen, in denen auch virtuelle Testverfahren zugelassen werden sollen. Bereits 2009 werden die ersten EU-Vereinfachungen der gesetzlichen Regelwerke erwartet. Die Akzeptanz von virtuellen Prüfungen stellt für alle Technische Dienste eine große Herausforderung dar. War man in den meisten Fällen gewohnt auf praktische Laborprüfungen zurück zu greifen, mit meßbaren Ergebnissen und visuell erfaßbaren Veränderungen zu arbeiten, stellen sich bei der Arbeit im visuellen Raum ganz andere Herausforderungen. Bei virtuellen Prüfungen stellt sich immer die Frage der Vergleichbarkeit mit den gängigen Laborversuchen. Dazu hat man sich beim TÜV SÜD auf zwei verschiedene Vorgehensweisen in Abhängigkeit der anzuwendenden Einzelrichtlinie entschlossen. Die erste Möglichkeit sieht eine Validierung mittels einer Simulation und eines parallel durchgeführten Laborversuchs, mit anschließendem Angleich der Ergebnisse vor. Als zweite Variante ist eine reine Simulation mit einer entsprechenden Nachprüfung eines Serienteils vorstellbar. Im Jahr 2004/2005 hat die TÜV SÜD Automotive, ein Projekt zur Erlangung einer Systemgenehmigung basierend auf ausschließlich virtuellen Tests durchgeführt. Zunächst wurde eine bereits geprüfte hintere Unterfahrschutzeinrichtung berechnet und anschließend mit einem Abgleich der Ergebnisse die Gleichwertigkeit des Berechners und der Berechnungsmethode nachgewiesen. Nach einer Auswertung der auftretenden Materialspannungen und Verformungen ergaben sich keine außerhalb der Meßtoleranz liegenden Abweichungen. Als eigentlicher virtueler Test wurde in einem zweiten Schritt ein neu entwickeltes Bauteil mit ähnlicher Charakteristik berechnet. Auf Basis der Qualitätsbeurteilung und eines Technischen Berichts wurde durch das KBA die europäische Genehmigung erteilt. Bis Februar 2006 wurden bereits mehrere Bauteile auf der Grundlage von Simulationen genehmigt. In naher Zukunft werden im Homologationsprozeß immer mehr Laborprüfungen durch Tests im virtuellen Raum ersetzt werden können. Die heute schon vorhandenen technischen Möglichkeiten und die gängige Praxis der Simulation wird vermehrt in die Gesetzgebung mit einbezogen werden. Dazu ist es unerlässlich die bestehende Gesetzgebung anzupassen, um gleiche Wettbewerbsbedingungen für alle Hersteller zu schaffen.
Erste deutsche Systemgenehmigung basierend auf ausschließlich virtuellen Tests
First German system approval entirely on the basis of virtual tests
2006
8 Seiten, 4 Bilder
(nicht paginiert)
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Finite-Elemente-Methode , schnelle Prototypentwicklung , rechnergestützter Entwurf , Anwendung im Fahrzeugbau , Kostensenkung , Bauartprüfung , Laborversuch , Rechnersimulation , Simulationsmodell , Modellmethode , EG-Richtlinie , Spannungsberechnung , Randbedingung , Wettbewerb , Wettbewerbsfähigkeit , TÜV (Technischer Überwachungsverein) , Fahrzeugsicherheit , Kraftfahrzeug , Validierung , virtuelles Instrument , virtuelle Prototypentwicklung , behördliche Genehmigung
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