Virtuelles Prototyping und NVH-Leistungsvorhersage mit komponentenbasierter Transferpfadanalyse

Die Automobilindustrie wird ihre Abhängigkeit von physischen Prototypen für die Prüfung von Geräuschen, Vibrationen und Rauheit (NVH) verringern. Aufgrund der zunehmenden Fahrzeugvielfalt ist eine testbasierte Validierung der Komponentenintegration in allen Fahrzeugkonfigurationen nicht mehr möglich. Stattdessen will die Branche ihre Entwicklungsprozesse digitalisieren, um Entwicklungszeit und -kosten zu sparen.

In diesem On-Demand-Webinar erfahren Sie mehr zu folgenden Punkten:

• Charakterisierung von Quellkomponenten in Bezug auf „unveränderliche“ Lasten (z. B. blockierte Kräfte) unter Verwendung einer Vielzahl von direkten und indirekten Methoden
• Virtuelle Kopplung von Komponenten und Vorhersage der NVH-Leistung durch frequenzbasierte Substrukturierung
• Lösung typischer praktischer Herausforderungen anhand von Erkenntnissen aus Fallstudien zu Komponenten wie Reifen, (elektrischen) Antriebssträngen, Kompressoren und vielem mehr

Der Beginn des Branchenwandels hin zum virtuellen Prototyping

Die komponentenbasierte Transferpfadanalyse (C-TPA) ist eine Eckpfeilertechnologie, um den Übergang von physischen zu virtuellen Prototypen zu ermöglichen. Bei der C-TPA wird jede Komponente des Fahrzeugs unabhängig voneinander entweder mit testbasierten oder CAE-basierten Methoden charakterisiert, und Fahrzeugprototypen werden dann durch die mathematische Kopplung der Bauteildaten mittels frequenzbasierter Substrukturierung virtuell zusammengebaut.

Dies spart eine enorme Menge an Entwicklungszeit und -kosten, da Ingenieure Konstruktionsänderungen auf Komponentenebene simulieren und dann die Auswirkungen auf die Ziele auf Fahrzeugebene in einer beliebigen Anzahl von Fahrzeugkonfigurationen schnell bewerten können.

Wiederverwendung von Komponentendaten zur Simulation der NVH-Leistung des Fahrzeugs

C-TPA unterscheidet zwischen Quellkomponenten, die betriebsbedingte Anregungen erzeugen, und Empfängerkomponenten, die Anregungen auf die NVH-Ziele übertragen. Quellkomponenten werden unter Verwendung von „unveränderlichen“ Lasten, wie z. B. blockierten Kräften, und Impedanzen (Frequency Response Functions, FRF) an ihren Ausgangsverbindungs-Schnittstellen modelliert.

Zudem werden Empfängerkomponenten mithilfe von Impedanz-FRF und Übertragungsempfindlichkeiten zwischen ihren Eingangs- und Ausgangsverbindungs-Schnittstellen modelliert. All diese Daten werden so gemessen, dass sie unabhängig von der Umgebung des Bauteils sind, was den gesamten Engineering-Aufwand reduziert, da sie in jeder künftigen virtuellen Fahrzeugmontage unendlich wiederverwendet werden können.

Neudefinition der Beziehung zwischen Erstausrüster und Lieferant durch blockierte Kräfte

Ein langfristiges Ziel der Automobilindustrie ist die klare Trennung der Verantwortlichkeiten zwischen Erstausrüstern und Lieferanten. C-TPA bietet die perfekte Basis für eine produktive Zusammenarbeit, da alle Komponentendaten unabhängig und in jedem Entwicklungsstadium generiert werden, entweder mithilfe von Prüfständen oder ggf. CAE. Unveränderliche Größen wie blockierte Kräfte sind ideale Auslegungsziele, da sie garantieren, dass eine gewünschte NVH-Leistung auf Fahrzeugebene erreicht werden kann.

Zuverlässige Vorhersage der NVH-Leistung mit einer validierten Technologie

Da C-TPA in der Automobilindustrie schnell an Anerkennung gewinnt, können Neueinsteiger in die Technologie von der umfangreichen Validierungsarbeit profitieren, die bereits für zahlreiche Komponententypen durchgeführt wurde.

Diese geben Antworten auf wichtige Fragen wie: Wie können die Genauigkeit und der Frequenzbereich der vorhergesagten NVH-Leistung maximiert werden? Was ist die beste Methode, um unveränderliche Lasten für eine bestimmte Komponente zu erhalten? Was ist, wenn die Anschlussschnittstelle auf dem Prüfstand nicht zugänglich ist? Wie kann man den Effekt von (nichtlinearen) Soft-Mounts berücksichtigen?