Virtuelle Modellierung und CAE-Analysen beschleunigen die Entwicklung und sparen Kosten

Schnellere Entwicklung, weniger Prototypen, geringere Kosten – das alles ermöglichen CAE-Analysen (Computer-Aided Engineering) den Automobilherstellern heute. Die virtuelle Modellierung ermöglicht präzise Simulationen des Verhaltens von Fahrzeugen und deren Bauteilen noch vor der Fertigung. Sie ermöglicht die Identifizierung von Schwachstellen in der Konstruktion, die Optimierung von Entwürfen und die Beschleunigung des gesamten Entwicklungsprozesses. AUREL verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Bereich der CAE-Analysen und gehörte zu den Pionieren dieser Methode in Tschechien

Virtuelle Tests statt physischer Prototypen

Grundlage für die CAE-Simulationen ist die Erstellung eines virtuellen Modells, dass auf der realen Geometrie des Fahrzeugs basiert. Den einzelnen Bauteilen werden Materialeigenschaften zugewiesen und anschließend wird ihr Verhalten unter verschiedenen Bedingungen simuliert – vom normalen Betrieb bis hin zu Crashtests. Im Gegensatz zu physischen Tests wird bei virtuellen Tests nichts zerstört, das Modell kann wiederholt bis ins Detail zerlegt und beliebig angepasst werden. Ingenieure und Techniker erhalten so einen detaillierten Überblick über das Verhalten der Konstruktion, auch dort, wo die Sensoren im realen Test nicht herankommen. 

Simulationstypen

Dank leistungsstarker Berechnungsinstrumente lässt sich das Verhalten von Bauteilen und ganzen Systemen unter verschiedenen Betriebsbedingungen simulieren. Die moderne virtuelle Modellierung umfasst eine ganze Reihe von Berechnungsmethoden:

• Strukturelle Simulationen (FEM) – zeigen, wie sich eine Konstruktion unter Belastungen wie Stößen, Vibrationen oder Temperaturveränderungen verhält. Sie helfen Schwachstellen aufzudecken, die Widerstandsfähigkeit zu erhöhen und die Kosten für Entwicklung und Tests zu senken.
• Multi-Body-Simulationen (MBS) – modellieren das dynamische Verhalten von Systemen miteinander verbundener und sich bewegender Körper. Sie kommen vor allem bei Simulationen von Motoren, Getrieben, Fahrzeugfahrwerken, aber auch bei Roboterarmen oder Fertigungsstraßen zum Einsatz.
• CFD-Simulationen – analysieren detailliert die Strömung von Flüssigkeiten und die Wärmeübertragung. AUREL nutzt diese Berechnungen zur Lösung komplexer Aufgaben, bei denen Strömung, Wärme und mechanische Beanspruchung miteinander verbunden sind. Typische Anwendungsbereiche sind die Analyse der Strömung von Flüssigkeiten in Schmierkanälen und Rohrleitungssystemen, die Kühlung von Bremsen in Fahrzeugen oder die Konstruktion von Turbomaschinen, beispielsweise Windkraftanlagen.
• Multiphysikalische Simulationen – kombinieren mehrere physikalische Bereiche wie Mechanik, Wärmeübertragung, Strömung von Flüssigkeiten, Elektromagnetismus oder Steuerungslogik. Sie ermöglichen eine realistische Beschreibung des Verhaltens von Systemen, in denen sich diese Phänomene gegenseitig beeinflussen.

Geschwindigkeit, Sicherheit und Effizienz in der Entwicklung

Und gerade dank virtueller Tests können Ingenieure die Probleme aufdecken, noch bevor sie entstehen. Sie erkennen Schwachstellen, optimieren Entwürfe und minimieren Risiken noch vor der Produktion. Die meisten Probleme werden somit noch vor dem physischen Test gelöst – dieser dient dann nur noch der Bestätigung. Mithilfe der topologischen Optimierung kann beispielsweise das Gewicht von Bauteilen reduziert, die Steifigkeit verbessert oder das Material effizienter verteilt werden. 

CAE-Analysen beschleunigen somit die Entwicklung erheblich, reduzieren die Anzahl physischer Prototypen und liefern bessere Ergebnisse bei geringeren Kosten. Entscheidend ist die Qualität der Materialmodelle – deren Messung und Kalibrierung gehören zu den Hauptstärken des AUREL-Teams, das über zwanzig Spezialisten für Berechnungen verfügt und diese für Automobilhersteller weltweit durchführt. „Hier gilt eine einfache Regel: Die Ergebnisse der Analysen sind nur so gut wie Ihre Materialmodelle. Genau darin liegen unsere Stärken – auch deshalb kommen unsere Kunden immer wieder zu uns zurück“, erklärt Miloš Müller, Leiter der CAE-Analysen.

Die Zukunft von CAE: schneller dank maschinellem Lernen und AI

Simulationen nutzen heute immer häufiger künstliche Intelligenz, die dank maschinellem Lernen und neuronalen Netzen die Berechnung und Auswertung der Ergebnisse erheblich beschleunigen kann. „Der Bereich des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz entwickelt sich in einem beispiellosen Tempo und eröffnet in Simulationen immer neue Anwendungsmöglichkeiten. Wer verschläft, verliert den Anschluss und hat in wenigen Jahren nur noch geringe Chancen, in dieser Branche erfolgreich zu sein“, warnt Müller.

Kraft der 30jährigen Erfahrung

Die virtuelle Modellierung ist der Schlüssel zu einer effizienten, sicheren und nachhaltigen Fahrzeugentwicklung. AUREL nutzt CAE-Simulationen nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch in anderen Branchen – beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder bei Temperaturanalysen für verschiedene industrielle Anwendungen. Dank seiner tiefgreifenden theoretischen Kenntnisse ist das Unternehmen in der Lage, auch nicht standardmäßige Probleme seiner Kunden zu lösen, wobei bereits die bloße Formulierung des Problems ein Erfolg war. Es bewältigt auch nicht standardmäßige Berechnungen, für die es keine gängigen Verfahren gibt und an die sich andere Unternehmen oft nicht heranwagen. Außerdem ist man in der Lage, diese „in menschlicher Sprache“ zu erklären. Auch deshalb gehört AUREL zu den bedeutenden Akteuren in diesem Bereich in der Tschechischen Republik.

Suchen Sie Sicherheit in der Entwicklung? Mit der virtuellen Modellierung von unseren Experten entdecken Sie die Probleme früher, als sie eintreten – und Sie gewinnen einen entscheidenden Vorsprung.