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Technische Simulation

Technische Simulation

Eine Simulation versucht, den tatsächlichen Ablauf eines Prozesses möglichst naturgetreu im Rechner nachzubilden. So gibt es z.B. Flugsimulatoren, die zur Ausbildungen von Piloten verwendet werden. Das ist erheblich kostengünstiger und umweltschonender, als zur Ausbildung mit leeren Verkehrsflugzeugen herumzufliegen. Die MSE hat für einen führenden Automobilhersteller bereits etliche Simulatoren entwickelt, die zum Beispiel die elektrischen Ströme und Spannungen in einem Fahrzeugs bei zeitlich verschiedenen Lasten und Belastungsarten (ohmsch, kapazitiv und induktiv) abbilden. Oder den unten beschriebenen Fahrzeughöhenrechner.

Realisiert u.a. bei dem folgenden Projekt:

Fahrzeughöhenrechner

Verglichen mit PKWs ist die Anzahl der baubaren Varianten bei LKWs um ein Vielfaches höher. So ist es ein Unterschied, ob etwa Styroporplatten oder Steine transportiert werden. Um diese Bandbreite abzudecken, können z.B. zwei, drei oder gar vier Achsen geordert werden, Einzel- oder Doppelbereifungen, verschiedene Federn mit verschiedenen Kennlinien, Luftfederung, erheblich mehr Motoren und Getriebe und vieles andere mehr – so gibt es mehr als 30.000 baubare Varianten bei nur EINEM bestimmten LKW-Typ.

Die Aufgabe, die wir für den Weltmarktführer für schwere LKW zu lösen hatten, war:

  • Simulation eines LKWs und Berechnung der Positionen von Bauteilen unter verschiedenen Belastungen.
  • Darauf aufbauend die Berechnung der Abmaße sicherheitsrelevanter Bauteile, die für eine Zulassung erforderlich sind.

Dabei wird virtuell ein LKW mit Motor, Fahrgestell, Achsen, Federn, Reifen und sehr vielen anderen Dingen „zusammengebaut“. Das neu zu erstellende Programm soll dann eine Reihe von sich ergebenden Parametern ermitteln und berechnen, auf welcher Höhe sich millimetergenau z.B. der Rahmen, die Scheinwerfer, Befestigungslöcher, Bohrungen etc. befinden.

Bei diesem so im Rechner zusammengebauten Fahrzeug wird nun ohne Last berechnet, wo z.B. die Scheinwerfer sitzen und welchen Abstand der Seiten- und Heckunterfahrschutz hat. Anschließend wird das Fahrzeug virtuell mit unterschiedlicher Last beladen. Das bedeutet, dass sich die Federn zusammendrücken und sich die Reifen verformen. Die Geometrie des Fahrzeugs verändert sich somit. Da die Last sich am hinteren Ende des Fahrzeugs befindet, wird sich das Fahrgestell an der Hinterachse anders nach unten bewegen als an der Vorderachse. Aus dieser veränderten Geometrie wird dann z.B. der korrekte Regler für die Scheinwerfer berechnet, der für diese Bauteilkonfiguration verwendet werden muss. Dasselbe gilt für Unterfahrschutz und Spritzlappen, die ja bei Belastung nicht am Boden schleifen sollen. Kurz gesagt, es werden die Bauteile berechnet, die den gesetzlichen Vorschriften entsprechen müssen.