Bevor ein Auto vom Band rollt, testen die Hersteller die Fahrzeug-Designs virtuell. Besonders schwierig ist die Simulation der Reifen, weil sie beim Fahren durch Schlaglöcher und über Bodenwellen extrem beansprucht werden. Mit der Reifenmodellierungs-Software »CDTire« bieten Fraunhofer-Forscher ein Simulationswerkzeug an, das Räder realitätsnah darstellt und die Automobilindustrie in zahlreichen Analyseszenarien unterstützt. Wie die neue Software außerdem hilft, Kosten zu sparen und aufwändige Testfahrten von der Versuchsstrecke in den Fahrzeugsimulator zu verlegen, erklären Dr. Manfred Bäcker und Dr.-Ing. Christoph Burkhart vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.
Warum stellt die Simulation von Reifen eine so große Herausforderung dar?
Dr. Manfred Bäcker: Weil Reifen sich komplex und nichtlinear verhalten. Beim Fahren entsteht Wärme, die die Eigenschaften der Reifen verändert, was eine präzise und gleichzeitig schnelle Berechnung schwierig macht. Daher bedarf es hochentwickelter Modelle, die sowohl die thermischen Effekte als auch die nichtlineare Dynamik des Reifens auf der Straße berücksichtigen, was eine rechenintensive Aufgabe darstellt.
Wie gelingt es Ihnen, eine gute Balance zwischen Rechenzeit und Genauigkeit zu erreichen?
Dr.-Ing Christoph Burkhart: CDTire ist eigentlich eine Familie von Reifenmodellen mit unterschiedlicher Modellierung von Gürtel, Seitenwand und Lauffläche, um für verschiedene Anwendungen eine optimale Mischung aus Genauigkeit und rechnerischem Aufwand anzubieten. Ziel ist die realitätsnahe Abbildung bei gleichzeitig schneller Berechnung. Das umfasst auch Echtzeitmodelle.
Wie treibt CDTire die virtuelle Reifenentwicklung voran? (....)