Grey-Box-Processing: Ein integrales Validierungsverfahren für Struktursimulationen in der Fahrzeugsicherheit

Die umfassende Steigerung des Anteils der digitalen Produktentwicklung in allen Phasen des Fahrzeugentwicklungsprozesses ist von zentraler Bedeutung, um den steigenden Anforderungen an neue Fahrzeuge sowie an den Entwicklungsprozess selbst gerecht zu werden. Hierzu ist die Verfügbarkeit prognosefähiger Simulationsmethoden und -modelle zur Bestimmung des Strukturverhaltens unter Crashbelastung essentiell. Eine zunehmende Herausforderung besteht darin, die immer umfangreicheren und zunehmend heterogenen Messdaten aus zeit- und kostenintensiven experimentellen Untersuchungen im Prozess der Validierung effizient und umfassend nutzbar zu machen, um die Prognosefähigkeit eingesetzter Simulationsmethoden und -modelle zu bewerten (siehe auch [1]). Neben einer quantitativen Bewertung der Prognosefähigkeit sollten die hierzu erforderlichen Methoden zudem Informationen bereitstellen, die ein tiefgreifendes Verständnis bestehender Abweichungen ermöglichen (siehe auch [1]). Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Entwicklung eines Validierungsverfahrens, das durch eine Integration unvollständiger, unsicherheitsbehafteter kinematischer Messdaten in Finite-Elemente Simulationsmodelle Datensätze generiert, die diesen Anforderungen potenziell gerecht werden können (siehe auch [1]). Der Ansatz basiert auf der Generierung eines inkrementell er mittelten, virtuellen, dynamischen geometrischen Lösungsraums in Finite- Elemente-Simulationsmodellen, der die Bewegungsfreiheit einer in der Simulation betrachteten Struktur einschränkt. Die Einschränkung basiert auf dem im Experiment beobachteten Strukturverhalten und erfolgt unter Berücksichtigung von Unsicherheiten. Eine Bewertung und Analyse der Übereinstimmung sowie bestehender Abweichungen kann unter Betrachtung der physikalisch interpretierbaren, zeitlich und räumlich aufgelösten Größen der Interaktion von Struktur und geometrischem Lösungsraum erfolgen. Neben Konzeption, Entwicklung und prototypischer Implementierung befasst sich diese Arbeit mit der simulationsbasierten Untersuchung zur generellen Verifikation, Analyse der Machbarkeit und wesentlicher Eigenschaften des Ansatzes sowie der unter Anwendung der Methode potenziell erzielbaren Validierungsaussagen.