Kabel, Schläuche und flexible Strukturen

Simulation flexibler Fahrzeugkomponenten

Wir entwickeln Software für die Simulation flexibler Kabel, Schläuche und flächiger Bauteile in Fahrzeugen oder Anlagen. Damit unterstützen wir Unternehmen dabei, Montageprozesse virtuell zu planen, die Bauteilverformung im Betrieb vorherzusagen und individuelle Fragestellungen zu lösen.

Für die Simulation von Kabeln und Schläuchen entwicklen wir gemeinsam mit der fleXstructures GmbH, IPS AB und dem Fraunhofer-Chalmers Centre das kommerzielle Software-Werkezug IPS Cable Simulation.Unsere Modelle basieren auf innovativen Ansätzen der Diskreten Lagrange-Mechanik und Diskreten Differentialgeometrie. Mit diskreten Cosserat-Stäben berechnen wir die Verformung von Kabeln und Schläuchen interaktiv, in Echtzeit und physikalisch realistisch.

Modellparameter ermitteln und Früherkennung von Problemen im Betrieb

Doch auch die beste Modellierung kann ohne qualitativ hochwertige Eingangsdaten keine guten Simulationsergebnisse liefern. Daher ist es wichtig, realistische mechanische Eigenschaften der Kabel und Schläuche bereitzustellen – schnell und robust. Die von uns entwickelte Messmaschine MeSOMICS® bietet hierfür die optimale Lösung.

Wir gehen über die reine Montageplanung hinaus: Schon während der virtuellen Produktentwicklung erkennen wir mögliche Betriebsprobleme und testen Lösungen. Dazu analysieren wir Schwingungsdynamik und NVH (Noise, Vibration, Harshness), untersuchen die Interaktion mit flexiblen Clips und Haltern und sagen die Lebensdauer von Kabeln unter realistischen Verlegungen voraus.

Komplexere Simulationen, die mehr physikalische Effekte abbilden, erfordern oft aufwändigere Parametererfassung. Deshalb entwickeln wir kontinuierlich neue konstitutive Modelle, experimentelle Methoden und Auswertetechniken. Mit unseren Parameter-Schätzern liefern wir selbst für noch nicht vermessene Leitungen schnell verlässliche mechanische Eigenschaften.

Flexible flächige Bauteile im Fokus

Neben Kabeln und Schläuchen müssen auch viele flexible flächige Bauteile im Fahrzeug gehandhabt werden, von kleinen Flachbandkabeln, über Faltenbälge bis hin zu großflächigen Innenraumverkleidungen. Auch für diese Strukturen entwickeln wir spezielle Lösungen. Einige unserer Methoden sind auch schon in den kommerziellen Produkten IPS Bellows and Grommets sowie IPS Flat Cables im Einsatz.

Technologien im Überblick

 

Betriebs-Simulationen von Kabeln und Schläuchen

Virtuelle Kabel- und Schlauchanalyse: Im Fokus stehen Lebensdauer, Schwingungen und »Noise, Vibration, Harshness« (NVH).

 

Simulation flexibler flächiger Strukturen

Im Fahrzeug finden sich viele flexible flächige Strukturen: von Flachbandkabeln über Faltenbälge bis zu Innenraumverkleidungen. Wir entwickeln Simulationen, um die Bauteile optimal auszulegen.

 

Materialmodelle und Parametrierung für die Kabelsimulation

Wir stellen nicht nur die Simulationsmethode bereit, sondern können auch die Modellparameter zuverlässig bestimmen.

Beispielprojekte

 

Projekt »THREAD«

Im Rahmen des von der EU-Promotionsprogramms arbeiten 14 Nachwuchswissenschaftler:innen an zwölf Unis und Forschungseinrichtungen aus acht europäischen Ländern. Unser Institut sitzt an zentraler Stelle mit im Boot.

 

Projekt »BordNetzSim3D«

Im Projekt »BordNetzSim3D« arbeiten wir daran erstmals eine durchgängig digitalisierte Plattform und Toolbox bereit zu stellen, die es Unternehmen ermöglicht simulationsbasiert Bordnetze zu entwickeln. 

 

Projekt »ProP4CableSim«

Im Projekt »ProP4CableSim« beschäftigen sich unsere Forschenden mit der Vorhersage der elastischen Eigenschaften von Kabelsystemen. 

 

Projekt »UrWerk«

Im MAVO-Projekt »UrWerk« entwickeln wir unternehmensspezifische Datenräume im Bereich der Werkstoffe zur beschleunigten Produktentwicklung.