Testowanie pasywnego bezpieczeństwa bez prototypów

Producenci samochodów stają dziś w obliczu wyzwań, jakimi są ciągle zmieniające się standardy bezpieczeństwa i wymagania klientów. Wymaga się od nich, aby ich pojazdy były produkowane z nowoczesnych materiałów, a ich konstrukcja pozwalała na ograniczenie zużycia paliwa. Każdy przyszły model musi być wcześniej przetestowany. Dotychczas odbywało się to dzięki testom zderzeniowym prototypu. Takie badania są bardzo kosztowne, lecz przychodzi czas na kolejną rewolucję.

Trwająca od ponad dekady ścisła współpraca Dassault Systemes oraz BMW Group’s R&D team pozwoliła na stworzenie programu symulacyjnego opartego na architekturze Abaqus, który pozwala na odwzorowanie testów zderzeniowych w programie bez konieczności tworzenia prototypu. Takie rozwiązanie pozwoli na znaczną redukcję czasu oraz kosztów wprowadzania nowego modelu na rynek. Technologia ta jest testowana przy tworzeniu BMW 6 Gran Coupé.

Standardy bezpieczeństwa w przemyśle automotive stają się głównym celem producentów. Obecne oraz zapowiadane przyszłe wymogi są coraz bardziej rygorystyczne, co determinuje konieczność ciągłego wybiegania naprzód i projektowania na wiele lat do przodu. Dzięki temu współczynnik śmiertelności na drogach ciągle spada. Sprostanie stawianym wymaganiom wymusza zmniejszenie masy, to z kolei wymaga zastosowania nowoczesnych materiałów, a jednocześnie rynek wymaga jak najniższych cen.

W tym celu w dziale BMW R&D stworzono jedno z najnowocześniejszych laboratoriów crash-testowych na świecie. Porównuje się w nim wyniki prawdziwego testu z symulacją. Dalsze prace nad tym programem pozwolą wyeliminować prototypy z procesu rozwoju produktu.

Inżynierowie BMW po zaprojektowaniu modeli w programie CATIA V5, przeprowadzali symulacje programem SIMULIA, również dostarczanym przez Dassault Systemes. Symulacje wykazały, że w skali globalnej wyniki przeprowadzonych symulacji są bardzo bliskie rzeczywistym testom, a wyniki, które odbiegają od rzeczywistych są w skali mikro. Błędy pomiarowe są ukazane na poniższym wykresie. Wyeliminowanie niedoskonałości pomiarowych przy spoinach pozwoli na zredukowanie ilości prototypów do minimum.

BMW serii 6 Gran Coupé nie bez powodu zostało pierwszym pojazdem, na którym testuje się technologię zera prototypów. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń z serią 6, oraz poszczególnymi wersjami innych modeli inżynierowie BMW mogli przewidzieć część wyników, a gotowe wcześniej modele skróciły znacznie czas testów. Dzięki temu projekt z przyspieszonej fazy prototypowania mógł bezpośrednio trafić do produkcji.

Oczywiście testy zderzeniowe w świecie rzeczywistym są zawsze ostatecznym dowodem na ocenę wartości symulacji. Tworzenie i udoskonalanie metody zerowego prototypowania wymaga czasu i zaangażowania. Dokładne możliwości symulacyjne mogą i powinny odgrywać kluczową rolę, umożliwiając producentom samochodów dotarcie do nowych kamieni milowych w kwestii dbania o bezpieczeństwo pasywne.