Auswirkungen auf das Simulationsmodell - Dynardo GmbH
Auswirkungen auf das Simulationsmodell - Dynardo GmbH Auswirkungen auf das Simulationsmodell - Dynardo GmbH
Erfahrungen über den serienmäßigen Einsatz der Robustheitsbewertung zur Absicherung der virtuellen Auslegung passiver Sicherheitssysteme Wolfgang Melzer, Hans Baldauf (BMW AG) Stephan Blum, Johannes Will (DYNARDO GmbH) Weimarer Optimierungs- und Stochastiktage 4.0 29./30. November 2007
- Seite 2 und 3: Inhalt 1. Entwicklung der Integrati
- Seite 4 und 5: • Planung Stand der Integration
- Seite 6 und 7: Dummies Knieschutz Eingangsstreuung
- Seite 8 und 9: • Anforderungen Dokumentation •
- Seite 10 und 11: Variationsprognose • Vergleich de
- Seite 12 und 13: Variationsanalyse im Zeitbereich 12
- Seite 14 und 15: • Front Simulation Simulation im
- Seite 16 und 17: Auswirkungen der Robustheitsbewertu
Erfahrungen über den serienmäßigen<br />
Einsatz der Robustheitsbewertung zur<br />
Absicherung der virtuellen Auslegung<br />
passiver Sicherheitssysteme<br />
Wolfgang Melzer, Hans Bald<strong>auf</strong> (BMW AG)<br />
Stephan Blum, Johannes Will (DYNARDO <strong>GmbH</strong>)<br />
Weimarer Optimierungs- und Stochastiktage 4.0<br />
29./30. November 2007
Inhalt<br />
1. Entwicklung der Integration<br />
2. Stand der Integration<br />
3. Definition von<br />
Eingangstreuungen<br />
4. Prozessautomation<br />
5. Auswertung und<br />
Dokumentation<br />
6. Ziele und Nutzen<br />
7. Ausblick<br />
2 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Entwicklung der Integration<br />
• Einsatz von Robustheitsbewertungen bei der virtuellen Auslegung<br />
passiver Rückhaltesysteme bei der BMW AG<br />
• Serienbegleitendes<br />
Methodenprojekt<br />
• Verbesserung der<br />
Robustheitsmaße<br />
und<br />
Dokumentation<br />
• Integration als<br />
fester Bestandteil<br />
des Produktentwicklungsprozesses<br />
• Entwicklung<br />
Dummy Position<br />
Tool (MADYMO)<br />
• Fertigstellung des<br />
ersten<br />
Serienprojektes<br />
• Integration von<br />
Signalen<br />
2005 2006 2007 2008<br />
3 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung<br />
• Integration<br />
verbesserter<br />
Samplingverfahren<br />
• Dummypositionierung<br />
ABAQUS<br />
• FMVSS 201 im<br />
Serienprozess
• Planung<br />
Stand der Integration<br />
• Definition von drei Meilensteinen innerhalb der<br />
Serienentwicklung (Zeitplanung)<br />
• Benennung der zu untersuchenden Auslegungslastfälle<br />
(Aufwandsplanung)<br />
• Durchführung<br />
• Übergabe der zu untersuchenden Modelle<br />
• Definition der Eingangsstreuungen (Input)<br />
• Definition der Bewertungskriterien (Output)<br />
• Prozessautomation (Preprocessing, Solver, Postprocessing)<br />
• Durchführung der Rechnungen<br />
• Auswertung<br />
• Standardisierte Dokumentation der Ergebnisse<br />
• Diskussion der Ergebnisse im Projektteam<br />
4 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Informationen über Streuungen:<br />
• Herstellerinformationen<br />
• Erfahrungswerte<br />
• Messreihen (Verteilungs- und<br />
Korrelationsinformationen)<br />
Eingangsstreuungen<br />
• Berücksichtigung aller in der Realität <strong>auf</strong>tretenden Streuungen im<br />
<strong>Simulationsmodell</strong><br />
truncated normal<br />
±1 sigma<br />
truncated normal<br />
±2 sigma<br />
5 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung<br />
Stochastische Eigenschaften:<br />
• Mittelwert, Standardabw.<br />
• Verteilungstyp<br />
• obere / untere Grenze<br />
• Inputkorrelationen<br />
uniform
Dummies<br />
Knieschutz<br />
Eingangsstreuungen<br />
I-Tafel<br />
Sitzposition Dummy !<br />
Airbagsystem !<br />
Reibbeiwerte !<br />
Testbedingungen !<br />
Gurtsystem<br />
Sitze<br />
Lenkrad,<br />
Lenksäule<br />
Verkleidung<br />
Gurtstrammer<br />
6 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung<br />
F-Airbag<br />
BF-Airbag
Preprocessing MADYMO<br />
• Positionierung eines Dummy unterliegt Streuungen<br />
• Variation der Dummyposition erfordert die Justierung<br />
der Positionierung<br />
• Initiale Durchdringungen z.B. im Fußraum sollen<br />
vermieden werden<br />
7 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung<br />
• Für MADYMO Dummymodelle können<br />
die Gelenkorientierungen mit dem<br />
Dummy Position Tool angepasst<br />
werden<br />
User File<br />
d_h*_usr.xml<br />
Angepasstes File<br />
d_h*_usr_mod.xml<br />
SLang
• Anforderungen<br />
Dokumentation<br />
• Übersichtlich strukturierte Zusammenstellung der Ergebnisse<br />
• Vergleichbarkeit zwischen Meilensteinen und verschiedenen<br />
Fahrzeugprojekten<br />
• Inhalt<br />
• Auflistung der Eingangsstreuungen und Bewertungsgrößen<br />
• Tabellarische Übersicht der Variation der Responses und der<br />
jeweiligen Bestimmtheitsmaße<br />
• Darstellung der Variationsbereiche der Responses <strong>auf</strong><br />
zugehörigen Grenzwert normiert<br />
• Übersicht über die nennenswerten linearen und quadratischen<br />
Korrelationen zwischen streuenden Inputparametern und<br />
Responses<br />
• Variationsanalyse einzelner Antwortgrößen<br />
• Principal Component Analysis<br />
• Zusammenfassung (Modellrobustheit, Variationsprognose)<br />
8 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Variationsprognose<br />
• Darstellung der <strong>auf</strong> den jeweiligen Grenzwert normierten<br />
Variationsbereiche der streuenden Responses als Säulendiagramm<br />
9 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Variationsprognose<br />
• Vergleich der Variationsprognose zweier Meilensteine eines<br />
Fahrzeugprojekts<br />
10 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Histogramm<br />
• Zuordnung des<br />
Verteilungstyps<br />
• Bestimmung von 5%<br />
und 95% Fraktilwerten<br />
• Ermittlung von<br />
Überschreitenswahrscheinlichkeiten<br />
Variationsanalyse<br />
Bestimmtheitsmaß<br />
• Welcher Anteil der<br />
Variation einer<br />
Responsegröße ist<br />
über lineare bzw.<br />
quadratische<br />
Zusammenhänge zu<br />
den streuenden<br />
Inputgrößen<br />
erklärbar?<br />
11 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung<br />
Anthill-Plot<br />
• Darstellung linearer<br />
bzw. quadratischer<br />
Korrelationen<br />
zwischen Input- und<br />
Responsegrößen
Variationsanalyse im Zeitbereich<br />
12 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
• Video Front Versuch<br />
Versuch im Zeitbereich<br />
13 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
• Front Simulation<br />
Simulation im Zeitbereich<br />
14 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Ziele der Robustheitsbewertung<br />
• Untersuchung der Modellrobustheit<br />
• Überprüfung der Prognosefähigkeit des<br />
<strong>Simulationsmodell</strong>s<br />
• Quantifizierung der Streuungen des Solvers<br />
(numerisches Rauschen)<br />
• Identifikation von numerischen Instabilitäten<br />
• Variationsprognose /<br />
Auslegungsrobustheit<br />
• Zuverlässige Prognose über die Variation der<br />
Bewertungsgrößen unter Berücksichtigung<br />
aller relevanten Eingangsstreuungen<br />
• Nachweis über die Einhaltung von<br />
Lastenheft- oder Grenzwerten für häufige<br />
Ereignisse (kein worst-case Szenario)<br />
• Abschätzung von Wahrscheinlichkeiten des<br />
Überschreitens von Grenzwerten<br />
15 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
<strong>Auswirkungen</strong> der Robustheitsbewertung<br />
• <strong>Auswirkungen</strong> <strong>auf</strong> <strong>das</strong> <strong>Simulationsmodell</strong><br />
• Identifikation von Modellierungsfehlern<br />
• Verbesserung der Modellqualität<br />
• Identifikation der wichtigen<br />
Eingangsstreuungen<br />
• <strong>Auswirkungen</strong> <strong>auf</strong> Versuchsreihen<br />
• Einsparung von Hardwareversuchen möglich<br />
• Verzicht <strong>auf</strong> Versuchsreihen bei unkritischen<br />
Lastfällen<br />
16 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
Ausblick<br />
• Verdichten des Wissens über die streuenden<br />
Eingangsgrößen<br />
• Effizienter Einsatz von Robustheitsbewertungen durch<br />
sinnvolle Aufwandsplanung<br />
• Integration von Robustheitsbewertung <strong>auf</strong><br />
Komponentenebene<br />
• Ausdehnung von Robustheitsbewertungen virtueller<br />
Designentwürfe <strong>auf</strong> andere Bereiche der passiven<br />
Sicherheit<br />
17 Erfahrungen über den Einsatz der Robustheitsbewertung
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