11 Sep Como BMW ha utilizado Abaqus para hacer prototipos virtuales

En el post de hoy veremos como el equipo de I+D del Grupo BMW ha desarrollado un programa de simulación, basado en Abaqus FEA, que les ha llevado hacia un objetivo corporativo declarado de creación de prototipos cero para la seguridad pasiva.
 
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El desafío de BMW

Las normas de seguridad de los automóviles se han convertido en un objetivo móvil para los fabricantes. A medida que los requisitos actuales y futuros se vuelven cada vez más estrictos, los fabricantes de automóviles deben estar siempre un paso por delante, diseñando y construyendo en consecuencia. Como resultado, los últimos modelos de automoviles son los más seguros de todos los tiempos.

Si bien cumplir, e incluso superar, los requisitos de seguridad es claramente una prioridad para los fabricantes de automóviles, las demandas de los clientes van mas allá y piden una mayor variedad de modelos de automóviles y características de rendimiento. Con normas de kilometraje más estrictas que requieren un peso reducido del vehículo y el desarrollo de materiales más avanzados, son parametros a tener en cuenta en el diseño del vehículo sin comprometer la resistencia a la colisión.

Una herramienta que está demostrando cada vez más su valor, desde el departamento de I+D hasta la planta de producción, es el software de simulación. Los líderes de la industria automovilística reconocieron hace años que los múltiples desafíos del desarrollo de vehículos, subrayados por la necesidad de cumplir con las normas de seguridad siempre actualizadas, sólo podían abordarse con éxito con una simulación de diseño mejorada que ayudara a identificar la ruta más creativa, robusta y rentable hacia el éxito.

Un objetivo ambicioso a largo plazo: probar y aprovechar el valor de predicción de la simulación con el fin de que los prototipos puedan ser eliminados para el pasivo diseño de seguridad de un modelo de coche.

Los límites del prototipado físico

Mientras que la simulación ha sido empleada en el diseño de seguridad pasiva durante muchos años, los prototipos físicos todavía son comúnmente construidos y probados durante el curso de un programa de desarrollo de vehículos. Estos vehículos de pre-producción son caros y requieren mucho tiempo para su construcción y pruebas de choque, debido en gran parte a las herramientas de prototipos blandos y a la fabricación manual requerida.

Este tipo de pruebas de hardware tiene otras limitaciones, todas las cuales limitan o influyen en los resultados: es imposible realizar pruebas para todos los casos de carga de esta manera, y los resultados de las pruebas no son totalmente transferibles a los coches que salen de la línea de producción, ya que estos prototipos de vehículos son aproximaciones ensambladas a mano de los vehículos de producción en serie.

Un objetivo ambicioso: reducir la creación de prototipos mediante la simulación

El fabricante de automóviles Premium BMW Group y Dassault Systèmes SIMULIA, proveedor de la suite de software Abaqus, se han asociado durante más de diez años en la simulación de diseño de seguridad pasiva en pos de esta evolución del desarrollo de productos. Para el diseño asistido por ordenador (CAD), el fabricante de automóviles utiliza CATIA V5 (también de Dassault Systèmes).

Mientras que las simulaciones anteriores habían demostrado con precisión el comportamiento global del vehículo durante una colisión, el equipo reconoció que los comportamientos locales detallados de los materiales y las conexiones que podrían conducir a daños y fallas también debían ser considerados.

Por ejemplo, sería de vital importancia que simular los posibles daños localizados en la chapa y soldaduras por puntos para un ensayo de choque lateral, con el fin de predecir con precisión el rendimiento de seguridad pasiva del vehículo para ese caso de carga. Este nivel de predicción sería clave para permitiendo iteraciones de diseño verdaderamente virtuales donde el diseño importante las decisiones se toman en base a resultados de simulación realistas.

A lo largo de la asociación de virtualización, los expertos de SIMULIA trabajaron en estrecha colaboración con los ingenieros del Grupo BMW para implementar y probar nuevas capacidades en Abaqus, a menudo en respuesta a requisitos específicos del fabricante de automóviles. Las nuevas características fueron validadas a través de una correlación cada vez más estrecha entre los resultados de la simulación y los datos de prueba del mundo real.

El BMW Serie 6 Gran Coupé fue entonces elegido como el primer modelo de automóvil del Grupo BMW en el que se emprendió un enfoque de prototipo cero para el desarrollo de vehículos.