Unternehmen, deren Produkte akustische Eigenschaften haben, setzen immer mehr in der Produktentwicklung auf multidisziplinäre Simulationen und Methoden der virtuellen Akustik oder planen deren Einsatz, um die Qualität ihrer Produkte weiter zu optimieren. Die Nutzung der modernen Technologien versprechen neue Lösungsmöglichkeiten, deutliche Effizienzsteigerungen und Zeitersparnis in der kompletten Phase der Produktentwicklung. Das Fundament dafür liegt in der Qualität und Vollständigkeit der CAD-Daten.

Die Entwicklung von modernen Soundsystemen ist oft ein langwieriger und aufwendiger Prozess. Die Verwendung von multidisziplinärer Simulation und moderner Methoden der virtuellen Akustik helfen dabei, frühzeitig Unzulänglichkeiten in der Positionierung von Lautsprechern oder Fehler in der Integration von Lautsprechern zu erkennen, bevor sie sich kostspielig in späteren Phasen des Entwicklungs- und Produktionsprozesses niederschlagen und die Zeitplanung aus dem Ruder läuft.

Datenbasis und -Update mittels Datenqualitätskriterien in jeder Entwicklungsphase sicherstellen

Für ein realitätsnahes virtuelles Soundsystem, das hörbar ist, ist das einwandfreie Zusammenspiel der CAE-Infrastruktur entscheidend. Wie gut und detailliert die Daten des Konstruktionsprogramms im virtuellen Modell umgerechnet werden, hängt vor allem von der Qualität und Vollständigkeit der CAD-Daten ab. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Definition von Datenqualitätskriterien für jede wesentliche Entwicklungsphase ratsam ist. Die Vollständigkeit der Daten in den jeweiligen Entwicklungsphasen, die Aktualität und Genauigkeit der Daten zählen zu den wichtigsten Kriterien. Nichts ist ärgerlicher als im laufenden Projekt festzustellen, dass wichtige Daten fehlen bzw. nicht den Qualitätsanforderungen entsprechen. Dies kann zu erheblichen Nacharbeiten führen. Ein hohes Know-how und viel Erfahrung der CAD-/CAE-Experten ist gefordert.

Gewöhnlich liegen die CAD-Daten nicht in der für die multiphysikalische Simulation benötigten Struktur vor. Die riesigen Datenmengen müssen zunächst auf ihre Relevanz für die virtuelle akustische Simulation analysiert werden. Abhängig davon, in welcher Phase sich das Projekt befindet, ist ein unterschiedlicher Detaillierungsgrad notwendig. In der Vorentwicklung kommt es zunächst vorwiegend auf die optimale Positionierung der einzelnen Lautsprecher an. Hier sind insbesondere Angaben zu den wesentlichen Bauteilen, A-, B- und C-Säule sowie Verkleidungsbauteile bedeutend. Es ist in diesem Stadium nicht erforderlich, jeden kleinen Schalter oder Knopf im Simulationsmodell aufzunehmen. Häufig liegen zu diesem Zeitpunkt auch noch nicht so viele Informationen vor. Teilweise werden in dieser Phase Dummybauteile aus Vorgängervarianten als Platzhalter genutzt.

Für realitätsnahe Ergebnisse werden die Modelle mit Annäherung an den Produktionsbeginn kontinuierlich verfeinert. Alle beeinflussenden Bauteile mit ihren jeweiligen Eigenschaften werden im Simulationsmodell aufgenommen – Verkleidungsteile aus Plastik, Aluminium oder Leder, Sitzmaterialien, Teppich und Glas etc. Auch scheinbar unwichtige Bauteile oder die Verbindung von Bauteilen können bedeutend sein. So sind beispielsweise Informationen zu Dämmmaterialien ebenso wie die Information, wie Bauteile miteinander verklebt oder verschraubt sind unerlässlich. All diese Faktoren nehmen Einfluss auf den Klang im Fahrzeug.

Das Fahrzeugprofil, Ausstattung und Materialeigenschaften eines Fahrzeugs ändern sich gewöhnlich im Verlauf der Entwicklungszeit. Nicht selten werden Bauteile in der späteren Entwicklungsphase nochmal ausgetauscht. Für eine realitätsnahe, virtuelle akustische Simulation ist es notwendig, dass in jeder wesentlichen Entwicklungsphase ein Datenabgleich vollzogen wird. Wird dies versäumt, können spätere Störgeräusche oder Unzulänglichkeiten nicht ausgeschlossen werden. Vermeintlich kleine, unbedeutende Details können fatale Auswirkungen mit sich bringen.

CAD-Import und Anwendung von CAE-Software in der Praxis

Der Import der Daten kann aus den am Markt üblichen CAD-Systemen, wie Catia, NX (früher UG) oder PTC Creo (früher Pro Engineer), oder Austauschsystemen erfolgen. Unternehmen sind nicht an ein spezifisches Tool gebunden.

Die Daten werden zunächst in ein 3D-Programm eingelesen und auf die für die virtuelle akustische Simulation notwendigen Daten vereinfacht. Um die für die jeweilige Entwicklungsphase relevanten Informationen zu transportieren und alle physikalischen Gegebenheiten und Disziplinen zu berücksichtigen, setzt MVOID dafür unterschiedliche CAE-Software-Pakete ein.

Erst durch die intelligente Anwendung von CAE-Softwarepaketen wird die optimale Funktionalität über die komplette Entwicklungszeit abgesichert und optimiert. Für realitätsnahe Ergebnisse werden die Simulationsmodelle mit Annäherung an den Produktionsbeginn kontinuierlich verfeinert.

Fazit

Heute gewinnen moderne Methoden der virtuellen Akustik immer mehr an Bedeutung, heben sie doch realitätsnahe Simulationen auf ein neues Niveau. In unserer schnelllebigen Zeit mit stetig kürzer werdenden Modell- und Produktlebenszyklen kommt den virtuellen Methoden eine Schlüsselrolle in der Produktentwicklung zu. Sie ermöglichen die jederzeitige Beurteilung und Kontrolle der Produktqualität und Entwicklungsergebnisse über den gesamten Prozess der Produktentwicklung. Die modernen Methoden sind heute soweit, dass sie die meisten akustischen Anforderungen erfüllen.

Die CAD-Daten und die intelligente Anwendung von CAE-Software bilden das Fundament erfolgreicher Produkte von morgen. Die Datenqualität und Vollständigkeit der Daten sind dabei entscheidend.

Die Experten von MVOID sind Vorreiter in der Implementierung von multidisziplinärer Simulation und Methoden der virtuellen Akustik im Bereich Automotive Audio. Sie verfügen über ein hohes Know-how und viel Erfahrung von der Evaluierung erster Ideen in der Vorentwicklung über die Evaluierung des Akustikkonzepts in der Detailentwicklung bis hin zum Abgleich von virtuellem und realem Modell.

Die wichtigsten Einsatzbereiche der multidisziplinären Simulation und Methoden der virtuellen Akustik liegen in der Vorentwicklung und Produktentwicklung. Nähere Informationen über die Einsatzgebiete finden Sie in unserem Beitrag „Mit MVOID-Simulationsprozess-Methodik Produkte effizienter entwickeln – Business-Case-Beispiele“.

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