Untersuchungen zur Optimierung des endballistischen Schutzes von Sicherheitsfahrzeugen durch Kombination von FEM- und CFD-Simulationen und Vergleich mit Realversuchen

Die vorliegende Arbeit richtet sich an Ingenieure und Wissenschaftler, die in den Bereichen der Kurzzeitsimulation und des Automobilbaus tätig sind. Sie behandelt die Optimierung des industriellen Absicherungsprozesses bei Sicherheitsfahrzeugen.

Zu Beginn wird ein Überblick über die Fachterminologie der Ballistik, die zutreffenden Normen und die zu beachtenden Richtlinien gegeben.

Dieser Einführung folgt die Analyse des Standes der Technik bei Realversuchen. Sie zeigt, welche Problematik bei der Durchführung von realen Beschuss- oder Ansprengvorgängen vorliegt. Die aufgeführten Störfaktoren implizieren die Einführung von virtuellen Absicherungsmethoden, um den entwicklungsseitigen und wirtschaftlichen Aspekten einer modernen Fahrzeugentwicklung gerecht zu werden.

Im Speziellen werden FEM- und CFD-Berechnungen eingesetzt, um praxisnahe Realversuche zunächst virtuell abzusichern und im Produktentstehungsprozess optimieren zu können, noch bevor erste Prototypen aufgebaut werden. An drei konkreten Beispielen wird überprüft, ob Vorhersagen der numerische Simulation mit den Auswertungen der realen Ergebnisse übereinstimmen.

Ferner werden Hochleistungsrechner sowie spezielle Softwareprogramme behandelt, die in Kombination mit Material- und Geometriemodellen eine präzise Vorhersage der realen Ergebnisse ermöglichen. Die Durchführung dieser virtuellen Absicherungsmethode ist im Vergleich zu Realversuchen deutlich kostengünstiger und es können parallel verschiedenste Parameterstudien untersucht werden.

Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass es möglich ist, numerische Simulationen auf dem Gebiet der Ballistik für industrielle Anwendungen nutzbar zu machen. Der Entwicklungsprozess eines ballistischen Schutzkonzeptes bei Sicherheitsfahrzeugen
wird dadurch verkürzt.