SIMULIA: Geavanceerde bandenontwerp- en engineering-oplossingen

Als je ooit een voertuig hebt bestuurd of in een bevolkte gebied bent geweest, heb je fileervaring opgedaan. Het aantal voertuigen en bestuurders op de weg is extreem hoog, en het slechte nieuws voor gestreste automobilisten is dat dit aantal in de komende jaren alleen nog zal stijgen. Industrie-analisten voorspellen dat het aantal wereldwijd gereden voertuigkilometers zal verdubbelen tot 20 biljoen in 2030. Hoewel dit de meeste mensen doet schudden – en meer zorgen baart over het milieu – is het goed nieuws voor auto- en bandenfabrikanten.

Elektrificatie en autonomous rijden

Dit hoeft geen milieu-ramp te worden, aangezien auto's steeds meer elektrificeren. Deze verandering, samen met de beweging naar autonome voertuigen, brengt nieuwe uitdagingen voor de meeste fabrikanten in de sector, inclusief bandenfabrikanten, omdat de vraag naar hun product toeneemt, naast regelgeving en technologie die duwen naar "groenere" en verbonden banden.

De "Magische Driehoek" van bandenontwerp

Veel factoren moeten worden overwogen bij het ontwerpen van een kwalitatieve band. Hoofdonder deze is de zogenaamde "Magische Driehoek", bestaande uit natte grip, slijtvastheid en rolweerstand. Uitdagingen ontstaan als afwegingen tussen deze factoren: natte vs. droge grip, grip vs. slijtage, slijtage vs. rolweerstand, etc. Andere variabelen zoals aerodynamische weerstand, geluid en trilling moeten ook worden overwogen.

Testkosten en variabele condities

Testen op deze factoren komt met hoge kosten voor ingenieurs, wiens werk verder wordt gecompliceerd door de noodzaak om prestaties in variabele condities te voorspellen, zoals extreme hoge en lage temperaturen. Extrem kou kan ervoor zorgen dat banden luchtdruk verliezen, terwijl extreme hitte, in het ergste geval, het risico op een bandenbarst met zich meebrengt.

Geïntegreerde SIMULIA-oplossing

SIMULIA biedt een complete, geïntegreerde bandenontwerp- en engineering-oplossing die alle facetten van het bandenontwikkelingsproces aanspreekt. De oplossing richt zich op twee hoofdaspecten: het groene bandenproces (engineering voor vulcanisatie) en het gevulkaniseerde bandenproces (vulcanisatie zelf). Vulcanisatie is het proces waarbij druk wordt toegepast op een band in een vorm om de eindvorm, inclusief profiel, te geven. De twee processen zijn nauw verbonden en vereisen veel iteraties en optimalisatie.

Zodra het juiste profiel is ontworpen voor de gevulkaniseerde band, worden meerdere typen geavanceerde simulaties uitgevoerd om de verwachte prestatiedoelen te halen.

Voordelen van de oplossing

• Volledig geautomatiseerd proces voor eenvoudige ontwerpverkenning met Design of Experiments.
• Geïntegreerde ontwerp- en simulatieprocessen in één omgeving.
• Simulatieprocessen omvatten Abaqus/XFlow co-simulatie voor aquaplaning-prestaties; PowerFLOW voor aerodynamische weerstand; Simpack en Dymola voor voertuigdynamica.
• Volledige digitale continuïteit en traceerbaarheid across disciplines.
• Meer verificatiecycli in dezelfde tijd met meer vertrouwen.

Deze geïntegreerde oplossing kan de evaluatietijd van sleutelprestaties van banden van dagen en weken reduceren tot enkele uren. De high-fidelity simulaties bieden ook significante kostenbesparingen door virtuele validatie. Naarmate de vraag naar banden toeneemt, zijn deze reducties in tijd en kosten cruciaal voor fabrikanten.

Toekomstvisie

Voertuigen zoals we ze kennen veranderen, worden efficiënter en milieuvriendelijker, met een drastische verschuiving naar elektrische en autonome auto's. Eén ding blijft hetzelfde: een voertuig, hoe geavanceerd ook, zal altijd banden nodig hebben die lang mee gaan en een veilige, comfortabele en stille rit bieden. Naarmate meer kilometers worden gereden, moeten bandeningenieurs niet alleen bijbenen met de vraag naar hoeveelheid, maar ook kwaliteit verhogen om te zorgen dat de banden de extra kilometers aan kunnen.