SIMULIA: Fortschrittliche Reifen-Engineering- und Design-Lösungen

Wer je ein Fahrzeug gefahren oder einen belebten Ort besucht hat, kennt Verkehrsstaus. Die Zahl der Fahrzeuge und Fahrer auf den Straßen ist extrem hoch – und wird laut Branchenanalysten bis 2030 voraussichtlich verdoppelt: auf 20 Billionen gefahrene Kilometer weltweit jährlich. Während dies gestresste Fahrer schaudern lässt und Umweltbedenken wachsen, bedeutet es für Automobil- und Reifenhersteller steigende Nachfrage.

Elektrifizierung und Autonomie als Treiber

Dies muss keine Umweltkatastrophe sein, da Automobile zunehmend elektrifiziert werden. Dieser Wandel, zusammen mit der Entwicklung autonomer Fahrzeuge, stellt Hersteller vor neue Herausforderungen – auch Reifenhersteller, da die Nachfrage nach ihren Produkten steigt, parallel zu strengeren Regulierungen und Technologien, die „grünere“ und vernetzte Reifen fordern.

Das „Magische Dreieck“ der Reifenentwicklung

Bei der Entwicklung eines Qualitätsreifens sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Allen voran das sogenannte „Magische Dreieck“: Nasshaftung, Verschleißfestigkeit und Rollwiderstand. Diese Faktoren stehen in Zielkonflikten zueinander: Nass- vs. Trockenhaftung, Haftung vs. Verschleiß, Verschleiß vs. Rollwiderstand. Weitere Variablen wie aerodynamischer Widerstand, Geräusche und Vibrationen kommen hinzu.

Hohe Testkosten und variable Bedingungen

Tests dieser Faktoren verursachen hohe Kosten für Ingenieure, deren Arbeit durch die Notwendigkeit erschwert wird, Performance unter variablen Bedingungen vorherzusagen – etwa extremen Temperaturen. Extreme Kälte kann Reifen Druckverlust bescheren, extreme Hitze im schlimmsten Fall einen Reifenplatzer.

Integrierte SIMULIA-Lösung für den gesamten Entwicklungsprozess

SIMULIA bietet eine vollständige, integrierte Reifen-Design- und Engineering-Lösung, die alle Facetten der Reifenentwicklung abdeckt. Der Fokus liegt auf zwei Hauptaspekten:

• Green-Tire-Prozess: Engineering des Reifens vor der Vulkanisation
• Cured-Tire-Prozess: Vulkanisation – Druckbeaufschlagung in der Form für finale Form und Profil

Beide Prozesse sind eng verknüpft und erfordern zahlreiche Iterationen und Optimierungen.

Fortschrittliche Simulationen für Performance-Ziele

Nach Profildesign für den vulkanisierten Reifens werden diverse Hochleistungssimulationen durchgeführt:

• Abaqus/XFlow Co-Simulation für Aquaplaning-Performance
• PowerFLOW für aerodynamischen Widerstand
• Simpack und Dymola für Fahrzeugressystemdynamik

Diese Lösungen bieten vollständige digitale Kontinuität und Rückverfolgbarkeit über Disziplinen hinweg. Ingenieure profitieren von mehr Verifikationszyklen in gleicher Zeit – mit höherer Sicherheit.

Zeit- und Kostenvorteile

Die integrierte Lösung reduziert die Evaluierungszeit für zentrale Reifenleistungsmerkmale von Tagen und Wochen auf bloße Stunden. Hochpräzise Simulationen ermöglichen signifikante Kosteneinsparungen durch virtuelle Validierung. Angesichts steigender Reifennachfrage sind diese Zeit- und Kostenreduktionen für Hersteller kritisch.

Fazit: Reifen bleiben unverzichtbar

Fahrzeuge verändern sich – werden effizienter, umweltfreundlicher, mit drastischem Wandel zu Elektro- und autonomen Autos. Doch eines bleibt gleich: Ein Fahrzeug, wie fortschrittlich auch immer, braucht Reifen, die lange halten und sichere, komfortable, leise Fahrt gewährleisten. Mit steigender Laufleistung müssen Reifen-Ingenieure nicht nur Quantität liefern, sondern Qualität steigern, damit Reifen die zusätzlichen Kilometer bewältigen.