CASIMIR/Automotive – CAE-Lösung zur virtuellen Analyse des Sitzkomforts

Das Software-Tool CASIMIR/Automotive wurde speziell für die virtuelle Bewertung und Optimierung des Sitzkomforts entwickelt. Grundlage hierfür ist ein tiefes Verständnis für das Zusammenspiel von Sitz und Mensch, woraus sich spezielle Anforderungen an die Modellierung beider ergeben.

CASIMIR, virtuelles Insassenmodell zur Analyse des Sitzkomforts:

"Mein Name ist CASIMIR. Dank jahrelanger Weiterentwicklung gebe ich den Menschen und seine mechanischen sowie sensorischen Fähigkeiten exakt wieder. Wenn ich auf dem Modell eines Sitzes Platz nehme, erkennt man also, an welchen Stellen er noch verbessert werden kann, damit zukünftige Insassen immer sicher und bequem fahren. Und das alles rein digital."

Ein Modell in CASIMIR/Automotive besteht immer aus zwei zentralen Komponenten

Individuelles Modell des unbelegten Sitzes

Von der Sitzstruktur bis hin zur Bepolsterung – mit Hilfe von verschiedenen Assistenten wie einem Material Manager können Sie ein exaktes Finite-Elemente-Modell Ihres Sitzes erstellen. Bei Bedarf unterstützen wir Sie gerne bei der exakten Modellierung oder Materialversuchen.

Individualisierbares virtuelles Menschmodell

Als anatomiebasierte Finite-Elemente-Modelle beschreiben die CASIMIR-Menschmodelle die statischen und dynamischen Eigenschaften typischer Insassen – ausgedrückt durch Perzentile wie z. B. f05, m50 und m95. Nach Auswahl der passenden Konfiguration können mit Hilfe der Posture Preview die gewünschten Haltungen eingenommen und dargestellt werden – darunter auch weiter zurückgelehnte Positionen zur Simulation von autonomem Fahren.

Das virtuelle Insassenmodell CASIMIR kann unabhängig vom Software-Tool CASIMIR/Automotive überall dort eingesetzt werden, wo Menschmodelle in der Produktentwicklung benötigt werden – beispielsweise in der Luftfahrt oder bei Flur- und Lastfahrzeugen.

Valide Sitzkomfort-Bewertung durch realitätsnahe Belastung

Wenn beide Modelle zusammengeführt werden, kann der sogenannte belegte Sitz virtuell getestet werden. Dabei können Sie sowohl Standard-Lastfälle, als auch individuelle Szenarien effizient untersuchen. Die Simulation wird geometrisch nichtlinear und unter Berücksichtigung des reibungsbehafteten Kontakts mit Sitzkissen und Lehne durchgeführt.

So können Sie bereits in einer sehr frühen Entwicklungsphase realitätsnah und reproduzierbar Größen zur Bewertung des Sitzkomforts – beispielsweise die Sitzdruckverteilung oder die Sitzübertragungsfunktion – ermitteln und optimieren.

Umfangreiche Analyse ohne teure und aufwendige Prototypentests

Mit Hilfe von CASIMIR/Automotive können alle zentralen Kenngrößen des Sitzkomforts digital bestimmt werden:

  • Statische Sitzdruckverteilung
  • "Meat-to-Metal"
  • H-Punkt nach SAE J826 (Puppe + Simulationsmethode)
  • Backset-Wert nach FMVSS 202a
  • Sitzübertragungsfunktion in horizontale (x und y) und vertikale Richtung (z)
  • Dynamische Belastungen der Insassen während der Fahrt

Im Post-Processing stehen verschiedene Bewertungsmethoden wie beispielsweise die Bodymap oder Dimensions of Perception zur Verfügung. Sie ermöglichen es, eine Korrelation zwischen physikalischen Größen und dem subjektiven Empfinden des Insassen herzustellen. Außerdem können alternative Designvarianten anhand der Ergebnisse schnell und einfach miteinander verglichen werden.

Einfache Integration in bestehende Arbeitsabläufe

Um eine einfache Integration in bestehende Arbeitsabläufe zu ermöglichen, wurde CASIMIR/Automotive in den FE-Preprocessor HyperMesh® eingebunden und verwendet als FE-Solver SIMULIA Abaqus.

MEMOSIK® – Physikalischer Dummy zur Bewertung des Schwingungskomforts

Mit dem aktive Schwingungsdummy MEMOSIK kann der Schwingungskomfort von Fahrzeugsitzen effizient bewertet werden – sowohl auf Prüfständen als auch im tatsächlichen Einsatz.

Exakte Analyse dank fahrertypischer dynamischer Masse

Wird ein Sitz im Rahmen der Sitzkomfortanalyse lediglich mit einer starren Masse belastet, sind die Ergebnisse häufig sehr ungenau. MEMOSIK ist daher so konzipiert, dass er das Schwingungsverhalten des Insassen auf dem Sitz simuliert. Technisch geschieht dies über die Wiedergabe einer sogenannten fahrertypischen dynamischen Masse.

Dieses Verfahren ist bestens erprobt und wurde über viele Jahre kontinuierlich verbessert. Mit Hilfe intelligenter Regelungstechnik kann das System schnell zwischen verschiedenen Fahrergruppen, den sogenannten Perzentilen, umschalten:

  • Kleine Frau (f05)
  • Mittlerer Mann (m50)
  • Großer Mann (m95)

Objektive und reproduzierbare Testergebnisse

Eine MEMOSIK-Messung liefert direkt im Anschluss an die Testfahrt

  • die vertikale Sitzübertragungsfunktion samt ihrer Charakteristika,
  • die Bewertung der Kohärenz sowie
  • die über die Sitzfläche auf den Fahrer einwirkenden Schwingungen samt einer Bewertung.

Im Gegensatz zu subjektiven Probandentests sind diese Ergebnisse reproduzierbar.

Auch als virtuelles Modell verfügbar

MEMOSIK ist ein physikalischer Schwingungsdummy, d. h. er besteht aus Stahl und Elektronik. Sein virtuelles Pendant ist CASIMIR, unser numerisches Insassenmodell. Um die gemessenen Ergebnisse digital abbilden und vergleichen zu können, steht in CASIMIR/Automotive auch ein virtuelles Modell von MEMOSIK zur Verfügung.

Sitzprüfstände zur objektiven Bewertung des Sitzkomforts

Um den hohen Ansprüchen an moderne Sitze gerecht zu werden, ist die sichere und reproduzierbare Ermittlung der maßgeblichen Bewertungsgrößen während Entwicklung und Fertigung entscheidend. Probandentests spiegeln zwar das tatsächliche Einsatzszenario wieder, beinhalten aber gleichzeitig eine große Unsicherheit aufgrund ihrer Subjektivität und geringen Reproduzierbarkeit.

Diese Unsicherheiten können zu falschen Entscheidungen führen, Korrekturen sind häufig extrem zeit- und kostenintensiv. Automatisierte Sitzprüfstände liefern hingegen eindeutige, reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse.

Erfahren Sie mehr im folgenden Video.

Sitzprüfstände finden vor allem in zwei Bereichen Anwendung:

In der Entwicklung

Ein typisches Einsatzgebiet ist die Ermittlung der Sitzdruckverteilung und des Ansitzverhaltens sowie die Hysterese des gesamten Sitzes im Rahmen von Variantenbewertungen oder Benchmarks. Auf Basis der objektiven und reproduzierbaren Ergebnisse können verschiedene Varianten wesentlich zuverlässiger miteinander verglichen werden.

Ein weiterer Einsatzbereich ist die automatisierte H-Punkt- und Backset-Messung in Anlehnung an die Normen SAE J826 und FMVSS 202a.

In der Fertigung

Typischerweise werden der Sitzkomfort, die Funktion/Kalibrierung der Seat-Belt-Reminder bzw. der Sitzbelegungserkennung, Verstellergeräusche oder Handhabungskräfte überwacht. Dabei können alle qualitäts-, komfort- und sicherheitsrelevanten Kennwerte zuverlässig und präzise geprüft werden.

Die Dokumentation der Ergebnisse ermöglicht eine durchgängige Qualitätssicherung. Bei Bedarf kann frühzeitig in die Fertigungsparameter eingegriffen werden.

Kundenindividuelle Entwicklung – Komplettlösung aus einer Hand

Mehrere OEMs setzen bereits seit vielen Jahren auf unsere individuellen Prüfsysteme für Fahrzeugsitze. Bei Konzeption, Entwicklung und Bau können wir auf unsere langjährige Erfahrung in den Gebieten Sitzkomfort und Simulation von PKW-Sitzen zurückgreifen.

Sie erhalten eine Komplettlösung bestehend aus

  • Mess- und Prüftechnik/Sensorik,
  • Software und Ablaufsteuerung sowie
  • Automatisierungstechnik.

Die Prüfergebnisse können mit unterschiedlichen Auswertungsverfahren visualisiert werden.

Wir unterstützen Sie bei Analyse und Interpretation

Wenn Sie Zeitdruck oder nicht genügend Kapazitäten für große und komplexe Analysen haben, übernehmen unsere erfahrenen (Simulations-)Ingenieure gerne das gesamte Projekt oder Teilaufgaben. Darüber hinaus unterstützen wir Sie bei der Spezifizierung der zu messenden Größen sowie bei der Interpretation und Bewertung der Ergebnisse. Erfahren Sie hier mehr über unsere Engineering-Dienstleistungen im Bereich Sitzkomfort.


Kontaktieren Sie uns gerne persönlich

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Wir beraten Sie gerne bei Fragen rund um die Themen (virtuelle) Sitzentwicklung, Sitzkomfort und virtuelle Menschmodelle.

Dipl.-Ing. Jörg Hofmann
Produktmanager CASIMIR

+49 931 49708-280
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Aravinda Veeraraghavan
Technischer Support

Dr.-Ing. Georg Enß
Vertrieb

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