早在第一辆汽车下线之前，制造商就会对汽车设计进行虚拟测试。然而，轮胎的模拟仍然是一个挑战。来自弗劳恩霍夫研究人员的软件工具“CDTire/3D”现在可以逼真地模拟车轮。该软件考虑到驾驶过程中产生的热量以及轮胎性能的变化．
汽车在凹凸不平的街道上飞驰，在石头上轰鸣，在坑洼上碰撞，在结冰的道路上滑行。当然，这只是虚拟的，因为它还远远没有被生产出来。在汽车和颠簸的测试道路上，首先是模拟。飞行器的操作稳定性如何?设计是否实现了它所承诺的?这些类型的虚拟实验提供了一些优势:在开发的早期阶段就可以尝试不同的机动车辆，无论是汽车、卡车还是拖拉机，并对设计进行系统优化——无需原型。
轮胎仿真的复杂计算
汽车本身的模拟是很容易理解的。然而，轮胎仍然是一个挑战，因为它们的行为是复杂的，非线性的．计算要么非常冗长，计算量很大，不能轻易地纳入整个模型，要么提供不准确的结果。位于凯泽斯劳滕的Fraunhofer工业数学研究所ITWM的研究人员开发了一种名为“CDTire/3D”的模拟工具，以克服这一困境。”我们已经利用技术在计算时间和精度之间找到了一个很好的平衡曼弗雷德(Bäcker)博士说，他是ITWM轮胎和车辆模拟部门的负责人。研究人员将于2015年4月13日至17日在汉诺威贸易展7号展厅的夫琅和费“模拟”联合展台上展示该软件。
科学家们将轮胎的特性映射到一个结构外壳模型上。“我们没有把它映射成体积模型，我们将轮胎表示为一个外壳-这节省了大量的模拟时间，但仍然考虑到所有的属性，”Bäcker解释道。首先，研究人员为真实轮胎的每一层功能层计算单个外壳:每一层钢带层，每一层盖层，等等。随后，它们将这些组合成一个单一的壳。特别之处:该模型也考虑了侧壁．在通常的模拟中，汽车制造商需要完全重新调整参数轮胎宽度的变化在模拟或轮胎压力各不相同。
“我们将几何形状与材料属性完全分离，这样你就可以在不匹配计算机模型的情况下改变轮胎的几何形状。”汽车制造商也重视这一点。这种模拟已经在全球范围内使用，包括丰田和戴姆勒．
此外,科学家们现在将温度纳入模拟．这一点很重要，因为轮胎在行驶过程中会动态变形，而且刹车会释放热量。因此，轮胎会变暖，从而改变其性能。研究人员首先将CDTire/3D的结果保存在温度模型中。然后，在这些计算的帮助下，他们模拟了热量在轮胎中的传播方式，最后将结果耦合到结构模型中。瑞士一级方程式车队索伯希望在未来使用温度模型来制造他们的赛车赛车转弯速度更快。
研究人员说:“由于系统是模块化构建的，我们可以将温度模型与任何你想要的模拟工具耦合起来。”因此，它也可以连接到“CDTire/Realtime”工具。该软件也可用于例如在设计一个电子控制系统，比如电子稳定程序，或简称ESP。如果汽车开始失去牵引力或滑动，ESP会选择性地对各个车轮施加制动。CDTire/Realtime实时运行-就像温度计算工具一样，尽管到目前为止只在实验室的大型计算机上。
在未来,CDTire/Realtime将能够部署使用安装在车内的微控制器来增加ESP在行驶时的精度。Bäcker猜测到那时还需要大约一到两年的时间。
