Modellező szakkör a fejlesztőközpontban

Ehhez elsősorban modellt készítenek, persze ezt sem úgy, ahogy a normál földi halandó nekiállna: papírból, agyagból vagy gipszből. A fejlesztőmunka során használt modellek számítógépen készülnek, úgy, hogy az adott alkatrész a kísérlet szempontjából lényeges tulajdonságait próbálják minél pontosabban leírni.

Ha a modell aztán elkészült, virtuálisan belerúgnak, elgörbítik, vagy akár össze is törik: ez a szimuláció.

A gépészeti tervezésben elterjedten használt szimulációs eljárás az úgynevezett „véges elemes módszer”. Ennek során az adott alkatrészt nagyon sok (de nem végtelen, tehát véges) apró háromszög (térbeli modelleknél: tetraéder) által alkotott rácsként írják le, ezen elemi felületek (testek) viselkedését pedig differenciálegyenletekkel határozzák meg. Az egyenleteket egy speciális szoftverrel megoldva pontosan megjósolhatóak az alkatrészben fellépő terhelések, és az ezek hatására létrejövő alakváltozások, deformációk.

Az elmúlt évtizedekben a széleskörűen terjedő eljárás tette lehetővé a korábban elképzelhetetlen teljesítménysűrűségű motorok és nagy szilárdságú karosszériák tervezését a tömeg drámai növekedése nélkül. Amíg a régi cuccokban még volt anyag, mert legföljebb megsaccolni tudták, hol és mikor fog elfáradni vagy megnyúlni, addig ez ma egészen pontosan megjósolható. Így oda, annyi (és olyan) anyag kerül, ami a tervezési szempontok alapján szükséges.

A számítási teljesítmény növekedésével aztán nem csak egyes alkatrészek, hanem alkatrészcsoportok, sőt akár a komplett autó modellezése is elérhető közelségbe került. A töréstesztek ma már szinte csak a szimulációs eredmények ellenőrzésére szolgálnak: a munka java a virtuális térben zajló ütközéseken alapszik.

Bár ha jobban belegondolunk, a töréstesztek lényege nem is az autó, hanem a benne ülő emberek deformációjának elkerülése. Nem csak K. József, de ázsiai kollégái is szar anyagból vannak – gondolhatták tizenöt éve a japán mérnökök, amikor feldobták az ötletet: meg kéne csinálni az ember véges elemes modelljét is. Az azóta a negyedik.generációba lépő modell az egyes szerveket, csontokat, izmokat külön-külön írja le, s e részmodellek összességéből és a köztük levő kölcsönhatások leírásából áll végül össze a virtuális homo sapiens.

A modell készítéséhez először is betoltak néhány átlagos méretű felnőtt embert egy CT-be, s a kapott adatokból gyúrták össze a saját virtuális kísérleti alanyukat. Bár a sajtóhírek erről szemérmesen hallgatnak, a mérnökök az egyes szervek mechanikai tulajdonságaival, súlyával, rugalmasságával, szakítószilárdságával kapcsolatos információkhoz minden bizonnyal a boncasztalról jutottak.

A korábbi modellek is alkalmasak voltak csonttörések, szalagszakadások vagy bizonyos agysérülések szimulációjára, az új verzióval a csípő deformációi vagy a hasüregi, belső sérülések is pontosabban leírhatók. Egy teljesen virtuális törésteszt hatalmas számítási kapacitást és viszonylag hosszú időt igényel, de még így is nagyságrenddel olcsóbb, a sérülések előrejelzését tekintve pedig pontosabb a hagyományos módszernél. S míg nemrégiben a pre-crash rendszerek kapcsán az autógyáraknak virtuális fekete pontot adtunk a vezetőben esetleg hamis biztonságérzetet keltő marketing miatt, ezúttal inkább dicséretes az igyekezet, amivel reálisabb képet kaphatnak az ütközések következményeiről.

Az eredmények alapján a rutinos mérnök valószínűleg titán lábszárcsontot és szénszál-erősítésű kompozit bordákat tervezne azokra a helyekre, ahol K. József szerveinek deformációja meghaladja a kritikus értéket. Mivel azonban a töréstesztek eredményei szemmel láthatóan hidegen hagyják a Mindenhatót, az evolúció pedig szánalmas lassúsággal kullog a motorizáció után, más utat kell választani, és az övet, az överő-határolót, a légzsákot, illetve az autó gyűrődő zónáját kell a virtuális térben úgy optimalizálni, hogy a benne ülők szerveit lehetőleg ne érje végzetes terhelés.