DE102019004552A1 - Process for corrosion simulation of a component, and component obtained using such a method - Google Patents

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Ludwig Waibel
Andreas Mittelbach
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Abstract

Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs. In dem Verfahren wird a) eine Analyse der Geometrie des Bauteils durchgeführt wird, wobei ein Modell des Bauteils erstellt, wird b) eine Segmentierung des Modells des Bauteils, bevorzugt eine Segmentierung in Schnittebenen, durchgeführt, wobei zweidimensionale Segmente des Bauteils erhalten werden, und wobei zur Komplexitätsreduktion mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren die zweidimensionalen Segmente hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert und die zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden, werden c) Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen durchgeführt, wobei für jedes zweidimensionale Segment simulierte Korrosionsergebnisse für auftretende Korrosionen erhalten werden, werden d) die simulierten Korrosionsergebnisse mit einer Korrosion eines realen Bauteils verglichen, wobei Unterschiede der simulierten Korrosionsergebnisse und der Korrosionen des realen Bauteils ermittelt werden, werden e) in Abhängigkeit der ermittelten Unterschiede die Segmentierung des Bauteils und/oder die Korrosionsfaktoren bewertet und/oder angepasst, und werden f) erneute Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen unter Berücksichtigung der bewerteten und/oder angepassten Segmenten des Bauteils und/oder Korrosionsfaktoren durchgeführt.Method for simulating corrosion of a component, in particular a body component of a vehicle. In the method, a) an analysis of the geometry of the component is carried out, a model of the component being created, b) segmentation of the model of the component, preferably segmentation in sectional planes, is carried out, two-dimensional segments of the component being obtained, and wherein To reduce complexity using a multi-stage escalation model depending on corrosion factors, the two-dimensional segments are classified with regard to corrosion and the two-dimensional segments with corrosive weak points are determined, c) corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points are carried out, with simulated corrosion results for any two-dimensional segment being obtained for occurring corrosion , d) the simulated corrosion results are compared with a corrosion of a real component, whereby differences between the simulated corrosion results and the corrosion of the real construction eils are determined, e) depending on the determined differences, the segmentation of the component and / or the corrosion factors are evaluated and / or adapted, and f) renewed corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points, taking into account the assessed and / or adjusted segments of the component and / or corrosion factors performed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, sowie ein Bauteil erhalten nach einem solchen Verfahren.The invention relates to a method for simulating corrosion of a component and to a component obtained using such a method.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur simulierten Ermittlung eines Korrosionsverlaufs eines Bauteils bekannt, wobei chemische, elektrochemische und physikalische Parameter des Bauteils, sowie eine Materialzusammensetzung und eine Geometrie des Bauteils vorgegeben werden, mittels derer ein Korrosionsverlauf des Bauteils vorhergesagt wird.Methods for simulated determination of a component's corrosion profile are known from the prior art, wherein chemical, electrochemical and physical parameters of the component, as well as a material composition and a geometry of the component are specified, by means of which a component's corrosion profile is predicted.

Im Zuge von Korrosionsuntersuchungen in der Automobilindustrie werden Korrosionstests an Bauteilen oder kompletten Karosserien durchgeführt. Dabei stellen die Korrosionstests eine Schwachstellenanalyse dar, bei der zeitgerafft ein Fahrzeugleben hinsichtlich der Korrosion abgebildet wird. Die Simulation kann dabei unter verschiedenen Parametern, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Salzgehalt, durchgeführt werden. Dabei wird die Simulation vorteilhafterweise derart geregelt, dass sich eine Übereinstimmung hinsichtlich der ablaufenden Korrosion in einem realen Bauteil sicherstellen lässt.In the course of corrosion tests in the automotive industry, corrosion tests are carried out on components or entire bodies. The corrosion tests represent a weak point analysis in which a vehicle's life is shown in terms of corrosion in a timely manner. The simulation can be carried out under various parameters such as temperature, humidity, salinity. The simulation is advantageously regulated in such a way that a correspondence can be ensured with regard to the corrosion taking place in a real component.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 009 379 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung eines Korrosionsrisikos von Bauteilen, wobei Ausprägungen vorgegebener Merkmale des jeweiligen Bauteils erfasst und dessen Korrosionsrisiko ermittelt werden.The German publication DE 10 2012 009 379 A1 discloses a method for determining a corrosion risk of components, wherein characteristics of predetermined features of the respective component are recorded and its corrosion risk is determined.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 022 946 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Korrosionsverlaufs an einem Bauteil bekannt, wobei für eine Korrosionsreaktion relevante chemische und physikalische Parameter sowie Abmessungen und eine Materialzusammensetzung des Bauteils vorgegeben werden, mittels welchen ein Modell des Bauteils erstellt wird, wobei anhand des Modells des Bauteils und der vorgegebenen Werte ein Korrosionsverlauf am Bauteil simuliert wird.From the German published application DE 10 2012 022 946 A1 A method for determining a course of corrosion on a component is known, wherein chemical and physical parameters relevant for a corrosion reaction as well as dimensions and a material composition of the component are specified, by means of which a model of the component is created, using the model of the component and the specified values a course of corrosion on the component is simulated.

Die deutsche Offenlegungsschrift 10 2015 010 753 A1 offenbart ein Verfahren zur simulierten Ermittlung eines Korrosionsverlaufs eines Bauteils, wobei chemische, elektrochemische und physikalische Parameter des Bauteils sowie eine Materialzusammensetzung und eine Geometrie des Bauteils vorgegeben werden, mittels derer unter Vorgabe von makroskopischen Klimaparametern und Rechenparametern einem FEM-Modell erstellt wird, und ein Korrosionsverlauf des Bauteils vorhergesagt wird. Durch die Verwendung des Parameters der Stromdichte zur Ermittlung des Korrosionsverlaufs kann aus zumindest einer zuvor experimentell erstellten und in das FEM-Modell übertragenen Polarisationskurve der Rechenaufwand des Verfahrens signifikant verringert werden.The German Offenlegungsschrift 10 2015 010 753 A1 discloses a method for simulated determination of a component's corrosion profile, whereby chemical, electrochemical and physical parameters of the component as well as a material composition and a geometry of the component are specified, by means of which an FEM model is created by specifying macroscopic climate parameters and calculation parameters, and a corrosion profile of the component is predicted. By using the parameter of the current density to determine the course of corrosion, the computational effort of the method can be significantly reduced from at least one polarization curve that was previously experimentally created and transferred to the FEM model.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 008 211 A1 offenbart ein Verfahren zur simulierten Ermittlung eines Korrosionsverlaufs eines Bauteils, wobei ein FEM-Modell für ein Bauteil erstellt wird, auf dessen Grundlage ein Korrosionsverlauf für das Bauteil ermittelbar ist, wobei in dem FEM-Modell zur Ermittlung des Korrosionsverlaufs eine lokale Stromdichte verwendet wird, die aus zumindest einer zuvor experimentell erstellten und in das FEM-Modell übertragenen Polarisationskurve hergeleitet wird. Eine BauteilGeometrie des Bauteils wird in dem FEM-Modell mit einer Mehrzahl verschiedener Belastungsbereiche unterteilt, wobei jedem Belastungsbereich jeweils eine zeitabhängige Funktion zugeordnet wird, wobei die lokale Stromdichte für jeden Belastungsbereich mit der dem jeweiligen Belastungsbereich zugeordneten zeitabhängigen Funktion gewichtet wird.The German publication DE 10 2016 008 211 A1 discloses a method for simulated determination of a component's corrosion profile, whereby a FEM model is created for a component, on the basis of which a component's corrosion profile can be determined, a local current density being used in the FEM model to determine the corrosion profile is derived from at least one polarization curve previously experimentally created and transferred to the FEM model. A component geometry of the component is subdivided in the FEM model with a plurality of different load ranges, with each load range being assigned a time-dependent function, the local current density for each load range being weighted with the time-dependent function assigned to the respective load range.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist jedoch, dass lokale Korrosionssimulationen sehr zeit- und speicherintensiv sind und insbesondere nur schwer auf das Gesamtfahrzeug angewendet werden können. Bei den zeitlich immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen ist es notwendig, dass die Korrosionssimulationen zeit- und speichertechnisch verkürzt beziehungsweise verringert werden, um schnellere Ergebnisse einer zu erwartenden Korrosion eines Bauteils zu erhalten. Des Weiteren werden Korrosionsbewertungen durch manuell spezifizierte Eigenschaften ermittelt, wobei diese lediglich als Anhaltspunkt der Verifikation der Ergebnisse nur einen numerischen Output besitzen.However, a disadvantage of the methods known from the prior art is that local corrosion simulations are very time-consuming and memory-intensive and, in particular, can only be applied to the entire vehicle with difficulty. With the development cycles becoming shorter and shorter, it is necessary that the corrosion simulations be shortened or reduced in terms of time and memory in order to obtain faster results of expected corrosion of a component. Furthermore, corrosion assessments are determined by means of manually specified properties, which only have a numerical output as a reference point for the verification of the results.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, und ein Bauteil, erhalten nach einem solchen Verfahren, bereitzustellen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, und wobei insbesondere eine Korrosionssimulation eines gesamten Bauteils in einer verkürzten Zeit und mit einer geringeren Datenmenge als in herkömmlichen Simulationen möglich ist.The invention is therefore based on the object of providing a method for simulating corrosion of a component, in particular a body component of a vehicle, and a component obtained using such a method, the disadvantages mentioned not occurring, and in particular a corrosion simulation of an entire component in one shorter time and with a smaller amount of data than is possible in conventional simulations.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by creating the subject matter of the independent claims. Advantageous configurations result from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, geschaffen wird, wobei a) eine Analyse der Geometrie des Bauteils durchgeführt wird, wobei ein Modell des Bauteils erstellt wird, b) eine Segmentierung des Modells des Bauteils, bevorzugt eine Segmentierung in Schnittebenen, durchgeführt wird, wobei zweidimensionale Segmente des Bauteils erhalten werden, und wobei zur Komplexitätsreduktion mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren die zweidimensionalen Segmente hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert und die zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden, c) Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen durchgeführt werden, wobei für jedes zweidimensionale Segment simulierte Korrosionsergebnisse für auftretende Korrosionen erhalten werden, d) die simulierten Korrosionsergebnisse mit einer Korrosion eines realen Bauteils verglichen werden, wobei Unterschiede der simulierten Korrosionsergebnisse und der Korrosionen des realen Bauteils ermittelt werden, e) in Abhängigkeit der ermittelten Unterschiede die Segmentierung des Bauteils und/oder die Korrosionsfaktoren bewertet und/oder angepasst werden, und f) erneute Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen unter Berücksichtigung der bewerteten und/oder angepassten Segmenten des Bauteils und/oder Korrosionsfaktoren durchgeführt werden.The object is achieved in particular by creating a method for simulating corrosion of a component, in particular a body component of a vehicle, wherein a an analysis of the geometry of the component is carried out, a model of the component being created, b ) a segmentation of the model of the component, preferably a segmentation in cutting planes, is carried out, wherein two-dimensional segments of the component are obtained, and wherein, in order to reduce complexity, using a multi-stage escalation model, depending on corrosion factors, the two-dimensional segments are classified with regard to corrosion and the two-dimensional segments with corrosive weak points are determined, c ) Corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points are carried out, simulated corrosion results for occurring corrosion being obtained for each two-dimensional segment, d ) the simulated corrosion results are compared with a corrosion of a real component, differences between the simulated corrosion results and the corrosion of the real component being determined, e ) the segmentation of the component and / or the corrosion factors are evaluated and / or adjusted depending on the differences determined, and f ) new corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points are carried out taking into account the evaluated and / or adapted segments of the component and / or corrosion factors.

Vorzugsweise ist das Bauteil aus einem Metall oder einer metallischen Legierung gebildet. Vorzugsweise ist das Bauteil ein beschichtetes Bauteil.The component is preferably formed from a metal or a metallic alloy. The component is preferably a coated component.

Vorzugsweise liegt das Bauteil, insbesondere das Karosseriebauteil, in Form von digitalen Daten vor. Vorzugsweise wird die Geometrie des Bauteils in einer integrierten CAD-Umgebung aufgebaut, wobei ein Modell des Bauteils erstellt wird.The component, in particular the body component, is preferably in the form of digital data. The geometry of the component is preferably set up in an integrated CAD environment, a model of the component being created.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Segmentierung des Modells des Bauteils in Schritt b) in Abhängigkeit einer Auswertung des Modells das Bauteils aus Schritt a) durchgeführt, wobei während oder nach Schritt a) Bereiche des Modells des Bauteils mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert werden, und die Bereiche mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden. Vorzugsweise werden die Bereiche des Modells in Abhängigkeit der Geometrie des Modells und/oder mittels Reinforcement Learning ermittelt. Vorzugsweise wird die Segmentierung des Modells des Bauteils in Schritt b) im Hinblick auf eine Schnittposition, eine Schnittausrichtung und/oder eine Schnittanzahl durchgeführt.According to a development of the invention, the segmentation of the model of the component is carried out in step b ) depending on an evaluation of the model the component from step a ) performed, during or after step a ) Areas of the model of the component are classified using a multi-stage escalation model depending on corrosion factors with regard to corrosion, and the areas with corrosive weak points are determined. The areas of the model are preferably determined as a function of the geometry of the model and / or by means of reinforcement learning. The segmentation of the model of the component is preferably carried out in step b ) with regard to a cutting position, a cutting orientation and / or a number of cuts.

Vorzugsweise wird die Segmentierung des Bauteils in Schritt b) in Abhängigkeit der ermittelten zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen mindestens einmal erneut durchgeführt, so dass die Segmentierung des Bauteils angepasst, insbesondere hinsichtlich der Korrosionsergebnisse verbessert, wird.The segmentation of the component is preferably carried out in step b ) depending on the determined two-dimensional segments with corrosive weak points, carried out again at least once, so that the segmentation of the component is adapted, in particular improved with regard to the corrosion results.

Vorzugsweise werden Daten über korrosive Schwachstellen des Bauteils real erfasst und in einer Datenbank abgelegt, wobei die Korrosionssimulation eines Bauteils in Abhängigkeit der erfassten Daten über korrosive Schwachstellen durchgeführt wird. Vorzugsweise werden zur Bewertung der Korrosionsergebnisse Bauteile hinsichtlich korrosiver Schwachstellen manuell gelabelt.Data on corrosive weak points of the component are preferably recorded in real terms and stored in a database, the corrosion simulation of a component being carried out as a function of the recorded data on corrosive weak points. To assess the corrosion results, components are preferably labeled manually with regard to corrosive weak points.

Vorzugsweise werden durch das Verfahren relevante Korrosionsfaktoren bestimmt, durch die die Korrosionssimulationen angepasst werden.Relevant corrosion factors are preferably determined by the method, by means of which the corrosion simulations are adapted.

Vorzugsweise werden die Korrosionsergebnisse mithilfe eines Expertenmodells verifiziert.The corrosion results are preferably verified using an expert model.

Vorzugsweise weist das zweidimensionale Segment mindestens eine korrosive Schwachstelle auf.The two-dimensional segment preferably has at least one corrosive weak point.

Vorzugsweise werden durch die Korrosionsergebnisse Wahrscheinlichkeiten für eine auftretende Korrosion ermittelt.Probabilities for a occurring corrosion are preferably determined by the corrosion results.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise ermöglicht die Korrosionssimulation eine Vorhersage der Korrosion und einem Korrosionsverlauf von realen Bauteilen. Vorteilhafterweise werden korrosive Schwachstellen des Bauteils erkannt. Vorteilhafterweise führt das Verfahren zu einer Reduktion der Simulationszeit und/oder des Speicherbedarfs. Vorteilhafterweise wird eine Korrosionssimulation eines Gesamtfahrzeugs ermöglicht. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren eine Berechnung elektrochemischer Vorgänge, die während der Korrosion eines Bauteils, bevorzugt eines metallischen Bauteils, insbesondere eines beschichteten metallischen Bauteils, ablaufen. Vorteilhafterweise ist das Verfahren nicht nur auf bereits real existierende Bauteile beschränkt, sondern auch auf konstruktiv geplante und noch nicht realisierte Bauteile anwendbar. Vorteilhafterweise ist es möglich Fehler in dem Bauteil zu erkennen. Vorteilhafterweise kann mittels einer zeitabhängigen Korrosionssimulation auch ein Korrosionsbeginn des Bauteils, insbesondere an korrosiven Schwachstellen, ermittelt werden, ohne dass es einer bereits vorhandenen Schädigung des Bauteils bedarf. Vorteilhafterweise werden korrosionsrelevante Eigenschaften für alle Entitäten des Bauteils und deren Relevanz hinsichtlich der Korrosionssimulation bewertet.The method according to the invention for simulating corrosion of a component has advantages compared to the prior art. The corrosion simulation advantageously makes it possible to predict the corrosion and a course of corrosion of real components. Corrosive weak points in the component are advantageously identified. The method advantageously leads to a reduction in the simulation time and / or the memory requirement. Corrosion simulation of an entire vehicle is advantageously made possible. The method advantageously enables a calculation of electrochemical processes that take place during the corrosion of a component, preferably a metallic component, in particular a coated metallic component. Advantageously, the method is not only limited to components that already exist, but can also be used for components that have been designed and not yet implemented. It is advantageously possible to recognize defects in the component. Advantageously, the start of corrosion of the component, in particular at corrosive weak points, can also be determined by means of a time-dependent corrosion simulation, without the need for existing damage to the component. Corrosion-relevant properties for all entities of the component and their relevance with regard to the corrosion simulation are advantageously evaluated.

Unter einem Bauteil wird insbesondere eine Karosserie oder ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs verstanden, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Wohnmobil, ein Baufahrzeug oder ein Nutzfahrzeug ist. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist ein reales Bauteil insbesondere auch ein konstruktiv geplantes Bauteil.A component is understood to mean, in particular, a body or a body component of a vehicle, the vehicle being in particular a passenger car, a truck, a bus, a mobile home, a construction vehicle or a utility vehicle. In connection with the invention a real component, especially a constructively planned component.

Vorzugsweise ist das Bauteil ein beschichtetes Bauteil, insbesondere ein lackiertes oder ein galvanisiertes Bauteil.The component is preferably a coated component, in particular a painted or a galvanized component.

Vorzugsweise wird das Modell des Bauteils unter Berücksichtigung eines Materials, einer Abmessung, einer Schichtdicke, einer Massenverteilung, und/oder einer Beschichtung des Bauteils erstellt.The model of the component is preferably created taking into account a material, a dimension, a layer thickness, a mass distribution, and / or a coating of the component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Verfahrensschritt e) und/oder f) das simulierte Korrosionsergebnis mit einer Korrosion eines realen Bauteils verglichen wird, bevorzugt werden Eigenschaften des Bauteils anhand des Vergleichsergebnisses angepasst.According to a development of the invention, it is provided that after the method step e ) and or f ) the simulated corrosion result is compared with corrosion of a real component, the properties of the component are preferably adapted on the basis of the comparison result.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Korrosionsfaktoren für die Korrosion relevante chemische Parameter, insbesondere ein Material und/oder eine Beschichtung, physikalische Parameter und/oder Abmessungen, insbesondere eine Materialdicke, des Bauteils sind.According to a development of the invention, it is provided that the corrosion factors for the corrosion are relevant chemical parameters, in particular a material and / or a coating, physical parameters and / or dimensions, in particular a material thickness, of the component.

Vorzugsweise werden in den Korrosionssimulationen äußere Einflüsse berücksichtigt, insbesondere eine Umgebungstemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit.Preferably, external influences are taken into account in the corrosion simulations, in particular an ambient temperature and / or an air humidity.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Korrosionsergebnisse zeitabhängig ermittelt werden, insbesondere wird ein zeitlicher Verlauf der Korrosion ermittelt. Vorzugsweise werden die Korrosionsergebnisse in bestimmten Zeitabständen ermittelt.According to a development of the invention, it is provided that the corrosion results are determined as a function of time, in particular a course of corrosion over time is determined. The corrosion results are preferably determined at specific time intervals.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmentierung des Bauteils, insbesondere die Ermittlung korrosiver Schwachstellen KI-basiert durchgeführt wird, bevorzugt werden mehrere Ki-basierte Methoden kombiniert, so dass insbesondere möglichst alle korrosiven Schwachstellen erkannt werden.According to a development of the invention, it is provided that the segmentation of the component, in particular the determination of corrosive weak points, is carried out KI-based, preferably several Ki-based methods are combined, so that in particular all possible corrosive weak points are identified.

Unter einer Kl-basierten Methode wird insbesondere eine auf Künstlicher Intelligenz basierende Methode des maschinellen Lernens, insbesondere zum Ermitteln zum Auswerten korrosiver Schwachstellen eines Bauteils, verstanden.A Kl-based method is understood in particular to mean a method of machine learning based on artificial intelligence, in particular for determining for evaluating corrosive weak points in a component.

Vorzugsweise wird eine KI-basierte Segmentierung des Bauteils in relevante und irrelevante Bereiche bezüglich der Korrosion durch ein Mehrstufeneskalationsmodell durchgeführt.An AI-based segmentation of the component into relevant and irrelevant areas with regard to corrosion is preferably carried out using a multi-stage escalation model.

Vorzugsweise werden die Ergebnisse verschiedener Kl-Methoden kombiniert, insbesondere werden alle durch die Methoden erhaltenen korrosiven Schwachstellen aufsummiert und/oder in Abhängigkeit einer Häufigkeit im weiteren Verfahren verwendet.The results of different KI methods are preferably combined, in particular all the corrosive weak points obtained by the methods are added up and / or used in the further process depending on a frequency.

Vorzugsweise werden die zweidimensionalen Segmente mittels eines neuronalen Netzes ermittelt.The two-dimensional segments are preferably determined by means of a neural network.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während und/oder nach Schritt c) die simulierten Korrosionsergebnisse jedes zweidimensionalen Segments auf entsprechende dreidimensionale Bereiche des Bauteils interpoliert werden, so dass simulierte Korrosionsergebnisse für das gesamte Bauteil erhalten werden.According to a development of the invention, it is provided that during and / or after step c ) the simulated corrosion results of each two-dimensional segment are interpolated onto corresponding three-dimensional areas of the component, so that simulated corrosion results are obtained for the entire component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Daten über die Korrosion des realen Bauteils, insbesondere über korrosive Schwachstellen, erfasst werden, wobei in Schritt b) in Abhängigkeit der erfassten Daten des realen Bauteils zweidimensionale Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden.According to a development of the invention, it is provided that data on the corrosion of the real component, in particular on corrosive weak points, are recorded, in step b ) Two-dimensional segments with corrosive weak points are determined depending on the recorded data of the real component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schritte b) bis f) wiederholt werden, bis die simulierten Korrosionsergebnisse und die Korrosion des realen Bauteils übereinstimmen oder zumindest weitgehend übereinstimmen, bevorzugt mit einer Abweichung von maximal 5% in Bezug auf die Gesamtfläche der Korrosion. Vorzugsweise beträgt die Abweichung der simulierten Korrosionsergebnisse von der Korrosion des realen Bauteils maximal 4% in Bezug auf die Gesamtfläche der Korrosion, bevorzugt maximal 3%, bevorzugt maximal 2%, bevorzugt maximal 1%, bevorzugt maximal 0,5%, oder bevorzugt maximal 0,2%.According to a development of the invention, the steps b ) to f ) are repeated until the simulated corrosion results and the corrosion of the real component match or at least largely match, preferably with a maximum deviation of 5% with respect to the total area of the corrosion. The deviation of the simulated corrosion results from the corrosion of the real component is preferably at most 4% in relation to the total area of the corrosion, preferably at most 3%, preferably at most 2%, preferably at most 1%, preferably at most 0.5%, or preferably at most 0 , 2%.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweidimensionalen Segmente durch deterministische Algorithmen ermittelt werden, wobei bevorzugt sich ändernde Korrosionsfaktoren berücksichtigt werden.According to a development of the invention, it is provided that the two-dimensional segments are determined by deterministic algorithms, preferably changing corrosion factors being taken into account.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem weiteren Schritt Wasserwege auf dem Bauteil, insbesondere auf dem Karosseriebauteil, bei der Simulation berücksichtigt werden, wobei die in Schritt b) durch die Segmentierung des Bauteils erhaltene Segmente weiter in der Geometrie reduziert werden.According to a development of the invention, it is provided that in a further step, water paths on the component, in particular on the body component, are taken into account in the simulation, the steps in b ) segments obtained by the segmentation of the component are further reduced in geometry.

Vorzugsweise wird eine Relevanz der Korrosionsergebnisse der Korrosionssimulation eines zweidimensionalen Segments, insbesondere eines lokalen Bereichs des zweidimensionalen Segments, ermittelt. Dadurch können in Abhängigkeit der Relevanz die Korrosionsergebnisse gewichtet werden.A relevance of the corrosion results of the corrosion simulation of a two-dimensional segment, in particular a local area of the two-dimensional segment, is preferably determined. This means that the corrosion results can be weighted depending on their relevance.

Vorzugsweise wird das Bauteil in Abhängigkeit der ermittelten korrosiven Schwachstellen und/oder der erhaltenen Korrosionsergebnisse durch Korrosionsschutzmaßnahmen behandelt, bevorzugt einer Nahtabdichtung, einer Hohlraumkonservierung, eines Dichtklebstoffs, und/oder eines Unterbodenschutzes, beispielsweise aus PVC. Depending on the determined corrosive weak points and / or the corrosion results obtained, the component is preferably treated by means of corrosion protection measures, preferably a seam sealer, a cavity preservation, a sealing adhesive, and / or an underbody protection, for example made of PVC.

Vorzugsweise wird das Verfahren zur Korrosionssimulation mit einem durch Korrosionsschutzmaßnahmen behandelten Bauteil durchgeführt, insbesondere mit einem durch das Verfahren mit den Schritten a) bis f) in Abhängigkeit der ermittelten korrosiven Schwachstellen und/oder der erhaltenen Korrosionsergebnisse durch Korrosionsschutzmaßnahmen behandelten Bauteils.The method for corrosion simulation is preferably carried out with a component treated by corrosion protection measures, in particular with a component with the steps a ) to f ) depending on the determined corrosive weak points and / or the corrosion results obtained by corrosion protection measures of the treated component.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Bauteil erhalten nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei das Bauteil bevorzugt eine Karosserie oder ein Karosseriebauteil für ein Fahrzeug ist. Dabei ergeben sich für das Bauteil insbesondere die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils erläutert wurden.The object is also achieved by providing a component obtained using a method according to the invention, in particular according to one of the exemplary embodiments described above, the component preferably being a body or a body component for a vehicle. This gives the component in particular the advantages which have already been explained in connection with the method for corrosion simulation of a component.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ablaufs eines Verfahrens zur Korrosionssimulation eines Bauteils in einem Fließdiagramm, und

  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, in einem Fließdiagramm.
The single figure shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a sequence of a method for corrosion simulation of a component in a flow chart, and
  • The figure shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method for corrosion simulation of a component, in particular a body component of a vehicle, in a flow chart.

In dem Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs wird a) eine Analyse der Geometrie des Bauteils durchgeführt wird, wobei ein Modell des Bauteils erstellt, wird b) eine Segmentierung des Modells des Bauteils, bevorzugt eine Segmentierung in Schnittebenen, durchgeführt, wobei zweidimensionale Segmente des Bauteils erhalten werden, und wobei zur Komplexreduktion mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren die zweidimensionalen Segmente hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert und die zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden, werden c) Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen durchgeführt, wobei für jedes zweidimensionale Segment simulierte Korrosionsergebnisse für auftretende Korrosionen erhalten werden, werden d) die simulierten Korrosionsergebnisse der zweidimensionalen Segmente des Bauteils mit einer Korrosion eins realen Bauteils verglichen, wobei Unterschiede der simulierten Korrosionsergebnisse und der Korrosion des realen Bauteils ermittelt werden, werden e) in Abhängigkeit der ermittelten Unterschiede der Segmentierung des Bauteils und/oder die Korrosionsfaktoren bewertet und/oder angepasst, und werden f) erneute Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen unter Berücksichtigung der bewerteten und/oder angepassten Segmenten des Bauteils und/oder Korrosionsfaktoren durchgeführt.In the method for simulating corrosion of a component, in particular a body component of a vehicle a ) an analysis of the geometry of the component is carried out, a model of the component being created b ) a segmentation of the model of the component, preferably a segmentation in cutting planes, is carried out, whereby two-dimensional segments of the component are obtained, and wherein for complex reduction by means of a multi-stage escalation model, depending on corrosion factors, the two-dimensional segments are classified with regard to corrosion and the two-dimensional segments with corrosive weak points are determined will be c ) Corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points are carried out, whereby simulated corrosion results for occurring corrosion are obtained for each two-dimensional segment d ) the simulated corrosion results of the two-dimensional segments of the component are compared with corrosion of a real component, differences between the simulated corrosion results and the corrosion of the real component being determined e ) evaluated and / or adjusted depending on the determined differences in the segmentation of the component and / or the corrosion factors f ) renewed corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points, taking into account the evaluated and / or adapted segments of the component and / or corrosion factors.

Dadurch wird eine Vorhersage der Korrosion und einem Korrosionsverlauf von realen Bauteilen ermöglicht, insbesondere werden korrosive Schwachstellen des Bauteils erkannt. Das Verfahren führt dabei zu einer Reduktion der Simulationszeit und/oder des Speicherbedarfs. Vorteilhafterweise wird eine Korrosionssimulation eines Gesamtfahrzeugs ermöglicht.This enables a prediction of the corrosion and a course of corrosion of real components, in particular corrosive weak points of the component are recognized. The method leads to a reduction in the simulation time and / or the memory requirement. Corrosion simulation of an entire vehicle is advantageously made possible.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Korrosionsfaktoren für die Korrosion relevanten chemische Parameter, insbesondere ein Material und/oder eine Beschichtung, physikalische Parameter und/oder Abmessungen, insbesondere eine Materialdicke, des Bauteils.In one embodiment of the invention, the corrosion factors for the corrosion are relevant chemical parameters, in particular a material and / or a coating, physical parameters and / or dimensions, in particular a material thickness, of the component.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Korrosionsergebnisse zeitabhängig ermittelt.In a further embodiment of the invention, the corrosion results are determined as a function of time.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Segmentierung des Bauteils, insbesondere die Ermittlung korrosiver Schwachstellen, KI-basiert durchgeführt, bevorzugt werden mehrere KI-basierte Methoden kombiniert.In a further embodiment of the invention, the segmentation of the component, in particular the determination of corrosive weak points, is carried out based on AI, preferably several AI-based methods are combined.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden während und/oder nach Schritt c) die simulierten Korrosionsergebnisse jedes zweidimensionalen Segments auf entsprechende dreidimensionale Bereiche des Bauteils interpoliert, so dass simulierte Korrosionsergebnisse für das gesamte Bauteil erhalten werden.In a further embodiment of the invention, during and / or after step c ) interpolates the simulated corrosion results of each two-dimensional segment onto corresponding three-dimensional areas of the component, so that simulated corrosion results are obtained for the entire component.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Daten über die Korrosion des realen Bauteils, insbesondere über korrosive Schwachstellen, erfasst, wobei in Schritt b) in Abhängigkeit der erfassten Daten des realen Bauteils zweidimensionale Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden.In a further embodiment of the invention, data on the corrosion of the real component, in particular on corrosive weak points, are recorded, in step b ) Two-dimensional segments with corrosive weak points are determined depending on the recorded data of the real component.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Schritte b) bis f) wiederholt, bis die simulierten Korrosionsergebnisse und die Korrosion des realen Bauteils übereinstimmen oder zumindest weitgehend übereinstimmen, bevorzugt mit einer Abweichung von maximal 5% in Bezug auf die Gesamtfläche der Korrosion.In a further embodiment of the invention, the steps b ) to f ) repeated until the simulated corrosion results and the corrosion of the real component match or at least largely match, preferably with a Maximum deviation of 5% in relation to the total area of corrosion.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die zweidimensionalen Segmente durch deterministische Algorithmen ermittelt, wobei bevorzugt sich ändernde Korrosionsfaktoren berücksichtigt werden.In a further embodiment of the invention, the two-dimensional segments are determined by deterministic algorithms, wherein changing corrosion factors are preferably taken into account.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Segmentierung des Modells des Bauteils in Schritt b) in Abhängigkeit einer Auswertung des Modells das Bauteils aus Schritt a) durchgeführt, wobei während oder nach Schritt a) Bereiche des Modells des Bauteils mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert werden, und die Bereiche mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden.In a further embodiment of the invention, the segmentation of the model of the component is carried out in step b ) depending on an evaluation of the model the component from step a ) performed, during or after step a ) Areas of the model of the component are classified using a multi-stage escalation model depending on corrosion factors with regard to corrosion, and the areas with corrosive weak points are determined.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102012009379 A1 [0004]DE 102012009379 A1 [0004]
  • DE 102012022946 A1 [0005]DE 102012022946 A1 [0005]
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  • DE 102016008211 A1 [0007]DE 102016008211 A1 [0007]

Claims (10)

Verfahren zur Korrosionssimulation eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine Analyse der Geometrie des Bauteils durchgeführt wird, wobei ein Modell des Bauteils erstellt wird, b) eine Segmentierung des Modells des Bauteils, bevorzugt eine Segmentierung in Schnittebenen, durchgeführt wird, wobei zweidimensionale Segmente des Bauteils erhalten werden, und wobei zur Komplexitätsreduktion mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren die zweidimensionalen Segmente hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert und die zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden, c) Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen durchgeführt werden, wobei für jedes zweidimensionale Segment simulierte Korrosionsergebnisse für auftretende Korrosionen erhalten werden, d) die simulierten Korrosionsergebnisse mit einer Korrosion eines realen Bauteils verglichen werden, wobei Unterschiede der simulierten Korrosionsergebnisse und der Korrosionen des realen Bauteils ermittelt werden, e) in Abhängigkeit der ermittelten Unterschiede die Segmentierung des Bauteils und/oder die Korrosionsfaktoren bewertet und/oder angepasst werden, und f) erneute Korrosionssimulationen der zweidimensionalen Segmente mit korrosiven Schwachstellen unter Berücksichtigung der bewerteten und/oder angepassten Segmenten des Bauteils und/oder Korrosionsfaktoren durchgeführt werden.Method for simulating corrosion of a component, in particular a body component of a vehicle, characterized in that a) the geometry of the component is analyzed, a model of the component being created, b) a segmentation of the model of the component, preferably a segmentation in cutting planes, is carried out, whereby two-dimensional segments of the component are obtained, and in order to reduce complexity by means of a multi-stage escalation model, depending on corrosion factors, the two-dimensional segments are classified with regard to corrosion and the two-dimensional segments with corrosive weak points are determined, c) corrosion simulations of the two-dimensional segments with corrosive weak points are carried out , simulated corrosion results for occurring corrosion being obtained for each two-dimensional segment, d) the simulated corrosion results with a corrosion of a real one Component are compared, differences in the simulated corrosion results and the corrosion of the real component are determined, e) depending on the differences determined, the segmentation of the component and / or the corrosion factors are evaluated and / or adjusted, and f) renewed corrosion simulations of the two-dimensional segments Corrosive weak points are carried out taking into account the evaluated and / or adapted segments of the component and / or corrosion factors. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsfaktoren für die Korrosion relevante chemische Parameter, insbesondere ein Material und/oder eine Beschichtung, physikalische Parameter und/oder Abmessungen, insbesondere eine Materialdicke, des Bauteils sind.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the corrosion factors for the corrosion relevant chemical parameters, in particular a material and / or a coating, physical parameters and / or dimensions, in particular a material thickness, of the component. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsergebnisse zeitabhängig ermittelt werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the corrosion results are determined as a function of time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentierung des Bauteils, insbesondere die Ermittlung korrosiver Schwachstellen, KI-basiert durchgeführt wird, bevorzugt werden mehrere Klbasierte Methoden kombiniert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the segmentation of the component, in particular the determination of corrosive weak points, is carried out KI-based, preferably several KI-based methods are combined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach Schritt c) die simulierten Korrosionsergebnisse jedes zweidimensionalen Segments auf entsprechende dreidimensionale Bereiche des Bauteils interpoliert werden, so dass simulierte Korrosionsergebnisse für das gesamte Bauteil erhalten werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during and / or after step c) the simulated corrosion results of each two-dimensional segment are interpolated to corresponding three-dimensional areas of the component, so that simulated corrosion results are obtained for the entire component. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten über die Korrosion, insbesondere korrosive Schwachstellen, des realen Bauteils erfasst werden, wobei in Schritt b) in Abhängigkeit der erfassten Daten des realen Bauteils zweidimensionale Segmente mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that data on the corrosion, in particular corrosive weak points, of the real component are recorded, with two-dimensional segments with corrosive weak points being determined in step b) as a function of the recorded data of the real component. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) bis f) wiederholt werden, bis die simulierten Korrosionsergebnisse und die Korrosion des realen Bauteils übereinstimmen oder zumindest weitgehend übereinstimmen, bevorzugt mit einer Abweichung von maximal 5% in Bezug auf die Gesamtfläche der Korrosion.Method according to one of the preceding claims, characterized in that steps b) to f) are repeated until the simulated corrosion results and the corrosion of the real component match or at least largely match, preferably with a deviation of at most 5% with respect to the total area of corrosion. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweidimensionalen Segmente durch deterministische Algorithmen ermittelt werden, wobei bevorzugt sich ändernde Korrosionsfaktoren berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two-dimensional segments are determined by deterministic algorithms, preferably changing corrosion factors being taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentierung des Modells des Bauteils in Schritt b) in Abhängigkeit einer Auswertung des Modells das Bauteils aus Schritt a) durchgeführt, wobei während oder nach Schritt a) Bereiche des Modells des Bauteils mittels eines Mehrstufeneskalationsmodells in Abhängigkeit von Korrosionsfaktoren hinsichtlich einer Korrosion klassifiziert werden, und die Bereiche mit korrosiven Schwachstellen ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the segmentation of the model of the component in step b) is carried out depending on an evaluation of the model of the component from step a), during or after step a) areas of the model of the component by means of a multi-stage escalation model depending on corrosion factors are classified with regard to corrosion, and the areas with corrosive weak points are determined. Bauteil erhalten nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bauteil bevorzugt eine Karosserie oder ein Karosseriebauteil für ein Fahrzeug ist.Component obtained by a process of Claims 1 to 9 , wherein the component is preferably a body or a body component for a vehicle.
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