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Leichtbautechnologien - Konzepte und Architekturen
Designbild Aeroliner 3000 (Bildquelle: AVS)

Aeroliner3000


Beim „Tomorrow‘s Train Design Today“ Wettbewerb des britischen Rail Safety and Standard Board (RSSB) wurde im Unterauftrag von Andreas Vogler Studio (AVS) ein doppelstöckiges Zugkonzept für die High Speed 2 Strecke in Großbritannien sowie ein Konzept für die mechanischen Hauptbaugruppen (Wagenkasten und Fahrwerk) entwickelt.
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ARENA2036

ARENA2036 - Lightweight construction based on functional integration


Efficient use of fiber-composite-intensive material structures enables the integration of more functions into the supporting structure of an innovative lightweight construction concept.
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EU-Projekt SLC

EU project: SuperLIGHT-CAR


The research field Lightweight and Hybrid Design Methods has made a considerable contribution to the EU project SuperLIGHT-CAR (SLC) for clean future vehicles with a front end structure which reduces weight by more than 30 percent.
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Methodische Vorgehensweise für FVW-Dachkonzept

faWaSiS – Signifikante Masseeinsparung durch strukturell tragende faserverbundintensive Wagenkastenstrukturen von Schienenfahrzeugen mit integriertem Schadensdiagnosesystem


Für eine signifikante Masseeinsparung in Schienenfahrzeugen ist ein ganzheitlicher Leichtbauansatz notwendig. Dieser wird im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Verbundprojekts „faWaSiS“ (Signifikante Masseeinsparung durch strukturell tragende faserverbundintensive Wagenkastenstrukturen von Schienenfahrzeugen mit integriertem Schadensdiagnosesystem, FKZ 19|17004F) verfolgt.
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Additive Manufacturing (AM)

Generic Part Design (GPD) & Additive Manufacturing (AM)


Das innovative Fertigungsprinzip der additiven Verfahren ermöglicht die flexible Schaffung disruptiver Konzeptinnovationen für Straßen- und Schienenfahrzeuge, die aufgrund von klassischen Verfahrensrestriktionen bisher nicht realisiert werden konnten. Mit GPD können Werkstoff-, Prozess- und Geometriedaten in einer ganzheitlichen Entwicklungsmethodik erfasst und für eine technologiegerechte Produktentstehung zugänglich gemacht werden. Dies eröffnet neue Freiheitsgrade für die Gestaltung von Fahrzeugstrukturen mit hohem Potenzial für Funktionalisierungen und Gewichtsreduktionen.
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Leichtbau Fahrwek

Helmholtz-Allianz DLR@UNI – DLR@Uni Stuttgart


The research fields Lightweight and Hybrid Design Methods and Alternative Energy Converters at the Institute of Vehicle Concepts conducted conceptual research on a chassis for next generation electric vehicles together with the Institute for Internal Combustion Engines and Automotive Engineering at Stuttgart University from 2012 – 2014.
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MFW-LEICHT

MFW-LEICHT


After completing the project DLR@UNI- lightweight chassis for next generation electric vehicles finding in regard to the electric vehicle chassis are validated and the successful corporation between the research field Lightweight and Hybrid Design Methods at the DLR Institute of Vehicle Concepts and the Institute for Internal Combustion Engines and Automotive Engineering at Stuttgart University continues.
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Leichtbaufahrzeugkonzept

Next Generation Car (NGC) - Lightweight vehicle concepts


Research is being carried out into developing future lightweight vehicle concepts for use in urban and interurban environments.
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Leichte Fahrzeugstruktur in Sandwichbauweise mit Antriebskomponenten

NGC – Safe Light Regional Vehicle (SLRV)


Scientists at the DLR Institute of Vehicle Concepts in Stuttgart are working on an extremely light, highly efficient, affordable urban vehicle with an alternative drive.
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Bauweise Urban Modular Vehicle (UMV)

NGC - Bauweise Urban Modular Vehicle (UMV)


Die globalen Trends Urbanisierung, Modularisierung, Elektrifizierung sowie hohe Automatisierungsgrade bieten die Chance, neue Fahrzeugkonzepte und -karosserien mit neuen Freiheitsgraden und Anforderungen systematisch zu entwickeln. Eine Antwort darauf bietet die modulare Bauweise des Urban-Modular-Vehicle (UMV). Diese ermöglicht eine breite Modellpalette vom Kleinwagen bis hin zum vollautonomen Lieferwagen.
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Topologieoptimierte Karosseriestruktur

NGC - Evaluation methods


Various structural optimisation methods are applied and improved along the entire product development cycle. The variety of optimisation to be applied ranges from topology optimisation of complete vehicles to detailed optimisation of individual and structural components.
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B-Säulen-Spant

NGC – Fiber-composite-intensive vehicle structures


It is our aim to develop future, innovative and intelligent vehicle structures based on a targeted use of fiber composite materials. Combining fiber-composite-compatible construction and simulation opens up new ways which, on the one hand, lead to new development methods for such promising material systems, on the other hand, require a rethinking with regard to conventional, metal-based methods of construction.
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Design Skizze Nutzfahrzeug

NGC - Lightweight construction concepts for commercial vehicles


Road transport for long distances and in urban areas represents one of the fastest growing transport modes and is one of the main producers of climate damaging CO2 emissions. Due to this fact, new, innovative technologies for future commercial vehicles are being developed at the institute, particularly with regard to improving energy efficiency and minimising emissions.
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Mechanische Zugkonzept-Architektur des NGT LINK

NGT - Mechanische Zugkonzept-Architekturen


Die mechanische Zug-Architektur und der Wagentyp (einstöckig oder doppelstöckig) sind von signifikantem Einfluss für die Energieeffizienz des Zuges, das Antriebskonzept, die Hauptbaugruppen, das erreichbare Leichtbaupotenzial und den Fahrgastfluss des Gesamtzugs. Dies umfasst die Art und Länge der Wagen und die Anordnung und Art der Fahrwerke.
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Radträger des Einzelrad-Einzelfahrwerks für Mittelwagen des NGT HST mit Durchgang für Fahrgäste auf Niederflur-Niveau

NGT - Fahrwerk


Neben dem Wagenkasten, der Inneneinrichtung und der elektrischen Ausrüstungen trägt das Fahrwerk des Next Generation Train (NGT) einen wesentlichen Anteil zur Gesamtmasse eines Schienenfahrzeuges bei. Auf Grund dessen werden am Institut Untersuchungen insbesondere in Bezug auf die Strukturauslegung von Einzelradeinzel- und Einzelraddoppeltfahrwerken durchgeführt, um neue Leichtbaulösungen zu erschließen
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Validierung eines 1:1 Demonstrators mittels quasistatischen Lasten

NGT - Wagenkasten und Rohbaustrukturen


Um leichtbauoptimierte und kraftflussangepasste Wagenkastenstrukturen zu entwickeln werden neuartige Leichtbaustrategien angewandt. Diese gliedern sich in Konzept- und Anforderungsleichtbau, Werkstoffleichtbau, Gestalt- und Formleichtbau sowie Leichtbau durch Funktionsintegration.
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Additive Drucktechnologien

SerAddMeHa – Serienfähigkeit additiver Drucktechnologien durch metallische Halbzeuge


Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit, komplexe Geometrien und somit deutliche Gewichtsreduktionen im Fahrzeugleichtbau zu realisieren. In unserem Forschungsprojekt untersuchen wir die Serienfähigkeit additiver Fertigungsverfahren durch den Einsatz metallischer Halbzeuge.
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DLR-Wabentank  - Modularer und bauraumadaptiver Gasspeicher

DLR Cellular Tank - Modular and free-shapeable gas storage system


In order to use the existing space within a vehicle more efficiently and thus increase the available range, the cylindrical tank design must be questioned for future vehicle generations. The free formability of the patented cellular tank concept and the rigorous use of optimally designed reinforcing fibres, innovative exploitation of the available design space is possible with only a minimal weight increase.
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MWK, Reallabor Schorndorf

Reallabor Schorndorf


Im Rahmen des Projekts „BOOLEAN – Reallabor Schorndorf“ soll ein bedarfsorientiertes, digitalgestütztes Konzept für den Öffentlichen Nahverkehr inkl. eines visionären Buskonzepts unter Beteiligung der Nutzer entwickelt werden. Das Konzept kennzeichnet sich insbesondere dadurch, dass es ohne „feste Haltestellen“ auskommt und damit den Nahverkehr ganz an die individuellen Ansprüche der Nutzer anpasst.
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Roll2Rail

Roll2Rail Carbody


The Roll2Rail project is a part of the Horizon 2020 programme of the European Commission. One topic of the Roll2Rail project is the carbody, on which vehicle manufacturers, operators, academia and research institutes are working together. The department Vehicle Architectures and Lightweight Design Concepts brought in their expertise to analyse the lightweight potential of different carbody geometries in an early stage of the project. Further analyses were carried out regarding suitable materials in different areas of the carbody, depending on the force flow and load paths in the structure.
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Urbane Mobilitä

Urbane Mobilität


Die flexible Nutzung und Kombination von unterschiedlichen Verkehrsmitteln spielt vor allem in größeren Städten und Metropolregionen zunehmend eine wichtige Rolle. Wie könnte ein intermodales Mobilitätssystem der „Stadt von morgen“ aussehen?
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Simulation und Methoden
Validierung an Fahrzeugstrukturbauteil

Charakterisierung von Fahrzeugsandwichstrukturen und Auslegungsmethode für innovative Leichtbauweisen


Grundlegende Untersuchungen an Fahrzeugsandwichstrukturen zur Erforschung und Entwicklung von methodischen Ansätzen, die den Einsatz von Sandwichstrukturen in lasttragenden Fahrzeugbauteilen unterstützen.
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Optimierungs- und Simulationsmethoden

NGC - Optimierungs- und Simulationsmethoden


Am Institut wird an Maßnahmen zur Massenreduzierung durch die Anpassung von Optimierungsstrategien an die Bauweise und deren komponentenspezifischen Optimierungszielen gearbeitet. Die immer bedeutsamer werdenden Simulationsmethoden und Strukturoptimierungsverfahren tragen dazu bei, die herausfordernden Ziele Leichtbau und Crashsicherheit zu gewährleisten. Es gilt diese Methoden und Verfahren in den Produktentwicklungsprozess systematisch einzubinden, auch vor dem Hintergrund der immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen.
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Demonstration und Versuch
Future Lab for Additive Manufacturing & Engineering

Forschungslabor: Future Lab for Additive Manufacturing & Engineering (FLAME)


Future Lab for Additive Manufacturing and Engineering: Additive Fertigungsverfahren - engl.: Additive Manufacturing (AM) - bieten außerordentliche Freiheiten im Gestaltungsprozess. Das FLAME ermöglicht die einrichtungsübergreifende Forschung und Entwicklung entlang der nahezu vollständigen Entstehungskette von komplexen Fahrzeugkomponenten und funktionalisierten Strukturbauteilen.
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NGC-Forschungsdemonstrator

NGC-Forschungsdemonstrator


Die im Projekt Next Generation Car entwickelten Fahrzeugkonzepte „Urban Modular Vehicle“, „Safe Light Regional Vehicle“ und „Interurban Vehicle“ werden als Forschungsfahrzeug, Forschungsplattform oder als Forschungsdemonstrator aufgebaut. Darin werden die innerhalb des Meta-Projekts NGC entwickelten neuen Technologien umgesetzt.
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Crashkonzepte und Strukturauslegung

NGT - Crashkonzepte und Strukturauslegung


Zur Dimensionierung und Optimierung moderner Zugstrukturen werden neben den Normlastfällen bezüglich Steifigkeit, Festigkeit und Crashlastfällen auch betriebliche Lastkollektive z.B. aus aerodynamischen oder fahrdynamischen Belastungen herangezogen und in der Auslegung berücksichtigt.
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Methodische Vorgehensweise zur Auslegung von Komponentenprüfständen

Design method for structural component tests


Applying a design method for structural component tests and obtaining predictions regarding the component behaviour within the complete vehicle through this method, allows for fundamental investigations on individual vehicle structure elements, concept verification, and a reduction of expensive complete vehicle tests.
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Contact
Dipl.-Ing. Gundolf Kopp
Forschungsfeldleiter, Head of Research Area

Institute of Vehicle Concepts

Leichtbau und Hybridbauweisen, Lightweight and Hybrid Design Methods

Stuttgart

Tel.: +49 711 6862 593

Fax: +49 711 6862-258
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