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Leichtbautechnologien - Konzepte und Architekturen
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 - 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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ASMOS (Automated Surrogate Modeling for Vehicle Safety)
With the innovation project ASMOS (Automated Surrogate Modeling for Vehicle Safety) DLR scientists are working on a solution for such a problem. Using the DLR software ASMOS the creation of surrogate models for crash simulation takes only a few clicks. The suitable surrogate models can greatly speed up most of the crash simulations by 80 % reduction of the computational time.
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Automated material card calibration for crash simulations
Material card development for crash application is a very challenging task due to the complexity of modelling the high non-linear material behavior of materials exposed to crash loads. For an automated material model development process, a material laboratory was built up combining a closed loop between material characterization tests and an automated material card optimization procedure.
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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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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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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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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
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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 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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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 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 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
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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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
Factory of the Future
Screw Extrusion Additive Manufacturing (SEAM) mit der hybriden Fertigungsanlage Space A in der Factory of the Future. Die Fabrik der Zukunft ist ein gemeinschaftliches Projekt mehrerer Forschungsinstitute des DLR.
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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
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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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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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
Downloads
ASMOS (Automated Surrogate Modeling for Vehicle Safety)
(0.9 MB)
Automatisierte Materialkartenableitung für die Crashsimulation
(0.61 MB)
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