Karosserie

Tätigkeitsfelder

  • Konzeption und Konstruktion
  • Berechnung und Erprobung
  • Benchmarking
  • Leichtbau
  • Passive Sicherheit
  • Betriebsfestigkeit

 Allgemeine Informationen

Die Leistungen des Instituts für Kraftfahrzeuge im Bereich Karosserie decken folgende Themenfelder ab:

Konzeptentwicklung von Karosseriestrukturen

Ausgehend von ersten Packagedaten und den daraus resultierenden Bauräumen entwickelt ika unter frühzeitigem Einsatz numerischer Optimierungswerkzeuge innovative Karosseriestrukturkonzepte. Die in der frühesten Entwicklungsphase noch vor der Erstellung der ersten CAD-Modelle bestehenden Gestaltungsfreiheiten werden so optimal genutzt. Die enge Zusammenarbeit mit den Engineering-Teams in den Bereichen Fahrwerk und Antrieb stellt dabei sicher, dass alle wesentlichen Randbedingungen von Anfang an Berücksichtigung in einem schlüssigen Gesamtkonzept finden. Kreative Ideen, die in interdisziplinären Brainstorming-Sessions entwickelt werden, bilden eine weitere wichtige Basis, um schließlich im CAD-Modell ein überzeugendes Strukturkonzept zu präsentieren. Dieses lässt sich im Anschluss mithilfe numerischer Auslegungswerkzeuge zu einer Fahrzeugkarosserie mit hohem Innovationsgrad weiterentwickeln, die allen Anforderungen gerecht wird.

Numerische Auslegung, Berechnung und Optimierung

Die virtuelle Karosserieentwicklung bei ika umfasst die Auslegung, die numerische Berechnung und die Optimierung von Komponenten und Modulen bis hin zum Gesamtfahrzeug. Auf Basis der Finite-Elemente-Methode und der Mehrkörpersimulation werden Analysen hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit, Crashsicherheit, Fußgängerschutz und Schwingungsverhalten durchgeführt. Der berechnungsgestützte Entwicklungsprozess erlaubt auf kostengünstige Weise die Konzeptabsicherung bereits in frühen Entwicklungsphasen. ika verfügt dazu über zahlreiche kommerzielle CAE-Werkzeuge sowie leistungsfähige Rechencluster.

Versuch und Erprobung

Mithilfe modular aufgebauter und somit vielseitig einsetzbarer Prüfstände bietet ika von entwicklungsbegleitenden Tests auf Komponentenebene bis hin zu gesetzlich vorgeschriebenen Zertifizierungsprüfungen an Gesamtfahrzeugen ein umfangreiches Testprogramm an.

Dank der engen Verzahnung mit der Berechnung können darüber hinaus Validierungsversuche zur Absicherung von Simulationsergebnissen schnell und flexibel durchgeführt werden. Zur Datenerfassung steht dabei umfangreiche Mess- und High-Speed-Videotechnik zur Verfügung. Zu den wesentlichen Prüfständen im Karosseriebereich zählen:

  • Crashanlage für Gesamtfahrzeug- und Komponententests inkl. voll-variabler Schlitten
  • Falltürme und Pendelprüfstand
  • Servohydraulisches Prüfzentrum und Intrusionsprüfstand
  • Stoßkolbenprüfstand für Fußgängerschutzuntersuchungen
  • Struktursteifigkeits- und Modalprüfstände
  • Einrichtungen zur Untersuchung von Beulsteifigkeit, Beulfestigkeit und Hagelschlag
  • Messeinrichtungen zur 3D-Koordinatenerfassung und Oberflächenrückführung

Methodenentwicklung in Versuch und Simulation

Um die Einsatzfelder numerischer Berechnungsverfahren zu erweitern und spezielle Kundenanforderungen im Versuch zu erfüllen, befasst sich ika nicht nur mit der Anwendung, sondern auch mit der Weiterentwicklung entsprechender Verfahren. Dazu gehört etwa die Automatisierung von Berechnungsaufgaben und Auswerteprozeduren oder die Kopplung unterschiedlicher Solver im Rahmen der multidisziplinären Optimierung. In der Versuchstechnik stellt die Entwicklung von Komponententests für Karosseriebauteile eine besondere Stärke im Leistungsangebot des ika dar. In der numerischen Simulation werden die Randbedingungen des Versuchsaufbaus dabei so festgelegt, dass das Bauteilverhalten im virtuellen Komponententest dem Verhalten in der Gesamtfahrzeugsimulation gleichkommt. Die Anwendung derartiger Prüfkonfigurationen im Realversuch ermöglicht gerade bei größeren Testserien erhebliche Kosteneinsparungen gegenüber Prüfungen an der Gesamtstruktur.

Design- und Funktions-Benchmarking

Das Design- und Funktions-Benchmarking stellt einen wichtigen Schritt bei der Neuentwicklung von Karosseriekomponenten dar. ika bietet neben dem reinen Design-Benchmarking für Gesamtfahrzeuge und Karosseriekomponenten, in dem u. a. Bauweisen, Werkstoffe, Massen und Blechdicken nach Bauteildemontage ermittelt werden, die Durchführung von Funktions-Benchmarkings an. Dabei werden in enger Abstimmung mit dem Kunden wichtige Bauteilfunktionen wie Torsionssteifigkeiten, Biegesteifigkeiten, Crashverhalten und Beuleigenschaften in Versuchen ermittelt und ausgewertet. ika ist in der Lage, dafür spezielle Prüfstände zu konzipieren und aufzubauen. Eine übersichtliche und klar strukturierte Dokumentation schließt die Benchmarkinganalysen ab. Im Anschluss an das Benchmarking können die Bauteildimensionen mithilfe von Digitalisierungsverfahren in CAE-Daten überführt und der numerischen Berechnung bzw. Optimierung zugänglich gemacht werden.


Hier gelangen Sie zu unseren Forschungsprojekten.

Laserstrahlschweißen der ultrahochfesten Stähle 22MnB5 und DP1000

Generierung und Validierung von Materialkennwerten in Wärmeeinflusszonen (WEZ) für eine geschlossene Simulationskette von der Temperaturfeldsimulation der Fügetechnik bis zur Belastungssimulation

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CFK-Werkstatt

Interaktive Reparaturwerkstatt der Zukunft für Elektromobile in CFK-Bauweise

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Massiver Leichtbau

Ansprechpartner

Alexander Busse M.Sc.
+49 241 80 25586
E-Mail


Projektlaufzeit

05/2015 – 04/2018


Projektpartner

FZG und UTG TU München, ika und IEHK RWTH Aachen, IFU Universität Stuttgart, IFUM Leibniz-Universität Hannover, ISF und IUL TU Dortmund, IWT Bremen, RWI Essen


Projektseite

www.massiverleichtbau.de/forschungsverbund


Gefördert durch


Innovationsnetzwerk für Technologiefortschritt in Bauteil-, Prozess- und Werkstoff-Design für massivumgeformte Bauteile der Automobiltechnik

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Geflochtene FVK-Crashstrukturen

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Katharina Bethlehem-Eichler
+49 241 80 25610
E-Mail


Projektlaufzeit

01/2013 – 09/2015


Projektpartner

ika, ITA


Gefördert durch

AiF e. V. – Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto v. Guericke' e. V.


Download

Geflochtene FVK-Crashstrukturen – Schlussveröffentlichung ITA/ika

Beschreibung des Verhaltens crashbelasteter Strukturen aus textilverstärkten Kunststoffen auf Basis geflochtener Preforms

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LEIKA

Ansprechpartner

Thorolf Schulte M.Sc.
Senior Engineer Leichtbau und Simulation
+49 241 80 25688
E-Mail


Projektlaufzeit

2013 – 2016


Projektpartner

ThyssenKrupp, Kirchhoff, KraussMaffei, Frimo, inpro, TU Bergakademie Freiberg, Universität Paderborn, TU Dortmund, TU Dresden


Projektseite

plattform-forel.de/leika/


Gefördert durch


Effiziente Mischbauweise für Leichtbau-Karosserien

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Adresse

Institut für Kraftfahrzeuge
RWTH Aachen University

Steinbachstraße 7
52074 Aachen · Deutschland

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+49 241 80 25600
+49 241 80 22147

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