Entwicklung eines Vorderwagens in Hybridbauweise

Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsprojekts wurde auf Basis der Vorderwagenstruktur des Street Scooters eine intelligente Konstruktion in Mischbauweise aus faserverstärktem Kunststoff  und Metall entwickelt. Hierdurch konnte das vorhandene Leichtbaupotential bei gleichzeitiger Erfüllung der statischen und dynamischen Lastanforderungen sehr gut genutzt werden. Im Vordergrund stand dabei eine anforderungsgerechte Werkstoffauswahl sowie eine Bauteilgestaltung auf Basis der äußeren Belastungen.

Bei der Analyse des Street Scooters stellten sich insbesondere die Baugruppe aus Wasserkasten und Windlauf, der Stoßfängerquerträger und der Obergurt des Vorderwagens als stark anisotrop belastet und somit als vielversprechend für eine Gewichtsoptimierung durch Organobleche heraus. Im Folgenden wurden die genannten Bauteile hinsichtlich einer FVK-gerechten Konstruktion ausgelegt und optimiert. 

Zur Verifizierung des entwickelten Konzepts wurden im weiteren Verlauf, durch Einsatz des expliziten FE-Solvers LS-DYNA, Crashsimulationen der gängigen High-Speed- und Versicherungs-Lastfälle durchgeführt. Alle Berechnungen fanden hierbei im Gesamtfahrzeugverbund statt. Die Performance der neu entwickelten Komponenten entsprach dabei der Referenz. Zur Abbildung des korrekten Materialverhaltens der Organobleche während der Simulation  wurde auf eigens erstellte Materialkarten zurückgegriffen, welche mithilfe von am FLB durchgeführten Material- und Komponentencrashversuchen erstellt und optimiert wurden.

Veröffentlichungen:

• 18. M. Grote and X.F. Fang, "A Front Body Concept in a Steel-GRP Composite Construction", Automobiltechnische Zeitschrift, 2015, 11, p. 62-66