Leichtbau

Hier finden Sie Beschreibungen zu den einzelnen Forschungsthemen der Fachgruppe.
Für aktuelle Angebote zu einem der Themen aus dem Bereich wenden Sie sich bitte direkt an die zuständigen wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen.

Strukturoptimierung und Reverse Engineering in Kombination mit Künstlicher Intelligenz

Die Anwendung von künstlicher Intelligenz (KI) in der Strukturoptimierung und dem Reverse Engineering findet stetig mehr Anwendung, wobei der Einsatz oftmals aufgrund fehlender Daten oder einer zu vielfältigen Datenstruktur beschränkt ist. Hierzu wird ein Konzept entwickelt, mit dem Problemstellungen des Reverse Engineerings und der Strukturoptimierung mi Konzepten aus der KI sowie regelbasierten Verfahren (z.B. FEM) kombiniert gelöst werden.

Erfordert Interesse an:

Maschinelles Lernen
Strukturoptimierung / CAE
Programmierung

Ansprechpartner:

Martin Denk, M.Sc.

Tolerierung von FVK-Bauteilen während der Auslegung

Faserverbundkunststoffe (FVK) bergen ein hohes Leichtbaupotential, bringen gleichzeitig aber auch eine große Anzahl zusätzlicher Designparameter (Faserwinkel, Lagendicke) mit sich. Abweichungen der Designparameter, in Folge von Fertigungsungenauigkeiten, können durch Kopplungen im Laminat zu unerwünschten Verformungen führen. Aus diesem Grund wird eine Methodik entwickelt, welche schon während der Auslegung des Bauteils einflussreiche Designparameter erkennt und eine entsprechende Tolerierung ermöglicht.

Erfordert Interesse an:

Faserverbundwerkstoffe
FE-Simulation (Ansys)
Programmierung (Matlab)

Ansprechpartner:

Michael Franz, M.Sc.

Virtuelle Absicherung der Betriebsfestigkeit in der Fahrzeugsimulation

Die Absicherung der Betriebsfestigkeit von Komponenten in LKW-Rahmen über experimentelle Gesamtfahrzeugversuche ist mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Der verstärkte Einsatz von simulativen Prüfmethoden zu Beginn des Entwicklungsprozesses birgt daher großes Potential zur Kostenersparnis und Verkürzung der Entwicklungszyklen. Hierzu wird ein Konzept entwickelt, um durch Kombination von FEM, MKS und Versuchsdaten die Lasten und Schädigungen am Rahmen virtuell zu ermitteln.

Erfordert Interesse an:

Betriebsfestigkeit
FE-Simulation, MKS
Messdatenauswertung/Automatisierung

Ansprechpartner:

Thomas Hufnagel, M.Sc.

Konstruktion auf Basis von Ergebnissen der Topologieoptimierung

Durch den Einsatz von Topologieoptimierung können leichte und effiziente Konstruktionen entwickelt werden. Um vom Optimierungsergebnis zum fertigen Bauteilmodell zu gelangen, ist eine manuelle CAD-Modellierung notwendig. Dieser Schritt kann äußerst aufwändig sein. Deshalb wird eine Methode zur automatisierten Erzeugung der Konstruktionsgeometrie unter Berücksichtigung von Fertigungs-, Beanspruchungs- und Funktionsgerechtheit entwickelt.

Erfordert Interesse an:

Algorithmische Geometrie
CAD-Modellierung
Programmierung

Ansprechpartner:

Johannes Mayer, M.Sc.

Topologieoptimierung mit transversal isotropem Materialmodell

Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen (FVK) birgt hohes Potential für technologisch, ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Strukturen. Die Auslegung von FVK ist aufgrund der anisotropen Materialeigenschaften und der Vielzahl an abhängigen Parametern jedoch aufwändig.
Zur Findung beanspruchungsgerechter Geometrie für FVK wird ein neuer, auf Bionik basierender Ansatz für die Topologieoptimierung mit transversal isotropem Materialmodell entwickelt.

Erfordert Interesse an:

Bionik und Faserverbund
FE-Simulation
Programmierung

Ansprechpartner:

Harald Völkl, M.Sc.

Diskrete Topologieoptimierung und Auslegung von Multimaterialstrukturen (CFK und Aluminium)

Um eine effiziente Auslegung und Massenoptimierung von Multimaterialtragwerksstrukturen zu gewährleisten, ist eine Optimierung des gesamten Prozesses notwendig.
Hierzu wird ein automatisiertes System entwickelt, welches die diskrete Topologieoptimierung, die Querschnittsoptimierung und die Auslegung der Verbinderstellen umfasst. Eine automatisierte Erzeugung der Konstruktionsgeometrie als 3D-CAD Modell schließt den Prozess ab.

Erfordert Interesse an:

Technische Mechanik (FE)
CAD-Modellierung
Programmierung

Ansprechpartner:

Michael Jäger, M.Sc.

Generierung von Materialkarten für FEM und Materialparameteroptimierung

Die Verwendung zuverlässiger Materialdaten stellt eine wesentliche Grundlage für belastbare FEM-Simulationen dar, jedoch bringt die experimentelle Ermittlung solcher Kennwerte besonders für Crashlastfälle mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten viele Herausforderungen an Mess- und Auswertemethoden mit sich. Auf Basis experimenteller Daten werden daher Verfahren entwickelt, mit denen validierte Materialkarten mit vertretbarem Aufwand generiert werden können.

Erfordert Interesse an:

explizite FEM (LS-DYNA)
Programmierung
Experiment

Ansprechpartner:

Christian Witzgall, M.Sc.