Simon Brückmann

Sandwich Lightweight Design in Automotive Usage

State of the Art

Entwicklung einer leichten, funktionsintegrierten Karosserie

Am Institut fur Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums fur Luft- und Raumfahrt (DLR), wird ein sehr leich-tes Fahrzeugkonzept der L7e-Klasse, als Forschungsdemonstrator, mit einem Karosseriegewicht von nur 90 kg entwickelt, das gleichzeitig sehr gute Crasheigenschaften aufweist. Das Strukturkonzept beinhaltet die konse-quente Anwendung von Hybrid-Werkstoffen in einer Sandwichbauweise, so dass sich eine leichte Struktur ergibt, die aus vergleichsweise wenigen, einfach geformten Bauteilen besteht. Diese Struktur wird durch FE-Simulationen sowie Versuche auf Bauteilebene, fur verschiedene Crashlastfalle untersucht. Die hohen Anforderungen an Gewicht und Crashsicherheit erfordern auserdem ein leichtes, auf die Crashszena-rien abgestimmtes Fahrwerkskonzept, das ebenfalls durch Crashsimulationen untersucht wird. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen, die zum Verbundforschungsprojekt Next Generation Car (NGC) des DLR zahlen, wer-den hier vorgestellt.

ENTWICKLUNG UND UNTERSUCHUNG EINER LEICHTEN, FUNKTIONSINTEGRIERTEN KAROSSERIE IN METALL-SANDWICH-BAUWEISE

Am Institut fur Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums fur Luft- und Raumfahrt (DLR) wird im Rahmen des Verbundforschungsprojektes Next Generation Car (NGC) ein sehr leichtes Fahrzeugkonzept der L7e-Klasse als Forschungsdemonstrator mit einem Karosseriegewicht von nur 90 kg entwickelt, das gleichzeitig sehr gute Crasheigenschaften aufweist. Das Strukturkonzept beinhaltet die konsequente Anwendung von Hybrid-Werkstoffen in einer Sandwichbauweise, so dass sich eine leichte Struktur ergibt, die aus vergleichsweise wenigen, einfach geformten Bauteilen besteht. Diese Struktur wird durch FE-Simulationen sowie durch statische und dynamische Versuche fur verschiedene Crashlastfalle untersucht.

Next Generation Car – Lightweight Design Through Function Integration In Vehicle Structures

The „Next Generation Car” (NGC) project combines the research activities of the German Aerospace Center (DLR) in the area of road vehicles. The aim is the development of vehicle concepts and structures, with a high energy efficiency. Under the roof of NGC the DLR develops different vehicle concepts. The concepts have different aims and requirements, e.g. driving distance, number of passengers or maximum speed and should give answers for future vehicle structures. The challenge is to fulfill opposed requirements, e.g. mechanical performance (e.g. crash) and economical values (e.g. costs). At the example of the concept of the „Safe Light Regional Vehicle“ (SLRV) we will show the development of a light and safe body in white (BIW) structure. The BIW realizes special requirements, e.g. packaging, fatigue strength, stiffness and crash performance within a 2 passenger vehicle concept with a mass lower than 500 kg. The BIW design is a sandwich structure with a resulting structural mass of only 90 kg. Simulations indicate that the crash performance is very good, even if the mass of the BIW is so light. The simulations are validated by component crash tests. The result will be shown in this paper.

Next Generation Car — Example of Function Integration at the Light Urban Vehicle (LUV) Vehicle Concept

In times of climate change vehicle emissions have to be reduced clearly. One possibility is to reduce the mass of the body in white using lightweight sandwich structures. The department ‘Lightweight and Hybrid Design Methods’ of the Institute of Vehicle Concepts develops a vehicle body structure by using sandwiches with aluminum top layers and polyurethane foam as core material. For that the foam and the sandwiches were investigated under different load cases, e.g. pressure loading and in-plane tests. In tests with components the high potential of the sandwich materials were shown. On the dynamic component test facility of the institute, vehicle front structures were tested successfully. The results of all investigations regarding sandwich materials, integration of functions (e.g. crash, thermal) in vehicle structures and the concept LUV are developed under the research program of Next Generation Car of the DLR. We will show the development and results of the LUV.