Fraunhofer-Gesellschaft

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Development of a lightweight design concept for an electric roadster using biomimetics

 
: Goldwasser, Kevin; Jambor, Arno; Heudorfer, Jochen; Schwarz, Oliver

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Poster urn:nbn:de:0011-n-4391718 (367 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: d680cee7877fe850aaa7c5336c0ea920
Erstellt am: 7.4.2017


Kesel, A.B. ; Gesellschaft für Technische Biologie & Bionik e.V. -GTBB-, Saarbrücken; Hochschule Bremen, Bionik-Innovations-Centrum -B-I-C-; Forschungsgemeinschaft Bionik Kompetenznetz:
Bionik: Patente aus der Natur : Innovations- und Nachhaltigkeitspotenziale für Technologieanwendungen; Tagungsbeiträge; 8. Bionik-Kongress; Hochschule Bremen, 21.-22. Oktober 2016
Bremen: Hochschule Bremen, 2017
ISBN: 978-3-00-055030-0
S.328-334
Bionik-Kongress <8, 2016, Bremen>
Englisch
Konferenzbeitrag, Elektronische Publikation
Fraunhofer IPA ()
Bionik; Fahrzeugbau; Bautechnik; Automobiltechnik; Leichtbau

Abstract
Der Schädel des Simosaurus gaillardoti besitzt einige Analogien zu einer Fahrzeugkarosserie. Simulationen zeigen, dass die Wirkprinzipien des Schädels einen Vorteil bei der Karosserie erzielen. Elemente, die beim Schädel zu einer hohen Biege- und Torsionssteifigkeit beitragen und für eine gleichmäßige Verteilung von Normalspannungen sorgen sind auf die Roadster Karosserie übertragen. Sie gewährleisten ein sicheres Crashverhalten. Die entwickelte Karosserie bildet ein konstruktives Leichtbaukonzept das großes Potential zur Gewichtsreduktion bereithält. Die umfassende Schale kann durch geschäumtes Aluminium zu erheblichen Gewichtsreduktionen und Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften führen [5].

 

About 92% of all driving resistances in cities are influenced by the mass of a vehicle [3]. Therefore, the optimization of a vehicle‘s weight is essential for its driving characteristics and its ecological footprint. Starting a lightweight car body design from scratch is a good opportunity to rethink a conventional approach and rather take a look at nature‘s designs, which have been successful for millions of years. Experienced automotive developer Arno Jambor had the idea to take a closer look at the skull of prehistoric Simosaurus gaillardoti (H.v. Meyer, 1842). There are several analogies between the skull and a car body in terms of impact protection, bending- and torsion stress. Nevertheless, both structures need to be light. The skull was evaluated with FE-Analysis and abstracted to its beneficial structures. The skull shows elements of Mattheck‘s thinktools according to nature, like the axiom of constant stress and shear stress elimination [6]. The upper jaw aligns to a parabola, spreading the load planar along the skull [4]. These perceptions form the principles to convert the saurian skull to a roadster body. With a package to fulfill and the principles derived from nature, a roadster body was created that showed positive results in various Euro NCAP crash simulations. The design’s present weight is a little less than 200 kg. However, there is still a huge potential for reducing weight with a foamed aluminum shell and partial thinner material thickness.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-439171.html