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Oberingenieur

Dr.-Ing. Nikola Bursac

Nikola BursacSyx3∂kit edu

Tel.: +49 721 608 46472

Forschungsfeldkoordinator

Dipl.-Ing. Markus Spadinger

markus spadingerUis7∂kit edu

Tel.: +49 721 608 42374

Leichtbau

„Leichtbau ist eine Geisteshaltung“ – Heinrich Timm, geistiger Vater des Audi-Aluminium-Spaceframes, bringt es auf den Punkt. Effektiver Leichtbau entsteht, wenn konsequent alle Potentiale erkannt und genutzt werden – wenn Leichtbau als übergeordnetes Entwicklungs-ziel definiert wird. Dieser Maxime folgend, forschen wir an Methoden, die den gesamten Leichtbauentwicklungsprozess unterstützen. Schwerpunkt unserer Forschung bilden Methoden zur Analyse von Leichtbaupotentialen im Gesamtsystem, die Systemsynthese mittels Multi-Material-Design sowie Methoden zur Gestaltsynthese und Strukturoptimierung isotroper und anisotroper Werkstoffe.

Forschungsschwerpunkte

  • Identifikation von Leichtbaupotenzialen im Gesamtsystem
  • System Design
  • Strukturoptimierung und Simulation
  • Validierung

 

Systeme

  • Fahrzeugkarosserie
  • Strukturbauteile in Stahl und Kunststoff
  • Hoch-Volt-Energiespeicher
  • Klimageräte

 

Methoden

  • Statische und Dynamische Berechnung mittels der Finiten-Elemente-Methode
  • Analyse von Leichtbaupotenzialen
  • Strukturoptimierung
  • Mehrzieloptimierung
  • Mehrkörpersimulation

 

Prozesse

  • Strukturo
  • Systematische Verknüpfung der Produktfunktion mit Masse, Kosten und CO2-Impact "Target Weighing
  • Optimierung von Systemen mit Hilfe der Topologie-, Shape- und Parameteroptimierung
  • Gekoppelte Simulation und Optimierung
  • Optimierung von Endlosfaserverbunden für eine ideale Materialausnutzung
  • Berücksichtigung der Robustheit bei der Optimierung von Langfaserverbunden
  • Optimierung von Energiespeichern
  • Sickenoptimierung
  • Integration von Fertigungsrestriktionen in Optimierungsmethoden

 

Ausstattung

  • Software:
    • Finite Elemente Methode: Abaqus, Nastran, Ansys, Adina, ...
    • Mehrkörpersimulation: ADAMS, LMS.Motion, MatLab/Simulink, ...
    • Optimierung: TOSCA, OptiStruct, Dakota, MatLab, …
  • Hardware:
    • Rechenserver “Herculis”
      • 2x Intel Xeon E5-2630v3 @ 2.30 GHz – 20 physikalische and 40 logische Kerne (hyperthreading), 512GB Hauptspeicher
    • Zugang zum Rechencluster des Steinbuch Centre for Computing (SCC)

 

 

Veröffentlichungen im Forschungsfeld

Albers, A., Majic, N., Troll, D. (2011). Approaches for the macroscale curvilinear modeling of composites based on the fiber patch preforming (FPP) technology. In 3. ECCOMAS Thematic Conference on the Mechanical Response of Composites 2011, Hannover, Germany.

Sander, C., Kellner, M., & Albers, A. (2013). Design for Energy Efficiency: Structural Optimization Process for Mechanical Parts in Dynamic Systems. In NAFEMS World Congress 2013, Salzburg, Austria: NAFEMS.

Troll, D., Marston, M., Albers, A. (2013). Macroscale modeling of long-fiber-reinforced composite parts with varying material properties for robust rib optimization. In NAFEMS World Congress 2013, Salzburg, Austria: NAFEMS.

Wagner, D., Ruckpaul, A., Hessenauer, B., Burkardt, N., Matthiesen, S. (2013). Target Weighing - A new approach for conceptual lightweight design in early phases of complex systems development. In ICED 2013, Seoul, Korea: the Design Society.

Eine Übersicht aller Veröffentlichungen des IPEK finden Sie hier.