viaMeta - Entwicklungs- und Produktionsprozesse vibro-akustischer Metamaterialien für Leichtbau im Fahrzeug

Abstract

Ziel des Vorhabens viaMeta war, Leichtbaupotentiale zukünftiger Fahrzeuge zu erschließen. Um Gewicht und Ressourcen bei Fahrzeugen einzusparen werden Strukturen konsequent verschlankt. Den daraus resultierenden, strukturdynamischen Herausforderungen wurde im Vorhaben mit vibro-akustischen Metamaterialien begegnet. Die Anforderungen auf der Systemebene neuer Fahrzeuge werden durch Ressourcenschonung, Elektrifizierung und Automatisierung geprägt. Um diese Anforderungen in Hinblick auf Leichtbau- und Komfortoptimalität zu vereinbaren, wurde eine Designsystematik für Leichtbau mit vibro-akustischen Metamaterialien vorgeschlagen. Für die Entwicklung ultraleichter Komponenten wurde eine ganzheitliche, virtuelle Entwicklungsstrategie unter Einbezug vibro-akustischer Metamaterialien verwirklicht. Die dazu erforderliche physikalische Modellierung war mit ressourcenintensiven Simulationen verbunden, daher wurde eine Methodik zur Nachbildung der Komponenten in hocheffizienten Modellen mit Methoden des maschinellen Lernens entwickelt. Diese sollte geeignet sein, die Lösungsräume mit Methoden der modellbasierten Optimierung nach idealen Leichtbaulösungen mit vibro-akustischen Metamaterialien zu durchsuchen. Die im Vorhaben entwickelten Komponenten wurden in skalierbaren Produktionsprozessen hergestellt und durch neue, experimentelle Bewertungsmethoden validiert. Die BOGE war im Vorhaben schwerpunktmäßig mit der Optimierung von Entkopplungselementen wie Gummilagern, mit der Entwicklung von serienreifen Produktionsprozessen für vibro-akustische Metamaterialien sowie für die Bereitstellung von Versuchsbauteilen in Form von Probekörpern und Prototypen befasst. Auch die Unterstützung der Projektpartner bei der Entwicklung und dem Test von Software-Tools war Teil der Tätigkeit. Dabei wurden Geometrie- und Materialdaten zum Aufbau von Berechnungsmodellen für die Systemsimulation den Partnern bereitgestellt.