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Leitprojekte


Adaptives Auto

Im Leitprojekt Adaptives Auto sollen adaptronische Strukturkonzepte zur Kontrolle und Überwachung von Bauteileigenschaften sowohl weiterentwickelt als auch relevante Kompetenzen, Verfahren und Werkzeuge für deren Komponentenentwicklung bis hin zur Systemauslegung wissenschaftlich-technologisch optimiert und zusammengeführt werden. Diese werden auf für automobil-technisch geeignete, repräsentativ ausgewählte Aufgabenstellungen angewendet und demonstriert. Maßgebend soll dabei die Verbesserung und Erweiterung des übergeordneten Systems bzw. die Entwicklung einer Systemlösung sein. In diesem Leitprojekt soll auf Basis genannter Problemstellung bzgl. des Stands der Technik besonders auf die Themenfelder der a) Minderung von Schwingungen und Lärm, b) Überwachung von Struktureigenschaften und c) der sicherheitstechnischen Optimierung der passiven Fahrzeugsicherheit eingegangen werden. Hierbei werden von den eigenen Vorarbeiten ausgehend besonders jene Fragestellungen bearbeitet, die die heute primär hemmenden Faktoren für eine erfolgreiche Technologienutzung im Bereich der Automobiltechnik betreffen. Diese liegen besonders im Bereich der angepassten Funktionalität und Performance, der Kosten (Entwicklungs-, Herstell- und Betriebskosten für Systeme und Komponenten), der Flexibilität und kurzen Entwicklungszyklen, der Kompatibilität (z. B. Einsatztemperaturen, Umweltverträglichkeit) und Integration in das übergeordnete Fahrzeugsystem (Bordnetz, Kommunikation, Diagnose).

 

Leises Büro

Im Rahmen des Leitprojekts Leises Büro sollen exemplarisch für flächige Gebäudeelemente (Fenster, Fassaden, Trennwände), haustechnische Anlagen (Rohrleitungen, Heiz- und Klimaanlagen) sowie Bürogeräte (Projektoren, Drucker, Kopierer) kostengünstige Systemlösungen zur Optimierung des Schallschutzes in Bürogebäuden bis zur prototypischen Marktreife entwickelt werden. Betrachtet werden dabei generische Lösungen zur

·   Reduktion von Strukturschwingungen und der Schalltransmission und -abstrahlung flächiger Strukturelemente,

·   Reduktion der Körperschallübertragung und Anpassung der Anbindungsimpedanzen für Lager- und Koppelelemente,

·   Erhöhung der Schallabsorption,

·   Minimierung von strömungsinduzierten Geräuschen sowie

·   kosteneffiziente Simulationswerkzeuge zur Beschreibung und Identifizierung von Körperschallbrücken und der Schalltransmission und -abstrahlung,

Gegenüber den konventionellen Lösungen, welche als Benchmark dienen, sollen die adaptiven Ansätze entweder signifikant verbesserte akustische Eigenschaften bei gleicher Masse aufweisen oder signifikant leichter bei gleichen akustischen Eigenschaften sein. Die Systemlösungen müssen dabei nicht nur technischen sondern auch ästhetischen Anforderungen genügen, die durch Architekten, Innenarchitekten oder Industriedesigner bestimmt werden. Hierunter fallen u.a. die Form und Struktur der Gebäudeelemente, deren Platzierung sowie der Einsatz unterschiedlichster Materialien. Insbesondere Glas spielt für flächige Gebäudeelemente eine bedeutende Rolle, so dass die Aktor- und Sensorsysteme auf diesen Werkstoff angepasst werden müssen.

 

Adaptive Tilger

Die wenigsten Menschen wissen, dass allein zur Reduktion von Torsionsschwingungen von Cabriolets im Kofferraum Tilgermassen von bis zu 30 kg verbaut sind, welche die Gewichtseinsparungen bei der Karosserie zunichte machen. Dadurch motiviert hat der adaptive Tilger – nicht nur im Fahrzeugbau - einen ganz besonderen Stellenwert zur Lösung von schwingungsinduzierten Strukturproblemen. Die Optimierung der Schwingungsdämpfung mit Hilfe einer Anzahl verteilter Tilger erfordert dabei die Einstellung der Parameter jedes einzelnen Tilgersystems. Um bei Veränderungen der Systemparameter oder des Spektrums der Störungen stets ein optimales Ergebnis zu erzielen, ist darüber hinaus eine Adaption im Betrieb notwendig. Als Grundlage für diese Selbstoptimierung wird eine ständige Analyse der Strukturschwingungen benötigt. Durch die Realisierung solcher Netzwerke von Tilgern mit integrierter Signalanalyse und Regelung können effektive, relativ preiswerte Systeme zur Schwingungsreduktion in den verschiedensten Anwendungen (z. B. Automobil, Werkzeugmaschinen, Infrastruktur) erzeugt werden. Im Rahmen des Projekts soll ein System zur Schwingungsreduktion basierend auf räumlich verteilten, adaptiven Tilgern entwickelt werden. Die Parameter der einzelnen Subsysteme (z. B. Tilgerfrequenz, Dämpfung) sollen dabei automatisch angepasst werden, indem Sensorik und Signalverarbeitung / Regelung ins System integriert werden. Die Verarbeitung der Informationen soll ebenfalls teilweise dezentral ausgeführt werden, so dass ein Netzwerk miteinander kommunizierender adaptiver Systeme aufgebaut werden kann. Vorteil gegenüber einer zentralisierten Informationsverarbeitung sind hier die größere Robustheit gegenüber dem Ausfall einzelner Komponenten, der geringere Aufwand bei der Verkabelung und die leichtere Skalierbarkeit des Systems unter Hinzunahme weiterer Subsysteme.


Quelle: InMAR

 



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