轻便，高效，价格适中–组件中将出现事物的形状

 
轻量级技术一直并且肯定会继续成为汽车和航空航天工程，造船及其他许多行业的支柱。较轻的材料和组件还可以帮助减少导致气候变化的排放。但较轻的选择价格更高，而且相对较高的成本阻碍了它们的采用。由于汽车制造商，供应商和研究机构的财团的努力，这种情况即将改变。该项目被戴姆勒(Daimler)和弗劳恩霍夫(Fraunhofer)结构耐用性和系统可靠性研究所LBF协调，被称为ALLIANCE，对设计人员来说是一个好消息：事实证明，完全有可能制造出重量减轻33%的零部件。每公斤节省的成本不到三欧元。
如果我们想应对气候变化，就必须遏制汽车的有害排放。一种方法是制造更轻的车辆。汽车制造商走这条路很慢，因为轻量化的零部件价格昂贵。对于预算模型而言，它们太昂贵了。如果轻量级设计要成为主流并构成大多数已安装组件，工程师将必须找到一种降低价格的方法。
二氧化碳排放量减少了25%
这恰恰是众多参与欧盟AffordabLe轻型汽车AlliaNCE项目(或简称为ALLIANCE)的合作伙伴所要做的。他们发现了节省资金的潜力，并开发了技术来抓住最有希望的机会。由戴姆勒和达姆施塔特的弗劳恩霍夫结构耐久性和系统可靠性研究所组成的六家主要汽车制造商，六家零部件和材料供应商以及多家研究机构参与了该项目。 Fraunhofer LBF知识管理负责人Thilo Bein教授说：“总的来说，我们能够确定出具有成本效益的轻型设计是可行的。作为指定的项目秘书，他与合作伙伴保持联系，跟踪结果，组织会议等。 “我们设法使单个部件的重量减轻了30%以上，从而将其在CO2排放中的份额降低了25%-每个部件的成本平均仅节省了每公斤2.67欧元，这对于汽车制造商来说是可以接受的。”该项目的主角发现，如果从一开始就考虑到二氧化碳和能源的平衡，成本甚至可以更低。
首先设计，最后加入
Fraunhofer LBF的科学家所做的不仅仅是帮助协调项目。他们还将自己的研究技能带入了组件的设计中。工程师必须自下而上地优化汽车零件中的所有新材料。他们对这些组件的重量，壁厚和固有频率进行了微调，这对于管理噪声以及其他参数非常重要。为此，他们经常使用有限元方法。以挡泥板为例。它的设计人员将首先创建一个虚拟模型，然后将其分为许多小单元，以计算和优化该零件的物理行为。这些模型的缺点是它们非常复杂。 “这就是为什么我们在Fraunhofer LBF开发了参数化模型的原因，该模型极大地简化了此过程，” Bein说。这些专家简化了模型，降低了复杂性，同时保留了重量，固有频率或壁厚等参数。这个更简单的模型用于优化参数，然后将其集中到原始的有限元模型中。 Bein说：“这种多参数优化可能在概念设计的早期阶段和后期阶段都可以使用。”研究人员在Opel前端组件的虚拟演示器模块上测试了他们的方法，发现这是一个很大的帮助：它使组件的设计可以减少迭代步骤，并提供了一种更好的实现目标参数的方法。
加入方法也在ALLIANCE项目的议程上。这些都是以安全牢固的方式连接轻型组件。开发工作确定了14种不同的合适连接过程。进行结构耐久性测试时，弗劳恩霍夫(Fraunhofer)的专家将他们的特定知识带到了餐桌上。他们的任务是研究将铆钉与粘合剂结合在一起的混合连接工艺，他们对类似组件的样品施加各种周期性载荷，以确定接头承受磨损的良好程度。弗劳恩霍夫(Fraunhofer)LBF研究人员还测试了丰田汽车塑料底部的结构耐用性。两项测试的结果均良好。
这个项目已经进行了，但是财团决定扩展研究范围，因此正在进行后续项目。 Bein保证地说：“结果将在未来几年内用于产品开发。”