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M. Grafinger, G. Woitsch, M. Weigand, D. Gerhard:
"EDGE - Vom virtuellen Produkt zum realen Rennfahrzeug";
Vortrag: SIMPEP - Kongress zur Simulation im Produktentstehungsprozess, Würzburg; 18.06.2009 - 19.06.2009; in: "SIMPEP - Kongress zur Simulation im Produktentstehungsprozess", FVA - Forschungsvereinigung Antriebstechnik, Frankfurt am Main, Frankfurt am Main (2009), S. 521 - 552.

Die Formula Student ist ein internationaler Konstruktionswettbewerb, in dem Teams aus Studenten mit selbst entworfenen und gebauten Rennwagen gegeneinander antreten. Die Fahrzeuge werden nach einem von der SAE definierten Reglement gebaut. Um angesichts der internationalen Konkurrenz wettbewerbsfähig sein zu können ist es nötig, sich bei der Entwicklung und Konstruktion am aktuellen Stand der Rennsporttechnik zu orientieren, zudem auch neue Lösungswege zu beschreiten und vor allem Gewicht einzusparen. Die Anforderungen an den Antriebstrang von FS - Fahrzeugen sind im Automobilbau einzigartig, da die Kombination von 60 bis 70 KW Motorleistung bei nur 200 kg Gesamtfahrzeugmasse sonst nur bei Motorrädern vorkommt. Aufgrund der kurzen gefahrenen Renndistanzen pro Saison muss bei der Auslegung kein Wert auf Dauerfestigkeit gelegt werden.

Hier wird am Beispiel des Differentialgetriebes gezeigt, wie durch eine Eigenentwicklung eines Leichtmetallgehäuses statt dem Stahlgehäuse des Herstellers eine konsequente Gewichtsoptimierung erreicht werden kann. Durch die ausführliche FE - Analyse konnte die Masse des Gehäuses um 70 % von 2,8 kg auf 824 g reduziert werden. Das Trägheitsmoment um die Rotationsachse verringerte sich um 75 % von 0,0048 auf 0,0012 kgm2. Diese durch die Optimierung und die speziellen Randbedingungen der Rennserie erreichte Reduktion ist für ein einzelnes Bauteil enorm, muss aber auf das Gesamtfahrzeug relativiert werden. Hier bringt der Leichtbau des Differentialgetriebes eine Reduzierung von ca. 1 %. Trotzdem ist es im Rennsport, wie auch in der Formula Student, nötig auch in kleinen Details zu optimieren, um konkurrenzfähig bleiben zu können. Dies hat das Team mit hervorragenden Ergebnissen in seiner ersten Saison eindrucksvoll bewiesen.

Das Rennfahrzeug wird vollständig als virtuelles Produktmodell mit der Software CATIA V5 abgebildet. Das bietet den Vorteil einer vollintegrierten Entwicklungskette vom Entwurf über die Festigkeitsanalyse und die kinematische Simulation der Radaufhängungen bis zur Programmierung der NC-Bearbeitung. In der Konstruktion erforderliche Änderungen können so unmittelbar am Modell neu analysiert werden. Ebenso kann das Design der Kohlefaserverbundbauteile samt Bestimmung des Lagenaufbaues und Abwicklung der Zuschnittspläne direkt im System durchgeführt werden.

http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_176988.pdf