FORMULA STUDENT GERMANY KOOPERATION

GLOBAL FORMULA RACING FUSION ZWEIER FORMULA-STUDENT-TEAMS Global Formula Racing ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Oregon State University (OSU) in Corvallis (Oregon, USA) und der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Ravensburg. Ziel des Projekts ist die Teilnahme als gemeinsames Team mit baugleichen Fahrzeugen an Formula-Student-Wettbewerben. Die Rennwagen werden an beiden Hochschulen gemeinsam entwickelt, und an beiden Standorten wird jeweils ein Auto gefertigt. Am Beispiel des Monocoques der diesjährigen Rennfahrzeuge wird erklärt, wie die Entwicklung von Baugruppen stattgefunden hat.

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UNTERTHEMA FORMULA STUDENT GERMANY AUTOREN

MICHAEL JOHNE

ist Betreuer Gesamtfahrzeug und ­P rojektkoordinator für GFR10. Er gehört zum Team der DHBW Ravensburg.

TOBIAS JANISCHEK

ist Teamleiter bei GFR10 und zuständig für die technische Koor­dination. Er gehört zum Team der DHBW Ravensburg.

JAN CZARNOTA

ist verantwortlich für die Konstruktion ­M onocoque, GFR10. Er gehört zum Team der DHBW Ravensburg.

ANDREAS FRICKER

ist verantwortlich für die Auslegung ­M onocoque und den Festigkeits­ nachweis, GFR10. Er gehört zum Team der DHBW Ravensburg.

ZIELE DER KOOPERATION

Die Idee zur Zusammenarbeit zwischen der Oregon State University und der DHBW Ravensburg entstand im Jahr 2006. Sowohl die Hochschulen als auch deren jeweilige Formula-Student-Teams sollten von der Kooperation profitieren. Nachdem Studierende der DHBW im Sommer 2005 ein Auslandssemester an der OSU verbracht und dort im Beaver Racing Team mitgearbeitet hatten, gründeten sie im folgenden Jahr ein eigenes Formula-Student-Team an der DHBW, das BA Racing Team, das 2006 erstmalig an den Formula-Student-Wettbewerben in Großbritannien und Deutschland teilnahm. Das Mitarbeiten im amerikanischen Team hat den Studierenden zusätzliches Know-how für eine erfolgreiche Fahrzeugentwicklung vermittelt. Daraufhin entstand schon bald die Idee, beide Teams ­kooperieren zu lassen, um somit den Erfolg der Teams zu verbessern und den Lerneffekt für die Studierenden weiter zu vergrößern. Beide Teams sollten von den Stärken des anderen profitieren, insbesondere da die Institute sehr unterschiedliche Ausbildungen N o v e m ber 2010

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anbieten – ein praxisnahes duales Studium und ein vertieftes wissenschaftliches Universitätsstudium. Darüber hinaus hatten die Studierenden die Möglichkeit, zu lernen, wie die Arbeit in einem internationalen Projekt funktioniert. Neben Projektmethoden konnten auch alle nötigen Soft-Skills sowie die Kommunikation in einem multilingualen Projektteam trainiert und die nötige Toleranz für die Zusammenarbeit unterschiedlicher Kulturen vermittelt werden. Das gemeinsame Team, dessen Name sowohl die globale Kooperationsform wie auch die Einzigartigkeit des Projekts betont, soll von der verdoppelten Teamgröße und einer internationalen Zuliefererkette profitieren. FRÜHE UMSETZUNGSPHASE

In den folgenden zwei Jahren fand ein Gedankenaustausch zwischen Studierenden und Betreuern der beiden Hochschulen über die Gestaltung der Kooperation statt. Der Startschuss dazu fiel im Sommer 2008, als eine Delegation der OSU den Formula-StudentWettbewerb in Hockenheim besuchte.

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GLOBAL FORMULA RACING FUSION OF TWO FORMULA STUDENT TEAMS Global Formula Racing is a cooperative project between Oregon State University (OSU) in Corvallis (Oregon, USA) and Duale Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Ravensburg. The purpose of this project is to build two prototypes, identical in construction, as one joint team and take part in Formula Student competitions. The race cars are developed at both schools and one car is assembled on each side of the globe. Using the example of the monocoque for this year’s race cars, the development process of components is demonstrated.

TARGETS OF THE COOPERATION

The idea of the cooperation between the Oregon State University and the DHBW Ravensburg first arose in 2006. Both universities and their respective Formula Student teams should benefit from the jointventure. Students returning from a term abroad in the summer of 2005 started their own Formula Student team at DHBW – called BA Racing Team, after working with the Beaver Racing Team during their stay at OSU. They participated in the Formula Student competitions in the UK and Germany in their first season in 2006. Working together with the American team provided the students with additional know-how to successfully develop a race car. Very soon the idea grew that both teams should cooperate in order to advance the success of the teams and enrich the learning experience for the students. Both teams benefit from the strength of the other, especially as both institutions offer very different programs – a practical cooperative study in contrast to a highly scientific university study program. Furthermore, the students had the possibility to learn about working in an international project team. Besides project methods, they could also learn the necessary soft skills such as communicating in a multilingual project team and develop the necessary tolerance for teamwork in different cultures. The common team – whose name emphasizes both the global form of cooperation as well as the uniqueness of the

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project – shall profit by the doubled team size and an international supply chain. EARLY IMPLEMENTATION

In the following two years, an exchange of ideas took place between students and advisors of both universities on the complexion of the cooperation. The kickoff was in summer 2008 when a delegation of OSU visited the Formula Student competition in Hockenheim. During this visit, several forms of cooperation were reviewed and evaluated. An option of starting the collaboration directly with the design of a common car was discussed as well as a loose bond for knowledge transfer and an option of designing cars with similar concepts and common parts. The first alternative was considered to be too ambitious as a newly formed team would have been directly faced with a great challenge. The latter two instead would not have led to the target of merging into a single joint team. Eventually, a three-year-plan was agreed upon. In the first year, the know­ ledge transfer should be intensified, the necessary data management and communication tools developed and tested and first common assemblies constructed. Furthermore, support teams were inserted during the test period, which assisted in the development of components for the car of the partner school. Additionally, the exchange of students was intensified. The product data management system (PDM) Teamcenter was used for the digital mockup of the OSU vehicle and al-

so used by the support teams from the DHBW. In fall 2008, weekly Skype-phone conferences were arranged – both on management level and for the individual design teams. Furthermore, the beginning of the cooperation was a competition of concepts. The American group favored a lightweight vehicle concept with a carbon fiber monocoque and a single cylinder engine while the German part of the team designed a powerful vehicle with a steel space frame and a four cylinder engine.

AUTHORS

MICHAEL JOHNE

is Advisor Complete Vehicle und Project Coordinator for GFR10. He is part of the Team of the DHBW Ravensburg (Germany). TOBIAS JANISCHEK

is Team Captain at GFR10 and ­r esponsible for Technical Coordination.He is part of the Team of the DHBW Ravensburg (Germany). JAN CZARNOTA

is responsible for Monocoque Construction at GFR10. He is part of the Team of the DHBW Ravensburg (Germany). ANDREAS FRICKER

is responsible for Monocoque Layup and Stress Analysis at GFR10. He is part of the Team of the DHBW Ravensburg (Germany).

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Während dieses Besuchs wurden verschiedene Formen der Kooperation durchdacht und bewertet. Diskutiert wurde unter anderem eine Variante, bei der die Zusammenarbeit sofort mit dem Aufbau eines gemeinsamen Fahrzeugs begonnen hätte, die Möglichkeit einer losen Zusammenarbeit zum Wissensaustausch sowie eine Option für konzeptähnliche Fahrzeuge mit Gleichteilen. Die erste Alternative wurde als zu riskant bewertet, da ein nicht eingespieltes Team direkt vor eine zu große Herausforderung gestellt worden wäre. Die letzteren Varianten dagegen wurden als nicht zielführend gesehen, da das Zusammenwachsen des Teams nicht im gewünschten Maß möglich gewesen wäre. Man verständigte sich auf einen DreiJahresplan, der vorsah, im ersten Jahr den Wissensaustausch zu intensivieren, die nötigen Datenmanagement- und Kommunikationstools zu entwickeln und zu testen sowie erste gemeinsame Baugruppen zu konstruieren. Außerdem wurden in dieser Testphase „Support-Teams“ eingerichtet, die die Entwicklung von Baugruppen für das Fahrzeug der Partnerhochschule unterstützten. Darüber hinaus wurde der Studentenaustausch intensiviert. Das Produkt-Datenmanagement-System (PDM) Teamcenter wurde für den digitalen Zusammenbau (Digital Mockup – DMU) des OSU-Fahrzeugs genutzt und auch von den Support-Teams der DHBW verwendet. Zudem wurden im Herbst 2008 wöchentliche Skype-Telefonkonferenzen sowohl auf Management-Ebene wie auch auf Basis der einzelnen Kon­ struktionsteams eingerichtet. Der Beginn der Kooperation war als Konzeptwettbewerb gedacht. Auf der amerikanischen Seite wurde ein Leichtbaukonzept mit Kohlefaser-Monocoque und Einzylindermotor favorisiert und auf der deutschen Seite ein leistungsstarkes Fahrzeug mit Gitterrohrrahmen und Vierzylindermotor konzipiert. Im April 2009 besuchte eine Gruppe der DHBW die OSU, um gemeinsam den erarbeiteten Fortschritt zu bewerten und den weiteren Verlauf des Projekts festzulegen. Da die eingesetzten Tools funktionierten und auf beiden Seiten zu diesem Zeitpunkt ein schlagkräftiges Team zur Verfügung stand, wurde beschlossen, das gemeinsam gebaute Fahrzeug bereits im darauffolgenden Jahr zu realisieren. Die Festlegung des Fahrzeugkonzepts sollte während eiN o v e m ber 2010

1 Teamstruktur Team structure

ner gemeinsamen Testphase vor dem Formula-Student-Wettbewerb in Hockenheim 2009 stattfinden, zu dem die OSU mit ihrem Fahrzeug anreiste. Die Konzeptentscheidung wurde schließlich auf Grund einer Vielzahl von Kriterien getroffen. Neben der Leistungsfähigkeit auf der Rennstrecke, die nur durch diesen direkten Vergleich möglich war, wurden die Vor- und Nachteile beider Konzepte für die Teams und die Lehre sowie für den Wettbewerb diskutiert. Die Faktoren Zuverlässigkeit und Entwicklungsfähigkeit der Konzepte spielten wie die Verfügbarkeit von Ersatzteilen für die Motoren an beiden Standorten eine wesentliche Rolle. Schließlich wurde, auch unter Berücksichtigung des Effizienzgedankens, die Entscheidung für das Leichtbaukonzept getroffen. Als Ziel für die Saison 2010 wurde ausgegeben, die gemeinsamen Fahrzeuge rechtzeitig für die ersten Wettbewerbe in den USA fertig gestellt zu haben, und die Erfolge der Saison 2009, die für beide Teams die jeweils beste in ihrer Geschichte war, zu wiederholen oder zu übertreffen. Regelmäßige Top-5-Platzierungen sollten durch weitere Steigerungen der Leistungsfähigkeit und Verbesserungen der Zuverlässigkeit möglich werden. TEAMSTRUKTUR

Die Teamstruktur ähnelt der Struktur „herkömmlicher“ Formula-Student-Teams. Allerdings wurde ein starker Fokus auf die Organisation und die Projektfunktionen gelegt,

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die elementar wichtig werden bei einem großen – zirka 80 Personen umfassenden – und räumlich getrennten Projektteam. An beiden Standorten wurden Management-Teams installiert, die die organisatorischen Bereiche wie Marketing, Finanzen und Versorgungskette sowie die technischen Teams koordinieren. Ihnen wurde beratend ein Team von betreuenden Professoren, Master-Studenten und ehemaligen Teammitgliedern zur Seite gestellt. Jedes organisatorische Team wie auch die Entwicklungsteams wurden auf beiden Seiten des Atlantiks stationiert, allerdings mit Kompetenzzentren entsprechend der Stärken und Möglichkeiten der Partner. Während die Herstellung des Monocoques und die Prüfstandsläufe für den Motor in den USA stattfanden, waren die Kompetenzen für die digitale Entwicklung (Konstruktion und Simulation) sowie die Elektronik auf deutscher Seite angesiedelt, 1. Die besonderen Herausforderungen in der Organisation des Gesamtteams lagen in der Verteilung der einzelnen Sub-Teams auf die beiden Standorte, die neben vielen tausend Kilometern auch neun Zeitzonen auseinander lagen. Die Teams, die sich um die Versorgungskette kümmerten, mussten für jede Komponente herausarbeiten, wo die Fertigung am kostengünstigsten und termingerecht stattfinden kann. Ist eine Fertigung an einem der Hochschulstand­ orte, bei einem externen Partner für beide Fahrzeuge oder für jedes Fahrzeug einzeln am günstigsten? So ist zum Beispiel die Fertigung von Fräßteilen, bei denen die

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In April 2009, a group from DHBW visited OSU in order to evaluate the jointly developed progress and define the further development of the project. At this time, the deployed tools were working and a strong team was in place on both sides. Therefore, it was decided that in the following year, a common vehicle would be realized. The definition of the vehicle concept was to be determined in a common testing phase prior to the Formula Student competition in Hockenheim 2009, for which the OSU was registered with their car. The concept decision was based on a variety of criteria. Besides the performance on track, which could only be evaluated through this direct comparison, the advantages and disadvantages of both concepts for education and the competition were discussed. Reliability, the possibility for further development as well as the availability of spare parts for the engine in both locations played a major role. Finally, the lightweight concept was preferred taking efficiency considerations into account. The target for the 2010 season was to finish the common cars in time for the first competitions in the US and to repeat or exceed the successes of the 2009 season, which was the best in the history of both teams so far. Regular top five placings should be possible with further performance enhancement and improved reliability. TEAM STRUCTURE

The team structure resembles the structure of „regular” Formula Student teams, though with a strong focus on the organization and project operations which become fundamentally important for such a large – consisting of approximately 80 persons – and regionally separated project team. For both locations, management teams were installed which coordinated the organizational areas such as marketing, finances and supply chain as well as the technical teams. They were accompanied by a team of consultants consisting of professors, graduate students and alumni. Organizational teams as well as the development teams were positioned on both sides of the ocean, but with competence centers allocated according to the strengths and resources of the team part-

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ners. While the construction of the monocoque and the testing of the engine took place in the US, the capacity for significant digital development (design and simulation) and for electronics development was on the German side, 1. Special organizational challenges were created by the dispersion of the teams at two locations, which were not only separated by thousands of kilometers but also nine time zones. The supply chain teams needed to evaluate for every component where the manufacturing would take place in order to be most cost-efficient and on schedule. Does the manufacturing take place at one of the two schools, at an external partner, or individually for each car? For the production of machined parts for example, where programming the milling machine is a large cost factor, it is more economic when it takes place at one supplier. An external allocation saves capacity in the team for development work. The team’s financing and marketing needed to act locally and coordinate globally whilst considering and tuning into local university and company requirements. Decision making and design needed to be coordinated. Moreover, the “One team”-thought needed to be anchored in the consciousness of every single team member and motivation be cultivated. The advantages for the team were in a thoroughly developed and sophisticated team structure and in the doubling of knowledge and man power as well as in increasing the number of possible suppliers, supporters and partners. VEHICLE CONCEPT

Three pillars characterize the vehicle development, 2, namely: :: lightweight design – implemented by the use of a single cylinder engine, a carbon fiber monocoque and the abandonment of technological features which do not directly enhance car performance :: simplicity – achieved by the single cylinder engine and the following reduction of components as well as by using the car concept of the previous year :: reliability – to be achieved by component testing, validation of the chosen concepts and an early complete vehicle testing with sophisticated data analysis.

The concept described was chosen as fuel consumption of the vehicles during the endurance races has become increasingly important. Furthermore, the simplicity ­reduces development and manufacturing time and therefore – in conjunction with using a proven concept – leads to increased reliability. The data analysis from previous cars showed clear advantages for the lightweight and maneuverable vehicle on the tight courses imposed by the ­Formula Student rules. TOOLS

The tools used needed to ensure a continuous availability of communication channels and data, and should quickly be accepted by users which means they must be easy to use and reliable. The chosen communication system is based on three pillars. :: Google Apps for E-mail communication and document administration :: Skype und Yugma for communication :: Teamcenter as PDM System with Catia V5 as design environment. Distinctive CAE tools for FEA, CFD and suspension design were deployed according to the requirements of the design teams, 3. DEVELOPMENT OF THE MONOCOQUE

The most challenging and at the same time the component for which the idea of the collaboration was implemented most consequently, is the carbon fiber monocoque. While material testing, fabrication of the molds and the production of the moncoques itself took place at OSU, the digital product development – namely surface design and FE analysis as well as the ­creation of the layup – was performed at DHBW. The required structural requirements were worked out jointly from both sides. Early in the development process, 4, the decision was made to build a onepiece-monocoque. Compared to a combined driver’s compartment/rear end concept with a rear end either made from CFK or a steel space frame, the advantage lay in higher torsional stiffness at lower weight through a reduced number of interfaces and thus a lower manufacturing effort. A disadvantage of

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Die Vorteile für das Team liegen in einer gründlich aufgebauten, durchdachten Teamstruktur und in der Verdopplung von Wissen und Arbeitskräften sowie der Vergrößerung der Anzahl möglicher Zulieferer, Unterstützer und Partner. FAHRZEUGKONZEPT

2 Fahrzeugkonzept Vehicle concept

Programmierung des Fräßprogramms ­einen wichtigen Kostenpunkt darstellt, preisgünstiger, wenn sie an einem Standort stattfinden. Eine externe Vergabe spart Kapazitäten im Team für die Entwicklungsarbeit. Die Teams Finanzen und Marketing mussten lokal agieren und sich global ab-

stimmen und dabei lokale Hochschul- und Firmenvorgaben berücksichtigen und in Einklang bringen. Die Entscheidungsfindung und die Konstruktion mussten koordiniert sowie der „Ein-Team“-Gedanke in jedem einzelnen Teammitglied verankert und die Motivation gefördert werden.

Drei Säulen kennzeichneten die Fahrzeugentwicklung, 2. Dies waren die Bereiche: :: Leichtbau – umgesetzt durch einen Einzylindermotor, ein Kohlefaser-Monocoque und den Verzicht auf technische Erweiterungen, die nicht direkt die Leistungsfähigkeit erhöhten :: Einfachheit – erreicht mit dem Einzylindermotor und der daraus resultierenden Komponentenreduzierung sowie der Verwendung des Fahrzeugkonzepts des Vorjahrs :: Zuverlässigkeit – sollte durch Komponentenerprobung, die Validierung der gewählten Konzepte sowie frühzeitiger Gesamtfahrzeugerprobung mit umfangreicher Datenanalyse erreicht werden.

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this concept usually is a more difficult serviceability of the engine through the packaging situation. In the concept, this could be prevented by the compact engine and an early integration of service accesses in the development. Initial packaging concepts were developed based on the predeceasing OSU 2009. Assembly and maintenance tasks were considered by deploying CAD dummies for tools and human access. This was the basis for the surface design, which was done completely in Catia V5. Therefore, a parametric model of the complete monocoque was generated which considered the packaging models, all relevant rules and the specifications from the suspension. Then, this model was calculated using the Catia CFK Analysis Tools. In order to achieve a high torsional stiffness and be able to successfully conduct the structural proof, several iterations of the layup structure, the fiber type and the core thickness were made and the external shape was iterated to a final design. Due to the parametric generation, this was possible with relatively low effort. The results of the physical tests carried out at OSU were used for validation of the simulation. The use of Teamcenter as PDM and Catia V5 enabled a simultaneous engineering process for the design of the monocoque molds. While the shape of the monocoque was still being finalized, the design of the molds could already begin using the publication function in Catia for the exterior surface of the monocoque and working with linked models. This allowed the machining of the plugs to begin directly after the design freeze. During the manufacturing of the molds it was still possible to do several iteration loops of the layup plan, which was then handed over to the manufacturing team. After the positive plugs made from HD foam were finished, the negative molds were made from CFK. Using these molds, it was possible to fabricate two monocoques for the German and the American car, 5. Manufacturing the monocoques was the most time critical process in the development of the 2010 cars. The design phase needed to be finished early in order to have enough time for the intricate manu-

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facturing. Machining, preparing and laminating the molds and laying up, 6, of two monocoques takes approximately three months. Only by using the experience from the previous year’s car, the deployment of modern methods and the effort of a large and dedicated team was it possible to finish both monocoques in time to have a driving and tested car ready for the American competitions. CONCLUSION AND PERSPECTIVE

Global Formula Racing achieved most of the targets for its first season. The new vehicle generation was very competitive both in the US and in Europe, so far having already won two competitions. The collaboration between the two universities was not always easy, but the motivation of students on both continents enabled quick and mutual solutions for every problem. The international team building was successful and numerous transatlantic friendships have already developed through the exchange program. The main target – to increase the wealth of experience of the students by a very special experience – was achieved. The knowledge of the students in terms of project management and technological development has increased which is nicely shown by the series of five consecutive wins in the design finals so far this year. For the coming season, the team plans to learn from the experience from this year and evolve the car concept to produce a better tested and more reliable car in order to return as a stronger team next year.

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3 Studenten bei der Entwicklungsarbeit Students during the design period

Das beschriebene Konzept wurde gewählt, weil der Verbrauch der Fahrzeuge bei den Langstreckenrennen immer wichtiger wird, die Einfachheit für eine verkürzte Entwicklungsdauer und deshalb, zusammen mit dem bekannten Konzept, für eine höhere Zuverlässigkeit sorgen kann. Außerdem zeigte die Analyse der Daten der Vorgängerfahrzeuge deutliche Vorteile für das leichtgewichtige wendige Auto auf Strecken, die dem Formula-Student-Reglement entsprechen. TOOLS

Die verwendeten Tools sollten eine jederzeitige Verfügbarkeit von Kommunikationskanälen und Daten gewährleisten, durch einfache Bedienbarkeit für eine hohe Akzeptanz durch die Benutzer sorgen sowie sehr zuverlässig sein. Das gewählte Kommunikationssystem basiert auf drei Standbeinen: :: Google Apps für E-Mail-Kommunikation und Dokumentenverwaltung :: Skype und Yugma für Kommunikation :: Teamcenter als PDM-System mit Catia V5 als Konstruktionsumgebung. Des Weiteren wurden je nach Bedarf der Konstruktionsteams weitere CAE-Tools für FEM, CFD und die Fahrwerksauslegung verwendet, 3.

Während Materialerprobung, Herstellung der Formen und die Fertigung des Monocoques selbst an der OSU stattfanden, wurde die digitale Produktentwicklung – die Schritte Flächenkonstruktion und FE-Analyse sowie die Erstellung des Layup – an der DHBW durchgeführt. Der für die Zulassung zu den Wettbewerben nötige Strukturnachweis wurde von beiden Seiten gemeinsam ausgearbeitet. Frühzeitig im Entwicklungsprozess, 4, entschied man sich dazu, das Monocoque in Integralbauweise zu bauen. Dies hatte gegenüber einem kombinierten Fahrgastzelle/Heckteil-Konzept, bei dem das Heckteil entweder ebenfalls aus CFK oder

aus einem Stahlrahmen bestehen kann, den Vorteil der erhöhten Steifigkeit bei geringerem Gewicht durch Schnittstellenreduzierung und gleichzeitig kaum erhöhtem Fertigungsaufwand. Ein Nachteil bei diesem Konzept ist normalerweise eine schlechtere Wartung des Motors durch die Einbaulage. Dies konnte in diesem Konzept aber durch den kompakt bauenden Motor sowie die frühzeitige Berücksichtigung der Integration von Montagezugängen vermieden werden. Zu Beginn wurden Packagekonzepte basierend auf dem Vorgängerfahrzeug OSU09 erstellt. In diesem Schritt wurden bereits Montage- und Wartungsvorgänge mit Hilfe von CAD-Dummies berücksichtigt. Darauf baute die Flächenkonstruktion auf, welche durchgängig in Catia V5 erfolgte. Dazu wurde ein parametrisches Modell des gesamten Monocoques erstellt, dass die Packagemodelle, die Einhaltung sämtlicher Regeln sowie die Vorgaben des Fahrwerksbereichs berücksichtigt. Dieses Modell wurde dann mit Hilfe des Catia-CFK-­ Analysis-Tools berechnet. Um eine möglichst hohe Torsionssteifigkeit zu erzielen und den Strukturnachweis erfolgreich führen zu können, wurde in mehreren Iterationsschleifen der Lagenaufbau, der Faseraufbau und die Kerndicke verbessert und außerdem die Form der Außenhaut angepasst. Dies war auf Grund des parametrischen Aufbaus mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich. Zur Validierung der

ENTWICKLUNG DES MONOCOQUES

Die herausforderndste Baugruppe und gleichzeitig die, bei der der Kooperationsgedanke am konsequentesten umgesetzt wurde, ist das Kohlefaser-Monocoque. N o v e m ber 2010

4 Schematische Darstellung der Monocoqueentwicklung Schematic diagram of the development process of the monocoque

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Schaum gefinisht waren, wurde aus diesen Negativformen aus CFK hergestellt. Mit Hilfe dieser Formen war es möglich, zwei Monocoques für das deutsche und das amerikanische Fahrzeug zu erstellen, 5. Die Fertigung des Monocoques war der zeitkritistische Vorgang bei der Entwicklung der 2010er-Fahrzeuge. Die Entwicklung musste frühzeitig abgeschlossen sein, um genügend Zeit für die aufwen­ dige Fertigung zu haben – das Fräsen, Vorbereiten und Laminieren der Formen sowie das Layup, 6, zweier Monocoques dauerte zirka drei Monate. Nur Dank der Erfahrungen aus dem Vorgängerfahrzeug, dem Einsatz moderner Methoden und der Motivation eines großen und engagierten Teams war es möglich, beide Monocoques rechtzeitig fertig zu stellen und gleichzeitig das amerikanische Fahrzeug rechtzeitig zum ersten Wettbewerb fahrbereit und getestet zu haben.

5 Ablauf des digitalen Entwicklungsprozesses Digital development of the monocoque

FAZIT UND AUSBLICK

DOI: 10.1365/s35778-010-0501-2

Simulation wurden die Versuchsergebnisse, die parallel an der OSU durchgeführt wurden, herangezogen. Die Verwendung von Teamcenter als PDM und Catia V5 machte außerdem ein Simultaneous-Engineering-Verfahren für die Konstruktion der Monocoque-Formen möglich. Während noch die finale Geometrie festgelegt wurde, konnte durch die Veröffentlichung der Fläche in Catia und dem

6 Layup des Monocoques Layup of the monocoque

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­Arbeiten mit verlinkten Modellen bereits mit der Konstruktion der Formen begonnen werden. Dadurch konnte das Fräsen der Monocoque-Formen unmittelbar nach dem Designfreeze erfolgen. Während der Herstellung der Formen konnten nochmals letzte Optimierungsschleifen am Layup-Plan gedreht werden, der dann dem Herstellungsteam zur Verfügung gestellt wurde. Nachdem die Positiv-Formen aus HD-

Das Global-Formula-Racing-Team hat in seiner ersten Saison einen Großteil seiner Ziele erreicht. Die neue Fahrzeuggeneration zählte sowohl in den USA wie auch in Europa mit zu den wettbewerbsfähigsten Fahrzeugen. Drei Wettbewerbe konnten bereits gewonnen werden. Die Zusammenarbeit zwischen den Hochschulen funktionierte nicht immer reibungslos, aber durch die hohe Motivation der Studierenden konnte für jedes auftretende Problem schnell eine einvernehm­liche Lösung gefunden werden. Auch das internationale Teambuilding hat erfolgreich stattgefunden. Aus dem Austauschprogramm sind bereits zahlreiche trans­atlantische Freundschaften entstanden. Das Hauptziel, den Erfahrungsschatz der Studierenden um eine besondere Erfahrung zu bereichern, wurde erreicht. Dass auch das Wissen der Studierenden sowohl im Hinblick auf Projektumsetzung als auch Technik vergrößert wurde, zeigt besonders gut die Serie von bislang fünf gewonnenen Design-Finals bei fünf Wettbewerben, an denen bislang in dieser Saison teilgenommen wurde. Für die kommende Saison plant das Team nun aus den Erfahrungen dieses Jahrs zu lernen, und auf Basis des bekannten Fahrzeugs, ein evolutionäres, noch besser getestetes und zuverlässigeres Fahrzeug zu bauen, um damit im nächsten Jahr als Team noch stärker auftreten zu können.

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