The thesis work investigates the possibility of replacing the Body-In-White (BIW) sections used in a physical test with a fixture. Volvo-cars perform several sub-system tests on its car components taken from various car models for different issues. Squeak and Rattle in Cockpits is one such important phenomenon investigated through its sub-system tests. Currently, the Body-in-White (BIW) sections taken from car body are used in holding the cockpits for Squeak and Rattle physical testing on a vibrating rig, the idea is to design a fixture that can replace these BIW sections for the test. Additionally, it is ensured that the fixture is designed to accommodate a variety of cockpits through the flexibility in its structure. Models from two different car segments were considered for performing the thesis. The development process started by researching the theory behind squeak and rattle along with investigating the important design parameters which would determine the requirements on the fixture. This is followed up with benchmarking the parameters and a physical test which would help later in comparison and evaluation of fixture performance against the BIW. The result from benchmarking were then used for topology optimization in obtaining a material layout to provide a basis for fixture design. Then, a basic CAD model is generated which is adapted to provide flexibility using Aluflexmechanisms. The final design comprises of a sufficiently rigid main structure made of hollow steel beams upon which Aluflex mechanisms are attached to provide flexibility in accommodating a variety of cockpit models. The fixture is analyzed and evaluated by comparing with benchmarked data. With the thesis, a fixture with generic (flexible) features which is manufacturable has been designed. It was concluded that at its current stage it cannot completely replace the BIW since the fixture is performing better than BIW in some respects and failing to conform to the requirements in others. The possible reason for the fixture failing to meet the requirements in the few aspects has been explored. As future work, it was proposed to explore into stiffness varying mechanisms (spring mechanisms) that could alter the stiffness requirements on the fixture as per the cockpit used for testing. It was also suggested to look for alternatives to Aluflex which would provide better stiffness at the connection points. Further, it was suggested to look for alternatives in the design concept which would avoid the connection part in extending too much away from the main structure thereby retaining high stiffness at the connection point.

PhD by portfolio. Research aim: To investigate if topology optimisation can be used for the development of mechanical structures exposed to large (non-linear) deformations. Research objectives: 1. Analyse and critically evaluate the potential for using state of the art commercially available Finite Element software (and associated topology optimisation algorithms) for topology optimisation of structures exposed to large-deformations. 2. Based on 1 (where feasible) suggest, develop and critically appraise opportunities, methodologies and tools for enhancing the accuracy and precision of current state of the art topology optimisation algorithms for non-linear applications. 3. Based on the outcomes of 1 and 2 define / refine and integrate a topology optimisation algorithm / methodology with enhanced levels of accuracy for structures exposed to large (non-linear) deformations. 4. Critically analyse and assess the outcomes of the tool developed in 3 to competing algorithms and “sound engineering judgement” using case-studies and objectively evaluate the potential for further development/refinement of the proposed algorithm/methodology.

The research in this report seeks to develop a highly flexible geometry station for joining futureBody-in-White (BiW) assemblies. The goal is to eliminate the need for a complete reconstructionof a production line during integration of new car bodies in a contemporary production.Today's BiW production is performed in sequential lines, where joining equipment is arranged ina specific order for each model geometry. An increasing model portfolio forces manufacturers todevelop production systems that allow an integration of new models. Electrified alternatives ofexisting models are now developed and put into production. These models have similarappearance as conventional models, but with a completely different principle of driveline due tothe propulsion. This means that new interfaces and platforms have to be developed and mustnow be integrated into a current production. Today's production lines are not prepared forcoming changes, and current stations can only handle a limited number of variants. Integration ofnew geometries into a contemporary production line is not sufficiently efficient from aproduction perspective. The goal of the future is to make such an integration possible.Initially, current and future production scenarios were studied. Based on this, four types ofproduction scenarios, which a highly flexible geometry station can be integrated into, were set up.An integration can take place in different ways depending on how a highly flexible geometrystation is compounded, therefore, different cases were created and compared in a case study.Internal and external benchmarking of production systems were made to compare the availablesolutions for increasing stations flexibility in a BiW production.As reference for the project, a concept for a highly flexible geometry station has been developedand is therefore described initially before an additional depth has been realized. The furtherconceptualization of a highly flexible geometry in this report is presented in the form of amorphological composition of technologies that can increase a station's flexibility, as well asvisualization of a station principles through layouts and cycle time charts. The result of theanalysis generated several concepts that hold different degrees of capacity, footprint andflexibility. The focus was to achieve a high level of flexibility for integration of new models, withnew geometries, in a current production. The conclusion was that the highly flexible geometrystation can, in a contemporary production, produce independently in low volumes. Alternatively,produce higher volumes when it is integrated as a complement in a novel, not yet implemented,production concept. / Forskningen i denna rapport syftar till att utveckla en högflexibel geometristation för fogning avkommande Body-in-White-karosser (BiW). Målet är att eliminera behovet av en fullständigrekonstruktion av en produktionslinje under integrering av nya bilar i en samtida produktion.Dagens BiW-produktion sker i sekventiella liner, där fogningsutrustning är arrangerad i enspecifik ordning för respektive modellgeometri. Ett ökande antal modellalternativ drivertillverkare till att utveckla produktionskoncept som möjliggör integration av nya modeller.Elektrificerande alternativ till befintliga modeller utvecklas kontinuerligt. Dessa modeller ärutseendemässigt lika de konventionella modellerna, men med en helt annan princip för drivlina.Det innebär att nya gränssnitt och plattformar har tagits fram och måste nu integreras i ennuvarande produktion. Dagens produktionslinjer är inte förberedda för kommande förändringaroch nuvarande geometristationer kan endast hantera ett begränsat antal karosstyper. Integrationav nya karosstyper i en befintlig produktionslinje är inte är tillräckligt effektivt ur ettproduktionsperspektiv. Framtidens mål är att göra en sådan integration möjlig.Inledningsvis studerades nuvarande- och kommande produktionsscenarion. Utifrån det beskrevsfyra produktionstyper, vilket en högflexibel geometristation kan komma att integreras i. Enintegration kan ske på olika vis beroende på hur en högflexibel geometristation tillämpas, därförjämfördes olika fall av det i en Case-studie. En intern och extern benchmarking avproduktionssystem gjordes för att jämföra de lösningar som finns för att öka flexibiliteten i enBiW-produktion.Som referensunderlag till projektet har ett koncept för en högflexibel geometristation tagits framoch är beskrivet inledningsvis innan en ytterligare fördjupning har realiserats.Konceptualiseringen av en högflexibel geometristation i denna rapport är presenterad i form aven morfologisk sammansättning av teknologier som kan öka en stations flexibilitet, samtvisualisering av en principiell station genom layouter och cykeltidsdiagram. Resultatet av analysengenererade flera koncept som innehar olika grad av kapacitet, fabriksyta och flexibilitet. Fokus varatt uppnå en hög flexibilitetsnivå för integration av nya modeller, med nya geometrier, i ennuvarande produktion. Slutsatsen var att den högflexibla geometristationen kan, i en nutidaproduktion, producera självständigt i låga volymer. Alternativt producera högre volymer då denintegreras som ett komplement till ett ännu inte implementerat nytt produktionskoncept. / Die Forschung in diesem Bericht zielt darauf ab, eine hochflexible Geometrie-Station für das Fügen zukünftiger Rohbau-Baugruppen zu entwickeln. Das Ziel ist es, die Notwendigkeit einer vollständigen Rekonstruktion einer Produktionslinie während der Integration neuer Karosserien in einer modernen Produktion zu beseitigen. Die heutige Rohbau Produktion wird in sequenziellen Linien durchgeführt, wobei die einzelnen Fügeverfahren in einer bestimmten Reihenfolge, angepasst an die jeweilige Modellgeometrie, angeordnet sind. Ein zunehmendes Modellportfolio zwingt die Automobilhersteller zur Entwicklung von Produktionssystemen, die eine Integration neuer Modelle ermöglichen. Elektrifizierte Varianten bestehender Fahrzeugmodelle werden nun entwickelt und in Produktion gebracht. Diese Modelle haben ein ähnliches Erscheinungsbild wie herkömmliche Modelle, jedoch mit einem stark veränderten Antriebskonzept. Dies bedeutet, dass neue Schnittstellen und Plattformen entwickelt wurden und nun in eine aktuelle Produktion integriert werden müssen. Heutige Produktionslinien sind nicht auf kommende Änderungen vorbereitet und können nur eine begrenzte Anzahl von Varianten handhaben. Die Integration neuer Geometrien in eine moderne Produktionslinie ist aus Produktionssicht nicht effizient, aber soll in Zukunft das Ziel sein. Zunächst wurden aktuelle und zukünftige Produktionsszenarien untersucht. Darauf aufbauend wurden vier Arten von Produktionsszenarien erarbeitet, in die eine hochflexible Geometriestation integriert werden kann. Je nach Aufbau der Geostation kann eine Integration auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Daher wurden in einer Fallstudie unterschiedliche Fälle erstellt und verglichen. Ein Benchmarking mit internen und externen Produktionssystemen wurde durchgeführt, um eine größtmöglichste Flexibilität der Stationen in einer Rohbau Produktion zu erzielen. Als Referenz für das Projekt wurde ein Konzept für eine hochflexible Geometriestation entwickelt und im Rahmen der Thesis dokumentiert, bevor eine zusätzliche Tiefe realisiert wurde. Die weitere Konzeptionierung einer hochflexiblen Geometrie-Station wird in Form einer morphologischen Zusammensetzung von Technologien präsentiert. Dieser kann die Flexibilität einer Station erhöhen und zudem die Visualisierung von Stationsprinzipien, beispielsweise durch Layouts oder Zykluszeitdiagramme, fördern. Das Ergebnis der Analyse erzeugte mehrere vi Konzepte, die unterschiedliche Grade an Kapazität, Grundfläche und Flexibilität beinhalteten. Der Fokus lag auf einer hohen Flexibilität bei der Integration neuer Modelle mit neuen Geometrien in einer aktuellen Produktion. Die Schlussfolgerung war, dass die hochflexible Geometriestation in einer zeitgemäßen Produktion in kleinen Stückzahlen produzieren kann. Alternativ ist die Geo-Station auch als Bestandteil eines noch umzusetzenden Produktionskonzepts integrierbar.