Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

FEM-Simulation gewickelter Faserverbund-Leichtbaustrukturen

 

 

Motivation

Innovative Leichtbaulösungen auf Kunststoffbasis haben in den letzten Jahren zu ökonomisch und ökologisch effizienteren Automobilen geführt. In Kombination mit Verstärkungsfasern kann das mechanische Eigenschaftsniveau von Kunststoffen beträchtlich erhöht werden. Der gezielte Einsatz von Verstärkungsfasern in den hochbelasteten Bereichen eines Bauteils ermöglicht dabei die Einsparung von Masse und Kosten. Mithilfe dreidimensional gewickelter Verstärkungsskelette auf Basis von Hybrid-Rovings lassen sich auch hochbelastete Strukturbauteile im Automobilbereich mit Polymeren realisieren. Um einen effizienten Produktentstehungsprozess sowie eine minimierte Time-to-Market zu erreichen, sind realitätsnahe Simulationsmodelle der Strukturbauteile und der Verstärkungsskelette erforderlich.

Inhalt

Bei der Gestaltung und Auslegung gewickelter Faserverbundstrukturen („Verstärkungsskelette“) stellt die FEM-Simulation (Finite Elemente Methode) ein zentrales Werkzeug dar. Durch präzise Simulationsmodelle lassen sich Verformungs- und Versagensverhalten der Wickelstrukturen rechnerisch bestimmen – Prototypen und Versuche können dadurch eingespart werden. 

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen FE-Modelle für gewickelte Prüfkörper erstellt und anschließend anhand experimenteller Messergebnisse validiert werden. Ziel ist es, das Steifigkeits- und das Versagensverhalten gewickelter Faserverbundstrukturen mit mechanischen Simulationsmodellen möglichst präzise nachzubilden.

Themengebiet

FEM-Simulation, Werkstoffprüfung, Leichtbau

Anforderungen

  • Studienfach Maschinenbau, Materialwissenschaften, Fahrzugtechnik, o.ä.
  • Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Finite Elemente Methode (FEM)
  • Erfahrung mit entsprechender FEM-Software (vorzugsweise ANSYS Mechanical)
  • Selbstständigkeit, Eigeneinitiative, strukturierte Arbeitsweise

Art der Arbeit

Bachelor- oder Masterarbeit

Beginn

flexibel

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