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The Institute of Structures and Design offers post-graduate students, graduate students, graduands and trainees from different research fields the opportunity to take part in interesting, application-oriented research und development tasks.

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Job offers - Department of "Ceramic Composites Structures"

Studien-/ Diplom-/ Bachelor-/ Masterarbeit: „Entwicklung und Charakterisierung keramischen Faserverbundwerkstoffen (C/C-SiC) hergestellt mit unterschiedlichen C-Fasern mittels Flechttechnik und Wickeltechnik“

Für die Entwicklung komplexer dünnwandiger Hochleistungsstrukturen aus Faserverbundkeramik, wie z.B. Brennkammern und Düsen für Raumfahrtantriebe, ist die Wickeltechnik bzw. Flechttechnik ein geeignetes Verfahren zum Herstellen der Faserpreform. Für den Einsatz solcher Strukturen werden an die Materialen hohe Anforderungen gestellt. Neben der Oxidationsbeständigkeit und der Langzeitstabilität stellen hohe spezifische mechanische Eigenschaften (hohe Festigkeiten, hohe Schadenstoleranz) wesentliche Ziele der Materialentwicklung dar. Für dieses Einsatzprofil sind keramische Faserverbundwerkstoffe besonders geeignet.

Studien-/Diplomarbeit: "Entwicklung und Charakterisierung einer komplexen Struktur aus biomorpher SiSiC-Keramik für den ballistischen Anwendungsbereich, sowie Konstruktion eines Gesenks zur Herstellung via Warmpressverfahren"

Für den Einsatz als Schutzsystem werden immer häufiger Leichtbaumaterialien, speziell Keramiken wie B4C, SiC oder Al2O3 eingesetzt. Ziel bei der Verwendung dieser Materialien, ist das Ausnutzen des geringeren spezifischen Gewichts, hinsichtlich kommerzieller Schutzaufbauten aus Metallen. Dabei muss der höhere Kostenaufwand durch Herstellung und Einbindung in ein hybrides Schutzsystem, durch gleiche Schutzperformance bei gleichzeitig niedrigerem Flächengewicht gerechtfertigt werden. Um die Vorteile von Keramiken als ballistischen Schutz gegenüber Metallen weiter auszubauen, liegt der Fokus auf der Entwicklung eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens von komplex geformten Strukturen.

Studien-/Diplomarbeit oder Fachpraktikum: "Evaluation von Versagenskriterien für C/C-SiC Werkstoffe und Bauteile"

Bisher gibt es kein verlässliches Versagenskriterium für C/C-SiC-Werkstoffe und Bauteile. Bei der Auslegung von C/C-SiC-Komponenten für Luft- und Raumfahrtanwendungen wird hauptsächlich das Maximum der Hauptspannungen betrachtet. Dies ist bei komplexen Spannungszuständen und Bauteilgeometrien (Krümmungen, Bohrungen) unzureichend und führt zu Abweichungen der berechneten und experimentell bestimmten Versagenslasten.

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Job offers - Department of "Space System Integration"

Studienarbeit: Konzeptstudie eines zukünftigen „Beamed Energy Propulsion“ Raumfahrzeugs mit keramischem Wärmetauscher

Eine mögliche zukünftige Antriebsform für Raumfahrzeuge ist die sogenannte „Beamed Energy Propulsion“ (BEP). Bei diesen Antriebs-Konzepten erfolgt die Aufheizung des Treibstoffs nicht aufgrund einer chemischen Reaktion, sondern mittels eingestrahlter Energie. Von einer Bodenstation ausgehend wird das Fahrzeug mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt. Ein mögliches BEP-Konzept ist die Mikrowellen-Thermische-Rakete (MTR).

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Diplomarbeit: "Analyse der Durchströmung eines neuartigen teilkeramischen Einspritzkopfs für Raketenmotoren"

Im Rahmen der Entwicklung von Hochleistungs-Raketenantrieben werden beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt verschiedene Triebwerkskomponenten hinsichtlich des Verbesserungspotenzials durch den Einsatz moderner Werkstoffe untersucht. Ein Konzept für die Verwendung von porösen keramischen Werkstoffen im Schubkammerbau ist der so genannte Konusinjektor. Das angestrebte Konzept zielt auf eine einfache Bauweise, Gewichtseinsparungen und gute Drosselbarkeit des Einspritzkopfs.

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Job offers - Department of "Computer Supported Component Design"

Abschlussarbeit: "Untersuchung des Einflusses eines Laserabtrages auf die mechanischen Eigenschaften von Faserverbund-Strukturen"

Faserverbundwerkstoffe sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie wegen ihrer weitreichenden Einsatzmöglichkeiten und hervorragenden mechanischen Eigenschaften längst etabliert, und erlangen darüber hinaus auch im Fahrzeug- und Maschinenbau immer mehr an Bedeutung. Speziell in der Luftfahrt werden immer mehr, auch großflächige Komponenten, aus CFK gefertigt. Somit ergeben sich besondere Anforderungen an die Reparaturfähigkeit solcher Strukturen. In aktuellen Reparaturverfahren werden entweder der beschädigte Bereich manuell entfernt, oder ein entsprechender Patch auf den beschädigten Bereich genietet. Beide Verfahren sind weder sehr präzise, noch reproduzierbar und bieten nur eine begrenzte Wiederherstellung der Festigkeiten.

Abschlussarbeit/Hilfswissenschaftliche Tätigkeit: "Simulation einer stufenförmigen Verbindung als Grundlage für Fügungen und Reparaturen von Faserverbund-Strukturen"

Faserverbundwerkstoffe sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie wegen ihrer weitreichenden Einsatzmöglichkeiten und hervorragenden mechanischen Eigenschaften längst etabliert, und erlangen darüber hinaus auch im Fahrzeug- und Maschinenbau immer mehr an Bedeutung. Speziell in der Luftfahrt werden immer mehr, auch großflächige Komponenten, aus CFK gefertigt. Große Herausforderungen bei dieser Materialklasse bilden das Fügen und Reparieren. Es ergeben sich besondere Anforderungen an eine zum Fügen oder Reparieren vorzubereitende Struktur. Eine Möglichkeit, Bauteile miteinander zu verbinden, ist über eine stufenförmige Schäftung („stepped-lap joint“).

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