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Studien-/ Abschlussarbeit, Praktikum

Mechanische Charakterisierung und FEM-Simulation

Beginn

ab sofort

Dauer

6 Monate

Vergütung

bis Entgeltgruppe 5 TVöD

Beschäftigungsgrad

Vollzeit

Ihre Mission:

Aufgrund der guten Hochtemperaturstabilität sowie Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit werden keramische Verbundwerkstoffe (Ceramic Matrix Composite CMC) in vielen technologischen Bereichen wie zum Beispiel Luft- und Raumfahrttechnik, eingesetzt. Im Vergleich zu monolithischen Keramiken wird ein nicht-sprödes bzw. quasi-duktiles Versagensverhalten durch den Verbund von keramischen Fasern und keramischer Matrix erreicht. Wegen der Herstellung von CMC im Wickelprozess kann die klassische Laminattheorie nicht direkt zur Vorhersage des Werkstoffverhaltens angewendet werden, da keine unidirektionalen Schichten (UD-Schichten) vorhanden sind. Um die klassische Laminattheorie dennoch anwenden zu können, wird ein Modell entwickelt, dass die Berechnung der Eigenschaften des gewickelten Materials unter Verwendung von sogenannten Äquivalent-UD-Schichten ermöglicht. Die Entwicklung dieses Modells ist insoweit fortgeschritten, dass es für die bei Materialtests üblichen einfachen, flachen Geometrien unter Zug-, Druck- und Scherbelastungen korrekte Ergebnisse liefert. 

In dieser Arbeit soll es nun an komplexeren Geometrien unter kombinierten Belastungen erprobt, beziehungsweise verifiziert werden. Auf Basis der FEM-Simulation werden die Randbedingungen und die max. Belastung für die Untersuchung ausgerechnet. Weitere Aufgaben sind der Entwurf sowie die Vorauslegung und Bereitung, Durchführung und Nachbereitung eines Innerdruckversuchs an einem Rohr aus CMC. Zur Qualitätssicherung und Analyse der Mikrostrukturen des CMC Rohrs wird das computertomographische Verfahren eingesetzt. Die Versuchsergebnisse werden ausgewertet und mit den FEM-Ergebnissen verglichen.

Im Rahmen der Arbeit sind folgende Teilaufgaben zu bearbeiten:

  • Literaturrecherche
  • Einarbeitung in FE-Programme/Software (ANSYS)
  • Charakterisierung der CMC-Rohre
  • Design und Konstruktion von Verscuhsaufbau
  • Durchführung und Auswertung von Innenfruckversuchen
  • Ermittlung mechanischer Kennwerte von CMC Material aus Prüfung auf Bauteilebene
  • Vergleich der Versuchs- und Simulationsergebnisse
  • Dokumentation aller Ergebnisse

Ihre Qualifikation:

  • Studium der Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau oder einer vergleichbaren Fachrichtung
  • Kenntnisse im analytischen und technologischen Umgang mit polymeren bzw. keramischen Faserverbundwerkstoffen
  • Kenntnisse in der Konstruktion (CATIA V5) und FEM Simulation (ANSYS)
  • Vorkenntnisse in der mechanischen Untersuchung
  • Englische Sprachkenntnisse

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Vereinbarkeit von Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Frauen und Männern sind fester Bestandteil unserer Personalpolitik. Daher begrüßen wir Bewerbungen von Frauen ausdrücklich. Schwerbehinderte Bewerberinnen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Fachliche/r Ansprechpartnerin

Yuan Shi
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie

Tel.: +49 711 6862-8050

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