IKV Logo Porträt

Studentische Arbeit

Crashsichere Auslegung von Bauteilen -Analyse der Festigkeit und Steifigkeit von Thermoplasten nach Impakt

Bachelorarbeit oder Masterarbeit

Während deiner Abschlussarbeit wirst du mithilfe von Crashversuchen am Fallturm unterschiedliche Vorschädigungen in Kunststoffproben einbringen. Du erlernst neben der Prüfung im hochdynamischen Bereich auch wie man die Deformationen im Millisekundenbereich mithilfe von Highspeedkameras auswertet.

Thema der Arbeit:

Technische Thermoplaste werden überwiegend mit dem Spritzgießverfahren verarbeitet, da dieses Verfahren eine wirtschaftliche, hochwertige und automatische Fertigung von Bauteilen ermöglicht. Durch eine Verstärkung mit Kurz- oder Langfasern können dabei die mechanischen Eigenschaften so weit gesteigert werden, dass auch strukturelle Anwendungen im Fahrzeug- oder Gerätebau ermöglicht werden. Durch Crashereignisse können schlagartige Belastungen der Bauteile auftreten, die beim Konstruktionsprozess berücksichtigt werden müssen.

Stuwi-Crashsichere-Auslegung© Evonik
Batterieabdeckungen welche sich im Unterbodenbereich von Elektrofahrzeugen befinden werden durch Steinschläge einer Impaktbeanspruchung ausgesetzt

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:

Während deiner Abschlussarbeit wirst du mithilfe von Crashversuchen am Fallturm unterschiedliche Vorschädigungen in Kunststoffproben einbringen. Du erlernst neben der Prüfung im hochdynamischen Bereich auch wie man die Deformationen im Millisekundenbereich mithilfe von Highspeedkameras auswertet. Darüber hinaus wirst du die Reststeifigkeit und Restfestigkeit nach dem Impakt in Abhängigkeit der eingebrachten Energie und der realisierten Dehnungsgeschwindigkeit ermitteln. Für die Versuchsdurchführung wirst du vorab an der Schnellzerreißmaschine Vorversuche bei hohen Dehnraten durchführen, um somit eigenständig einen Versuchsplan abzuleiten. Anhand deiner Analysen wird eine Dimensionierungsmethode für Bauteile abgeleitet, welche es ermöglicht, die dynamische Vorschädigung zu berücksichtigen.

Zielsetzung:

Die Schädigungsmechanismen bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten in faserverstärkten Kunststoffen sind aktuell noch nicht vollständig ergründet. Aus diesem Grund versagen Bauteile vorzeitig, werden frühzeitig ausgetauscht oder müssen unter hohen Materialeinsatz überdimensioniert werden, damit die Bauteilfunktion trotz Impaktereignissen gewährleistet werden kann. Als Teil der Arbeitsgruppe trägst du zur Erforschung der Werkstoffschädigung bei und unterstützt somit das IKV, Methoden für die sichere Dimensionierung unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit zu entwickeln.

Deine Aufgabenstellung:

Herstellung von Probekörpern aus kurz- und langfaserverstärkten Thermoplasten im Spritzgießverfahren Herstellung von Probekörpern aus kurz- und langfaserverstärkten Thermoplasten im Spritzgießverfahren
Crashversuche am Fallturm und der Schnellzerreißprüfung Crashversuche am Fallturm und der Schnellzerreißprüfung
Versuchsauswertung anhand der Aufnahmen der High-Speed Kamera Versuchsauswertung anhand der Aufnahmen der High-Speed Kamera
Analyse der Mikroschädigung in Abhängigkeit der Dehnrate

Dein Profil:

  • Natur- oder Ingenieurswissenschaftliches Studium
  • Eigenständige und qualitätsbewusste Arbeitsweise
  • Interesse an einer experimentellen Arbeit und wissenschaftlicher Datenauswertung
  • Idealerweise erste Erfahrungen im Bereich der mechanischen Prüfung