Projektarbeit
© IKVThema der Arbeit:
Kurzfaserverstärkte Thermoplaste zeichnen sich durch hervorragende Verarbeitungseigenschaften aus. Durch die Faserverstärkung können mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit und Festigkeit deutlich erhöht werden, wodurch sich ein großes Potenzial ergibt, Metalle als Konstruktionswerkstoff in strukturellen Anwendungen zunehmend zu ersetzen. In diesen Einsatzfeldern treten häufig kombinierte Beanspruchungen auf, wodurch sich die maßgeblichen Festigkeitskennwerte verändern. In der Folge werden bei der Bauteilauslegung häufig hohe Sicherheitsfaktoren angesetzt, sodass ein Teil des Werkstoffpotenzials ungenutzt bleibt. Neuere Entwicklungen in der Arbeitsgruppe ermöglichen eine werkstoffgerechte experimentelle Untersuchung des Festigkeitsverhaltens kurzfaserverstärkter Thermoplaste unter kombinierten Beanspruchungen und schaffen damit die Grundlage für eine verbesserte Auslegungspraxis.
Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Die Arbeit greift eine offene wissenschaftliche Fragestellung auf, die sich mit den Versagensmechanismen kurzfaserverstärkter Kunststoffe unter kombinierten Beanspruchungen beschäftigt. Insbesondere die über die Bauteildicke variierende Faserorientierung erschwert derzeit eine zuverlässige Vorhersage des Versagensverhaltens. Dadurch entstehen entweder vorzeitige Bauteilversagen oder materialintensive Überdimensionierungen. Die Arbeit zielt darauf ab, das Versagen experimentell zu untersuchen und die Grundlagen für eine verbesserte Dimensionierung zu schaffen.
Zielsetzung:
Auf Basis von Vorentwicklungen wurde ein Prototyp eines Spritzgießwerkzeugs entwickelt, der es zukünftig ermöglicht, eine homogen hochorientierte Faserorientierungsverteilung in Rohrprobekörpern zu realisieren. Darauf abgestimmt wurde zudem der Prototyp eines Prüfverfahrens konzipiert, mit dem beliebige Spannungszustände eingestellt werden können. Ziel deiner Projektarbeit ist es, ein neuartiges Herstellungs- und Prüfkonzept kennenzulernen und experimentell anzuwenden. Hierzu werden Rohrprobekörper im Spritzgießverfahren hergestellt. Anschließend führst du die Zug-Druck-Torsionsprüfung durch, um definierte Normal- und Schubspannungen mithilfe des vorhandenen Prüfverfahrens zu induzieren. Der resultierende Spannungs- und Dehnungszustand wird anhand der erfassten Daten ermittelt.
Deine Aufgabenstellung:
- Einarbeitung in das bestehende Spritzgieß- und Prüfverfahren
- Herstellung von Rohrprobekörpern im Spritzgießverfahren
- Prüfung von Rohrprobekörpern in der Zug-Druck-Torsions-Prüfung
- Auswertung und Interpretation der Prüfdaten
Dein Profil:
- Natur- oder Ingenieurswissenschaftliches Studium (z. B. Allgemeiner Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Materialwissenschaften, Angewandte Polymerwissenschaften)
- Eigenständige und qualitätsbewusste Arbeitsweise
- Interesse an einer experimentellen Arbeit und wissenschaftlicher Datenauswertung
- Idealerweise erste Erfahrungen im Bereich der mechanischen Prüfung
Das sind deine Benefits:
- Erlerne wissenschaftliches Arbeiten in einem motivierten Team mit intensiver Betreuung
- Wirke an der Mitentwicklung einer neuartigen Prüfmethodik mit und begleite deren Überführung in eine seriennahe Prüfung mit hoher industrieller Relevanz
- Baue auf vorhandenen Vorerfahrungen auf und erweitere diese gezielt im experimentellen Umfeld unter intensiver Betreuung
- Erlerne die systematische Erhebung, Auswertung und Interpretation experimenteller Messdaten
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