Bachelorarbeit oder Masterarbeit
© IKVDer Einsatz von thermoplastischen Elastomeren (TPE) gegenüber herkömmlichen Elastomeren kann unter Anderem durch die besseren umweltbedingten Eigenschaften hinsichtlich des Verarbeitungsprozesses und der Rezyklierbarkeit begründet werden. Eine weitere Verbesserung des CO2-Fußabdrucks kann durch eine Reduktion des Materialeinsatzes im Sinne des Leichtbaus erfolgen. Hier bietet sich der werkstofftechnische Leichtbau mit dem Schäumen von TPE an. Als Folge des Schäumens erfolgt stets eine Erweichung des Werkstoffs. Folglich ist eine Abschätzung der Funktionserfüllung des Bauteils notwendig. Die Vorhersage der mechanischen Eigenschaften von TPE-Schäumen ist aufgrund der starken prozessabhängigen Schaummorphologie komplex. Eine Möglichkeit zur Erlangung eines besseren Verständnisses von morphologieabhängigen Werkstoffeigenschaften ist die Verwendung mikromechanischer Modelle mithilfe von repräsentativen Volumenelementen (RVE). Ziel Deiner Arbeit wird es sein, die Morphologie und das resultierende mechanische Verhalten von TPE-Schäumen in Abhängigkeit der Prozessbedingungen zu Charakterisieren und in mikromechanischen Modellen zu modellieren. Dafür wirst du eigens Probekörper herstellen, präparieren und charakterisieren. Anschließend erfolgt die Abbildung des Werkstoffverhaltens anhand von mikromechanischen Simulationen mittels Finite Elemente Methoden.
Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
In der Abteilung Strukturberechnung am IKV beschäftigen sich zwei Arbeitsgruppen mit der mechanischen Modellierung von Elastomerwerkstoffen und TPE. Dabei werden geeignete Materialmodelle entwickelt, kalibriert und validiert. Die Erweiterung des Werkstoffverständnisses hinsichtlich geschäumter TPE ermöglicht die Erschließung neuer Einsparpotenziale in technischen Bauteilen für die Kunststoffindustrie in verschiedensten Branchen.
Deine Aufgabenstellung:
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen | Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen |
| Mechanische Charakterisierung der hergestellten Probekörper | Abbildung des mechanischen Verhaltens von TPE-Schäumen mittels RVESimulationen |
| Morphologische Charakterisierung der Schaumstruktur | Mechanische Charakterisierung der hergestellten Probekörper |
| Abbildung des mechanischen Verhaltens von TPE-Schäumen mittels RVESimulationen | Morphologische Charakterisierung der Schaumstruktur |
| Abbildung des mechanischen Verhaltens von TPE-Schäumen mittels RVESimulationen | |
| Parametervariation und Sensitivitätsstudie an den RVE |
Dein Profil:
- Du hast bereits Kenntnisse und Erfahrungen in der Simulation mit ABAQUS und in der Programmierung mit Python, oder möchtest in die Simulationstechnik einsteigen..
- Du interessierst dich für Mechanik und Mikromechanik.
- Kenntnisse in der mechanischen Modellierung von Kunststoffen und Elastomeren sind vorteilhaft.
- Naturwissenschaftlicher Studiengang wie z.B. Masch.Bau