Masterarbeit (m/w/d): 3D-Kriechen von Bauteilen aus unverstärkten Thermoplasten

Fraunhofer LBF / 20.8.2019

Bauteile aus Thermoplasten werden heute in zahlreichen Konstruktionen für die Übertragung der Belastungen eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften der Thermoplaste hängen vor allem von der Zeit und Temperatur ab. Von erheblicher Relevanz für die Bauteilauslegung ist, dass sich Thermoplaste bei verschiedenen Spannungszuständen (Zug, Druck, Torsion, zusammengesetzte Beanspruchungen) unterschiedlich verhalten.

In dieser Arbeit wird ein neues Kriechmodell für die Berechnung der Bauteile aus Thermoplasten unter mehraxialen Belastungen implementiert. Das Modell unterscheidet zwischen kompressiblem Kriechen beim Zug und inkompressiblen Prozessen beim Druck. Auch das Fließgesetz wird durch zusätzliche Terme erweitert, um „Erinnerungsvermögen“ des Materials an die früheren Belastungen zu steuern. Die Ergebnisse der Simulation werden mit den Messdaten eines Bauteils unter verschiedenen Temperaturen verglichen.

 

Welchen Aufgaben Sie sich stellen

  • Einarbeitung in die Modellierung des Kriechens
  • Beschreibungsmöglichkeiten des Kriechens in ANSYS
  • Literaturrecherche zu UserMat-Routine in ANSYS
  • Einarbeitung und Analyse des neuen Modells
  • Implementierung des Modells in UserMat
  • Test der Routine an Elementwürfel und Platte mit Kreisloch
  • Berechnung eines Bauteils unter relevanten Belastungen und Temperaturen
  • Visualisierung, Analyse und Vergleich der Ergebnisse

 

Voraussetzungen

  • Student/in der Fachrichtung Maschinenbau, Kunststofftechnik, oder einer verwandten Studienrichtung
  • Gute Deutsch- und Englischkenntnisse
  • Vertiefte Erfahrungen mit FE-Berechnung (ANSYS)
  • FORTRAN-Kenntnisse oder Kenntnisse einer ähnlichen Programmiersprache
  • Interesse für Festigkeitslehre, Mechanik und Materialmodellierung
  • Interesse für wissenschaftliche Tätigkeit (Veröffentlichung in einer referierten Zeitschrift)

 

Was Sie erwarten können

  • Einen Einstieg in eine wissenschaftliche Karriere
  • Verantwortungsvolle Aufgaben, mit denen Sie Ihre Kompetenzen ausbauen
  • Ein kreatives Umfeld und Technik auf höchstem Niveau
  • Ein Sprungbrett in die Wirtschaft

 

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