Institut für Fahrzeugsystem­technik

FEM-Simulation gewickelter Faserverbund-Leichtbaustrukturen

  • Motivation / Themenbeschreibung
    Innovative Leichtbaulösungen auf Kunststoffbasis haben in den letzten Jahren zu ökonomisch und ökologisch effizienteren Automobilen geführt. In Kombination mit Verstärkungsfasern kann das mechanische Eigenschaftsniveau von Kunststoffen beträchtlich erhöht werden. Der gezielte Einsatz von Verstärkungsfasern in den hochbelasteten Bereichen eines Bauteils ermöglicht dabei die Einsparung von Masse und Kosten. Mithilfe dreidimensional gewickelter Verstärkungsskelette auf Basis von Hybrid-Rovings lassen sich auch hochbelastete Strukturbauteile im Automobilbereich mit Polymeren realisieren. Um einen effizienten Produktentstehungsprozess sowie eine minimierte Time-to-Market zu erreichen, sind realitätsnahe Simulationsmodelle der Strukturbauteile und der Verstärkungsskelette erforderlich.

    Inhalt
    Bei der Gestaltung und Auslegung gewickelter Faserverbundstrukturen („Verstärkungsskelette“) stellt die FEM-Simulation (Finite Elemente Methode) ein zentrales Werkzeug dar. Durch präzise Simulationsmodelle lassen sich Verformungs- und Versagensverhalten der Wickelstrukturen rechnerisch bestimmen – Prototypen und Versuche können dadurch eingespart werden.
    Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen FE-Modelle für gewickelte Prüfkörper erstellt und anschließend anhand experimenteller Messergebnisse validiert werden. Ziel ist es, das Steifigkeits- und das Versagensverhalten gewickelter Faserverbundstrukturen mit mechanischen Simulationsmodellen möglichst präzise nachzubilden.

    Themengebiet
    FEM-Simulation, Werkstoffprüfung, Leichtbau

    Anforderungen

    • Studienfach Maschinenbau, Materialwissenschaften, Fahrzugtechnik, o.ä.
    • Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Finite Elemente Methode (FEM)
    • Erfahrung mit entsprechender FEM-Software (vorzugsweise ANSYS Mechanical)
    • Selbstständigkeit, Eigeneinitiative, strukturierte Arbeitsweise


    Beginn
    Start flexibel möglich

    Kontakt
    Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
    Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
    76327 Pfinztal

    Fragen beantwortet gerne:
    Jonathan Haas
    Tel.: +49 721 4640-153
    E-Mail: jonathan.haas@ict.fraunhofer.de
    Persönliche Bewerbungsunterlagen schicken Sie uns bitte per Post zu.