Abschlussarbeit

Validierung des Materialverhaltens thermoplastischer Verbundwerkstoffe mittels Kovarianzanalyse

Motivation

Mithilfe numerischer Modelle können Prozesse virtuell untersucht und optimiert werden, ohne ausschließlich auf aufwendige Versuchsreihen angewiesen zu sein. Dafür stehen viele unterschiedliche Materialmodelle zur Verfügung, deren Eignung nicht immer eindeutig ist.
In der Praxis wird die Qualität eines Modells häufig dadurch beurteilt, dass Simulation und Experiment möglichst gut
übereinstimmen. Diese Vorgehensweise kann jedoch täuschen, da durch die Anpassung von Modellparametern auch ungeeignete Modelle scheinbar gute Ergebnisse liefern können, ohne das tatsächliche Materialverhalten korrekt zu
beschreiben.
Ein alternativer Ansatz betrachtet nicht nur einzelne Messwerte, sondern das gesamte dynamische Verhalten des Materials. Dazu wird ein kovarianzbasierter Validierungsansatz verwendet, der ursprünglich in einem anderen Anwendungsgebiet
entwickelt wurde. Mit Hilfe statistischer Zusammenhänge zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen kann überprüft werden, wie gut ein Modell die wesentlichen Eigenschaften des Systems wiedergibt.

Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, dieses Verfahren auf thermoplastische Verbundwerkstoffe zu übertragen und verschiedene
Materialmodelle anhand experimenteller Charakterisierungsdaten zu vergleichen.

Arbeitsinhalte:

• Einarbeitung in bestehende Simulationsmodelle und Softwareimplementierungen
• Anwendung des kovarianzbasierten Validierungsansatzes auf experimentelle Charakterisierungsdaten
• Systematische Auswertung und Vergleich verschiedener Materialmodelle hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die experimentellen
  Ergebnisse abzubilden
• Dokumentation der Methodik und Ergebnisse in einer schriftlichen Ausarbeitung

Voraussetzungen:

•  Eigeninitiative und selbstständige Arbeitsweise
•  Ausgeprägte analytische Fähigkeiten
•  Interesse an Simulation und Numerik
•  Programmiererfahrung in Python (vorteilhaft)

Themengebiet: Maschinenbau / Computational Engineering
Art der Arbeit: simulativ/numerisch/experimentell
Beginn: ab sofort

Kontakt: M.Sc. Johannes Mitsch
Tel.: +49 721 608-45390
E-Mail: Johannes.Mitsch∂kit.edu