Student/in (w/m/d) - Lebensdauerbewertung nachhaltiger Rotorblätter

Das erwartet Dich

Rotorblätter von Windenergieanlagen sind während ihrer Lebensdauer extremen zyklischen Belastungen ausgesetzt und müssen Millionen von Lastwechseln sicher standhalten. In diesem Projekt untersuchst du, ob biobasierte Flachsfaserverbundwerkstoffe aufgrund ihrer hohen Ermüdungsbeständigkeit eine nachhaltige Alternative zu konventionellen glasfaserverstärkten Kunststoffen darstellen können. Dabei analysierst du, inwieweit das verbesserte Ermüdungsverhalten die geringere statische Festigkeit dieser Materialien ausgleichen kann. Hierfür entwickelst und nutzt du einen Mehrzieloptimierungsansatz zur Auslegung von Rotorblättern. Neben der strukturellen Performance und der Bewertung der Ermüdungslebensdauer berücksichtigst du auch Nachhaltigkeitskennwerte wie das Global Warming Potential (GWP). Darüber hinaus fließen Herstellungs- und Lebenszykluskosten in die Analyse ein. So leistest du einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlicher Rotorblattkonzepte für die Windenergie von morgen.

Deine Aufgaben

• Du recherchierst den aktuellen Stand der Wissenschaft zur Mehrzieloptimierung biobasierter Verbundwerkstoffe.
• Du entwickelst ein parametrisches Rotorblattmodell unter Verwendung konventioneller und biobasierter Verbundwerkstoffe.
• Du implementierst fortschrittliche Methoden zur Ermüdungsbewertung, um die Lebensdauer unter repräsentativen Windlasten vorherzusagen.
• Du analysierst die Umweltauswirkungen sowie die Lebenszykluskosten verschiedener Materialkonzepte.
• Du formulierst und löst ein Mehrzieloptimierungsproblem mit den Zielen:
  • Minimierung der Umweltauswirkungen,
  • Minimierung der Lebenszykluskosten,
  • Maximierung der Ermüdungslebensdauer.
• Du wertest die Pareto-optimalen Lösungen aus und untersuchst Zielkonflikte zwischen Nachhaltigkeit, Dauerfestigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Das bringst du mit

• Laufendes oder abgeschlossenes Grundstudium in Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Energietechnik, Luft- und Raumfahrttechnik oder einer vergleichbaren Ingenieurdisziplin
• Grundkenntnisse über Faserverbundstrukturen und Ermüdungsanalysen
• Strukturierte Arbeitsweise
• Bereitschaft, sich schnell und weitgehend selbständig in ein neues Themengebiet einzuarbeiten, Motivation und Eigeninitiative