Masterand/in (w/m/d) Debris-Modellierung in FE-Simulationen von CFK-Strukturen im Crushing Lastfall

Das erwartet dich

Herkömmliche metallische Crash-Bauteile absorbieren die kinetische Energie durch plastische Verformung und Reibungsmechanismen, während Faserverbundwerkstoffe die kinetische Energie durch eine Kombination aus Fragmentierung und Verformung (splaying) absorbieren. Die Kombination aus Fragmentierung und splaying führt zu Bruchstücken zwischen den Wänden der Struktur und der Stauchplatte, wodurch ein Keileffekt entsteht. Der angesammelte Bruchstückkeil (debris wedge) hat einen Einfluss auf das Versagensverhalten und die Morphologie des Crushings, da die Fragmente die Struktur auseinander drücken.

Deine Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung eines Simulationsmodells für das axiale Crushing von Faserverbundproben mit Hilfe der Finite-Element Methode. Basierend auf einer ersten Literaturstudie wirst Du mögliche Modellierungsmethoden für das Faserverbundmaterial untersuchen. In einem zweiten Schritt wirst Du Ansätze untersuchen, welche die Keilbildung und ihre Auswirkung auf das Crushing realitätsnah abbilden. Ziel der Arbeit ist die Beantwortung der Fragestellung: „Welchen Einfluss hat der Keil aus fragmentierten Materialteilen auf die Charakteristik des Crushings?“.

Deine Aufgaben

• Literaturstudie zum aktuellen Stand der Simulationsmethoden zum Crushing von Faserverbundstrukturen
• Definition von Randbedingungen für die Simulation (Werkstoff, Lagenaufbau, …)
• Erstellung des Simulationsmodells und Studie zur Auswahl der Modellierungsparameter (Elementtyp, Elementgröße, …)
• Untersuchung von Methoden zur Abbildung des Keils in Crushing
• Untersuchung des Einflusses des Keils auf das Crushing-Verhalten mit Hilfe des erstellen Simulationsmodells

Das bringst du mit

• Studium im Bereich Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Werkstoffwissenschaften oder verwandter Studiengänge
• Erfahrung oder gute Kenntnisse in der Finite-Element-Methode
• Erfahrung mit der Berechnung von Faserverbundmaterialien
• Erfahrung oder gute Kenntnisse im Programmieren
• Eigenverantwortung, strukturierte Arbeitsweise und Engagement
• Sehr gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift