Master-/Studienarbeit: Bestimmung effektiver Materialeigenschaften mittels FFT-Methoden

Leichtbaustrukturen basieren auf heterogenen Werkstoffen wie Matrix-Einschluss-Kompositen, Faserverbundwerkstoffen usw. Für die simulative Auslegung und Berechnung von Bauteilen ist es erforderlich die effektiven Materialeigenschaften dieser Werkstoffe zu kennen. Die Bestimmung dieser Eigenschaften im Rahmen von Homogenisierungsverfahren ist eine numerisch anspruchsvolle Aufgabe bei der repräsentative Volumen Elemente der Mikrostruktur diskretisiert und berechnet werden müssen.

Um die Rechenzeit zu sparen und den Diskretisierungsaufwand effizienter zu gestalten, rücken Methoden basierend auf der schnellen Fouier-Transformation immer mehr in den Fokus aktueller Forschungsvorhaben.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen diese FFT basierten Methoden mit Finite Elemente Rechnungen verglichen werden. Dabei ist insbesondere die RVE-Geometrie zu variieren um diesen Einfluss zu quantifizieren.

Empfohlene Vorkenntnisse: Finite-Elemente-Methode, Grundlegende Programmierkenntnisse, Technische Mechanik I und II

Ansprechpartner: Konrad Schneider

Master-/Studienarbeit: Vergleich verschiedener Randbedingungen und Phasenkontraste bei der Bestimmung effektiver Materialeigenschaften

Leichtbaustrukturen basieren auf heterogenen Werkstoffen wie Matrix-Einschluss-Kompositen, Faserverbundwerkstoffen usw. Für die simulative Auslegung und Berechnung von Bauteilen ist es erforderlich die effektiven Materialeigenschaften dieser Werkstoffe zu kennen. Die Bestimmung dieser Eigenschaften im Rahmen von Homogenisierungsverfahren ist eine numerisch anspruchsvolle Aufgabe bei der repräsentative Volumen Elemente der Mikrostruktur diskretisiert und berechnet werden müssen.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Konvergenz der effektiven Materialeigenschaften haben die Randbedingungen und der Phasenkontrast der Konstitutierenden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Werkstoffsysteme aus Matrixeinschlussgefügen mit extremem Phasenkontrasten (Poren und starre Einschlüsse) unter der Wirkung der bekannten Randbedingungen verglichen werden. Dazu ist der am Institut vorhandene Code von 2D auf 3D zu erweitern.

Empfohlene Vorkenntnisse: Finite-Elemente-Methode, Grundlegende Programmierkenntnisse, Technische Mechanik I und II

Ansprechpartner: Konrad Schneider

Master-/Studienarbeit: Topologieoptimierung einer Raketenkomponente unter thermomechanisch gekoppelter Belastung

In der Raumfahrt gibt es komplexe Strukturen, die sowohl mechanisch belastet werden als auch hohen Temperaturgradienten ausgesetzt sind. Die Topologieoptimierung solcher multiphysikalisch belasteten Bauteile ist jedoch noch Gegenstand der Forschung.
Im Rahmen der studentischen Arbeit sollen eine Topologieoptimierung eines Raketenbauteils unter thermomechanischer Belastung durchgeführt werden. Dabei soll insbesondere der Einfluss auf die Umgebungsstruktur und unterschiedlicher Lastfälle betrachtet werden.

Die Arbeit kann mit einem mehrmonatigen Aufenthalt bei MT Aerospace in Augsburg verbunden werden.

Empfohlene Vorkenntnisse: Finite-Elemente-Methode, Grundlegende Programmierkenntnisse, Vorlesung „Entwurfsoptimierung und probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik"

Ansprechpartner: Benedikt Kriegesmann

Master-/Studien-/Bachelorarbeit: Experimentelle und numerische Validierung Robustheotsoptimierter Strukturen am Beispiel des Druckbogens

Ansprechpartner: Jan Krüger

Master-/Studienarbeit: Optimierung von Crash-Absorber-Elementen

Empfohlene Vorkenntnisse: Finite-Elemente-Methoden, Grundlegende Programmierkenntnisse

Ansprechpartner: Benedikt Kriegesmann/Niklas Reuter/Lennart Scherz

Master-/Studienarbeit: Simulation des Compression After Impact-Verhaltens von Laminaten

Empfohlene Vorkenntnisse: Finite-Elemente-Methoden, Strukturmechanik von Faserverbunden, Grundlegende Programmierkenntnisse

Ansprechpartner: Benedikt Kriegesmann/Konrad Schneider/Justus Karnath