Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen erforscht interdisziplinär ein breites Spektrum aktueller, zukünftiger forschungs- sowie industrierelevanter Fragestellungen. Der Bereich Systems Engineering – Design Methodology des MSE befasst sich insbesondere mit Methoden des Model Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.

Im Rahmen des Forschungsprojekts FunkDAF (Funktional determinierte Additive Fertigung) wird der konventionelle FLM-3D-Druckprozess grundlegend neu gedacht. Durch einen schichtlosen funktional determinierten 6-Achs-3D-Druck soll die Bauteil-Performance signifikant gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines modellbasierten Produktentstehungsprozesses von der Bauteilgenerierung über die Pfadplanung bis zur Fertigung können Bauteilfestigkeit und Wirkflächenqualität gegenüber konventionellen FLM-Prozessen optimiert werden.

urch modellbasierte Konstruktion für 6-Achs-3D-Druck können Bauteile funktions- und belastungsoptimiert werden. In FunkDAF wird ein solcher Prozess entwickelt, durch den FLM-Bauteile robuster, materialsparender und funktionsoptimiert hergestellt werden.
Um die Festigkeitsanforderungen an Bauteile mit einer generierten Druckpfadplanung abzusichern, sollen die Pfadplanungsentwürfe im Engineeringprozess virtuell validiert werden. Die Herausforderung ist dabei das anisotrope Materialverhalten der einzelnen Filamentstränge. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methode weiterentwickelt werden, um die Anisotropie der multiaxialen Bauteile in FEM-Modellen abzubilden.

Aufgaben:

• Einarbeitung in die Belastungsanalyse von FLM-Bauteilen
• Entwicklung einer Methode zur FEM-Simulation für multiaxiale 3D-Druck-Bauteile
• Aufbau eines anisotropen FEM-Materialmodells

Voraussetzungen:

• Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
• Interesse an innovativem 3D-Druck und Simulation
• Vorkenntnisse in FEM-Simulation und FLM-3D-Druck von Vorteil, jedoch nicht zwingend erforderlich

Wir bieten:

• Zügige Bearbeitungsmöglichkeit
• Intensive Betreuung
• Spannenden Einblick in ein innovatives Forschungsprojekt

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Wilko Natzel, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
wilko.natzel@imse.rwth-aachen.de

Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.

Diese Arbeit erforscht das transformative Potenzial von KI in der Produktentwicklung durch den Einsatz von Agenten zur natürlichsprachlichen Interaktion mit Systemmodellen. Auf der Grundlage des bestehenden MBSE-Modells werden modernste KI-Techniken implementiert, um einen nahtlosen Zugang zu komplexen Systeminformationen zu ermöglichen und technische Daten intuitiver und besser nutzbar zu machen. Diese Arbeit bietet die Möglichkeit, die Art und Weise, wie Ingenieure und Interessenvertreter mit Systemmodellen interagieren, neu zu definieren.

Im Forschungsprojekt KIMBA entwickeln wir gemeinsam mit führenden Unternehmen der Automobilindustrie innovative Ansätze zur Digitalisierung der Produktentwicklung. Fokus liegt auf der Modellierung und systemweiten Verknüpfung von Anforderungen zur Herstellung durchgängiger Datenflüsse.

Aufgaben:

• Konzepterarbeitung und Entwicklung eines Bewertungsrahmens
• Erforschung verschiedener KI-Architekturen
• Entwurf und Implementierung eines KI-Agenten zur Interaktion mit Systemmodellen über natürlichsprachliche Eingaben
• Bewertung der Ergebnisse
• Schriftliche Dokumentation und Vorstellung in Form einer Abschlusspräsentation und eines Demonstrators

Voraussetzung:

• Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
• Gute Programmierkenntnisse, vorzugsweise in Python
• Erfahrung mit KI/ML-Frameworks (z. B. TensorFlow, PyTorch, Hugging Face, LangChain etc.) von Vorteil
• Je nach Schwerpunkt Kenntnisse über SQL-Datenbanken
• Bereitschaft, sich ein grundlegendes Verständnis von MBSE und SysMLv2 anzueignen

Wir bieten:

• Flexible Gestaltung der Arbeitsschwerpunkte
• Zügige Bearbeitungsmöglichkeit
• Intensive Betreuung
• Sofortiger Beginn oder nach Absprache
• Sehr gutes Arbeitsklima

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Vincent Quast, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
vincent.quast@imse.rwth-aachen.de

Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen. Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) können in der Industrie als Beschleuniger der flächendeckenden Digitalisierung im Maschinenbau dienen. SiME zeichnen sich durch die Positionierung der Messstelle, der Energieversorgung und der Datenaufbereitung direkt in die mechanische Struktur des Maschinenelements aus, sodass sie ohne externe Verkabelung operieren. Die Entwicklung dieser mechatronischen Systeme geht durch ihren interdisziplinären Charakter jedoch mit Herausforderungen in der Produktentwicklung einher.

In dieser Arbeit liegt der Fokus auf der Entwicklung einer Systemmodellierung eines Sensorintegrierenden Gleitlagers (SiGL). Die Grundlage für die Modellierung stellt ein SiGL-Prototyp dar, welcher am MSE entwickelt wurde.

Das Ziel dieser Arbeit ist daher dieses entwickelte mechatronische Produkt vollständig mittels MBSE-Methodik zu modellieren. Das zu entwickelten Modell kann die Grundlage für eine rasche, modelbasierte Produktentwicklung von SiGL bilden, sodass diese teilautomatisiert und maßgeschneidert auf ihrer Zielsystems und unter Berücksichtigung der einhergehenden Anforderungen konzipiert werden können.

Aufgaben:

• Einarbeiten in das Thema modelbasierte Systementwicklung (MBSE) und Zustandsüberwachung von Gleitlagern
• Analyse des Systems unter Berücksichtigung der mechanischen, elektronischen und informationstechnischen Charakteristika
• Funktionale Modellierung des Systems mittels CAMEO SYSTEMS MODELER
• Analyse und Interpretation der Ergebnisse
• Dokumentation der Arbeit

Voraussetzung:

• Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
• Interesse an der modelbasierten Produktentwicklung und interdisziplinären ingenieurswissenschaftlichen Fragestellungen
• Vorkenntnisse in MBSE und MATLAB von Vorteil

Wir bieten:

• Aktuell relevante und zukunftsorientierte Problemstellung
• Flexible Gestaltung der Arbeitsschwerpunkte
• Zügige Bearbeitungsmöglichkeit
• Intensive Betreuung und angenehmes Arbeitsklima
• Sofortiger Beginn oder nach Absprache

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de

 

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.

Schadensbendingte Ausfallzeiten machen einen signifikanten Anteil der Stromgestehungskosten von WEA aus. Hohe Kosten werden vor allem durch den Ausfall von teuren Komponenten sowie durch lange Stillstandszeiten verursacht. Ein Ausfall des Planetenträgerlagers im WEA-Getriebe führt zu einem Getriebewechsel (hohe Kosten + Stillstand) und muss daher unbedingt vermieden werden.

Zudem gewinnen Leichtbaumaßnahmen in WEA an Bedeutung. Dies führt zu dünnwandigeren und elastischeren Getriebegehäusen, die das Auftreten von Ringwandern begünstigen. Ringwandern beschreibt die tangentiale Schlupfbewegung zwischen Lagerring und Passungssitz. Für die simulative Ringwanderberechnung von Lagern in WEA bestehen bisher keine validierten Modelle. Ziel dieser Arbeit ist die Verifizierung der aktuellen Berechnungsergebnisse eines bestehenden Modells anhand von Messdaten eines Systemversuchs.

Aufgaben:

• Ggf. Erfassung von Messdaten (Messkampagne beginnt in 03/25)
• Auswertung der Messdaten
• Simulation der getesteten Betriebspunkte in bestehendem FEM-Modell
• Vergleich von Messdaten und Simulationsergebnissen
• Interpretation der Ergebnisse

Voraussetzung:

• Interesse an praktischem Arbeiten und Simulationen
• Bereitschaft, sich in neue Themen und Problemstellungen einzuarbeiten
• Selbständiges Arbeiten

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Angenehmes Arbeitsklima und intensive Betreuung
• Flexible Arbeitszeiten und Möglichkeit zum Arbeiten im Homeoffice
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit am Institut als wissenschaftliche Hilfskraft
• Sofortiger Beginn möglich oder nach Absprache

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Malte Raddatz, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
malte.raddatz@cwd.rwth-aachen.de

Durch den verstärkten Ausbau der Windenergie führen aktuelle Entwicklungstrends zur Steigerung der Größe und Leistungsdichte von Windenergieanlagen. Hierdurch erhöhen sich die Anforderungen an die eingesetzten Großwälzlager, die beispielsweise als angestellte Kegelrollenlager sogenannte 2TRB Lagerungen als Rotorwellenhauptlager eingesetzt werden.

Im Gegensatz zu Wälzlagern kleinerer Bauart, deren Auslegung primär auf die Laufbahnlebensdauer (DIN 26281) fokussiert ist, sind bei Großwälzlagern weitere Schadensmechanismen für die Auslegung maßgeblich. Neben der klassischen Wälzermüdung muss die Strukturfestigkeit der Lagerringe, der sichere Sitz der aufgeschrumpften Lager auf der Welle sowie die Interaktion von Wälzkörper, Wälzlagerkäfig und Laufbahn hinsichtlich dynamischer Betriebszustände Berück-sichtigung finden.

Die Auslegung von Wälzlagern beginnt mit der Auswahl der auslegungsrelevanten Lastfälle ausgehend von Lastzeit-reihen. Diese Lastzeitreihen liegen in Form zeitlich diskretisierter Lastzeitinformationen vor, welche mehrere Millionen einzelner Belastungszustände abbilden. Da es nicht wirtschaftlich abbildbar ist, die Gesamtheit dieser Belastungszustände in detaillierten FE-Simulationen abzubilden, gilt es, aus der Vielzahl der ursprünglichen Lasten eine reduzierte Anzahl an statischen und / oder dynamischen Lastzuständen je Schadensmechanismus abzuleiten, welche die Auslegung der Lagerkomponente auf Basis der entsprechenden Regelwerke und Grundlagen ermöglicht.

Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, zunächst eine Literaturrecherche in Bezug auf (i) Regelwerke für die Auslegung der Komponenten von Wälzlagerungen in Windenergie wie etwa IEC 61400, DNV-GL Rules etc. und (ii) aktuelle wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Verarbeitung von Lastzeitreihen für die verschiedenen Schadensmechanismen durchzuführen. Im nächsten Schritt erfolgt die Konzipierung, Entwicklung und Umsetzung eines numerischen Modells zur Ableitung der entsprechenden Belastungsdaten. Abschließend soll im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse auf Basis von ausgewählten Projekten herausgearbeitet werden, wie sich Eingabeparameter bzw. modellseitige Randbedingungen auf das Berechnungsergebnis auswirken.

Aufgaben:

• Literaturrecherche zur Auslegung von Wälzlagern in der Windenergie und zur Verarbeitung von Lastzeitreihen für verschiedene Schadensmechanismen
• Softwareseitige Entwicklung eines numerischen Modells (bspw. in MATLAB) zur Ableitung der Belastungsdaten
• Sensitivitätsanalyse zur Bewertung von Eingabeparametern und modellseitigen Randbedingungen

Voraussetzung:

• Selbstständige und eigenverantwortliche Arbeitsweise
• Interesse an Windenergie, Antriebstechnik und Wälzlager

Wir bieten:

• Industrienahe Thematik mit klarer Relevanz sowie die Möglichkeit der Mitgestaltung einer klimaneutralen Zukunft
• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur Promotion im Zuge der Bearbeitung von Forschungsprojekten

 

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Emircan Yazici, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
emircan.yazici@cwd.rwth-aachen.de