Bachelor-/ Masterarbeit: Untersuchung der Reststeifigkeit und -festigkeit eines kurzglasfaserverstärkten Thermoplasts nach einer dynamisch-zyklischen Vorschädigung

Das Ziel ist es den Zusammenhang zwischen mikroskopischer Schädigung und der lokalen Faserorientierung zu untersuchen.

Thema der Arbeit:
Kurzfaserverstärkte Thermoplaste (SFT) werden überwiegend mit dem Spritzgießverfahren verarbeitet, da dieses Verfahren eine wirtschaftliche, hochwertige und automatische Fertigung von Bauteilen ermöglicht. Aufgrund der Strömungsverhältnisse innerhalb der Schmelze entsteht jedoch ein Schichtaufbau mit unterschiedlichen Faserorientierungen über der Wanddicke. Diese lokalen Anisotropien erschweren eine experimentelle Untersuchung der Materialermüdung unter schwingender Belastung, da die Ausrichtung der Fasern einen erheblichen Einfluss auf die vorliegenden Schädigungsmechanismen haben. Aus diesem Grund wurde am IKV ein Spritzgießverfahren entwickelt, welches es ermöglicht Probekörper mit homogen-hochorientierter Faserorientierung herzustellen. Mit einer Abschlussarbeit am IKV hast du die Möglichkeit dir tiefgreifendes Wissen und experimentelle Fertigkeiten anzueignen und damit einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Werkstoffermüdung zu leisten.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Die Ermüdungsmechanismen in kurzfaserverstärkten Kunststoffen sind aktuell noch nicht vollständig ergründet. Aus diesem Grund versagen Bauteile vorzeitig, werden frühzeitig ausgetauscht oder müssen unter hohen Materialeinsatz überdimensioniert, damit die Betriebsfestigkeit gewährleistet werden kann. Als Teil der Arbeitsgruppe trägst du zur Erforschung der Werkstoffermüdung bei und unterstützt somit das IKV, Methoden für die sichere Dimensionierung unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit zu entwickeln.

Zielsetzung:
Das Ziel deiner Arbeit wird es sein, dynamisch-zyklische Versuche an SFT durchzuführen und somit eine Vorschädigung zu induzieren. Die hierbei auftretende mikroskopische Schädigung wird durch geeignete Verfahren optisch sichtbar gemacht und untersucht. Im Rahmen der Auswertung wirst du systematisch den Zusammenhang zwischen dieser Schädigung und der makroskopisch zu prüfenden Restfestigkeit und Reststeifigkeit analysieren. Deine Methodik und die erworbenen Erkenntnisse wirst du in einer Bachelor- oder Masterthesis wissenschaftlich dokumentieren.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellung:

• Einarbeitung in die dynamisch-zyklische Prüfung mit einer Literaturrecherche zum Stand der Technik
• Erstellen einer Versuchsplanung
• Durchführen von dynamisch-zyklischen Prüfungen zur Vorschädigung des Werkstoffes
• Durchführen von Mikro-Computertomographie Untersuchungen zur Ermittlung der Mikroschädigung
• Durchführung von quasistatischen Zugversuchen für die Ermittlung der Reststeifigkeit und Restfestigkeit
• Auswertung der Einflüsse auf die auftretenden Schädigungsbilder

Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellung:

• Einarbeitung in die dynamisch-zyklische Prüfung mit einer Literaturrecherche zum Stand der Technik
• Erstellen einer Versuchsplanung
• Durchführen von dynamisch-zyklischen Prüfungen zur Vorschädigung des Werkstoffes
• Durchführen von Mikro-Computertomographie Untersuchungen zur Ermittlung der Mikroschädigung
• Durchführung von quasistatischen Zugversuchen für die Ermittlung der Reststeifigkeit und Restfestigkeit
• Auswertung der Einflüsse auf die auftretenden Schädigungsbilder
• Zusammenhang zwischen der dynamischen Vorschädigung und der Restfestigkeit bzw. Reststeifigkeit untersuchen und beschreiben

Dein Profil:

• Natur- oder Ingenieurswissenschaftliches Studium
• Eigenständige und qualitätsbewusste Arbeitsweise
• Interesse an einer experimentellen Arbeit und wissenschaftlicher Datenauswertung
• Idealerweise erste Erfahrungen mit der Verarbeitung von Kunststoffen

Diese Ausschreibung hat dein Interesse geweckt? Dann melde Dich gerne bei mir per E-Mail oder Telefon und lass mir deine Bewerbungsunterlagen zukommen.

Dein Ansprechpartner:
Roman Schmohl, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28357
E-Mail: roman.schmohl@ikv.rwth-aachen.de