Bachelor- / Masterarbeit: Modellierung und Simulation des EHDKontakts laserpolierter Oberflächen in Python

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.

Antriebssysteme werden hinsichtlich ihrer Effizienz optimiert. Ein großer Einflussfaktor ist hierbei die Rauheit, weshalb die funktionalen Oberflächen von Maschinenelementen mittels Superfinishing bearbeiten werden. Um die toxischen Bestandteile im Fertigungsprozess zu reduzieren, wird das alternative, energieeffizientere Verfahren Laserstrahlschmelzen betrachtet. Allerdings sind die Auswirkungen der neuen Oberflächen auf die Performance von Maschinenelementen unbekannt.

Glatte Oberflächen reiben weniger und sparen Energie. Beim Laserpolieren schmilzt ein Laser die Rauheitsspitzen kurz auf und verrundet sie, ganz ohne Materialabtrag. Wie viel Reibung das im geschmierten Kontakt spart, klären Sie in dieser Arbeit: Sie entwickeln unser Simulationsmodell in Python weiter und vergleichen damit geschliffene und laserpolierte Oberflächen. Die Ergebnisse validieren Sie an Messungen vom Tribometer.

Aufgaben:

• Numerische Simulation von Schmierfilm und Festkörperkontakt auf gemessenen 3D-Topographien (Python)
• Erweiterung des Kontaktmodells um das plastische Einebnen der Rauheitsspitzen beim Einlauf
• Vergleich geschliffener und laserpolierter Oberflächen in der Simulation
• Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse

Voraussetzung:

• Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
• Grundkenntnisse in Python
• Interesse an Antriebstechnik und interdisziplinären Fragestellungen

Wir bieten:

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

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Benjamin Klinghart, M.Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung

Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
Benjamin.Klinghart@imse.rwth-aachen.de