Numerischer Festigkeitsnachweis einsatzgehärteter Bauteile mit einem Monte-Carlo Ansatz

Webseite Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau der RWTH Aachen

Das Projekt
Die Wärmebehandlung des Einsatzhärtens wird häufig zur Erhöhung der lokalen Dauerfestigkeit hochbeanspruchter Stahlbauteile. In den Konstruktionsrichtlinien wird die durch das Einsatzhärten induzierte Festigkeitssteigerung pauschal und mit großer Streubreite angegeben, sodass in der Praxis häufig nur sehr konservativ berechnet wird. Auf Basis einer aktuellen Methodenentwicklung soll im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept zum numerischen Festigkeitsnachweis implementiert und validiert werden, welcher auf Finite-Elemente Simulation und probabilistische Fehlstellenmodelle basiert.

Aufgaben
Nach einer Sichtung der Konzepte zum Festigkeitsnachweis wärmebehandelter Bauteile aus dem wissenschaftlichen aber auch praxisorientierten Blick, soll der Ansatz von J.-A. Meis [1] auf Basis vorhandenen Berechnungsskripte implementiert werden. Die Kombination dieser Berechnungsmethode mit vorhandenen Simulationsmodellen des Einsatzhärtens wird numerisch untersucht. Das Konzept wird validiert, indem die berechnete Dauerfestigkeit für einfache Geometrien des Maschinenbaus wie z. B. gekerbte Proben mit klassischen Festigkeitsnachweisergebnissen verglichen wird. Anschließend kann der Einfluss von Eingabeparametern durch simulative Studien quantifiziert werden und das Konzept für ein praxisnahes Bauteil angewendet werden.

Anforderungen
–       Kenntnisse im Werkstoffkunde, Stähle und Mechanik
–       Interesse für numerische Methoden und Simulation
–       Motivation und Zuverlässigkeit

Wir bieten
Die Möglichkeit, eine umfassende Arbeit auf forschungsrelevante Themen im Bereich Simulationstechnik abzuschließen. Unterstützung von Mitarbeitern und angenehmes Arbeitsklima.

Ansprechpartner
Valerian Iss M.Sc.                                Tel.: +49 241 80 99546
Augustinerbach 4, Raum 208           v.iss@iwm.rwth-aachen.de
52062 Aachen                                       www.iwm.rwth-aachen.de

[1] Meis, J.-A.: Probabilistische Modellierung der Dauerfestigkeit randschichtverfestigter Stähle. Dissertation, RWTH Aachen (2022).

Um sich für diesen Job zu bewerben, sende deine Unterlagen per E-Mail an v.iss@iwm.rwth-aachen.de