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.
Im Rahmen des DFG-Projekts zur tribologischen Analyse texturierter Gleitlagersysteme wird eine Masterarbeit ausgeschrieben. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Reduzierung von Reibung und Verschleiß in Gleitlagersystemen, wie sie beispielsweise in Windenergieanlagen und Verbrennungsmotoren verwendet werden. Besonderes Augenmerk liegt auf der Oberflächentexturierung, die zur ressourceneffizienten Gestaltung von Maschinen und Anlagen beitragen kann. Bisherige numerische Berechnungsmodelle berücksichtigen jedoch nur Oberflächenrauheiten und führen bei zusätzlicher Texturierung zu Modellierungsfehlern.
Im Rahmen der Masterarbeit wird eine deterministische Methode entwickelt, die auf Finite-Elemente-Analyse basiert und zur Modellierung des elastisch-plastischen Kontaktdrucks zwischen einer Welle und einem Gleitlager dient. Das Ziel dieser Arbeit ist die Anwendung dieser Methode auf Lagersysteme, insbesondere solche mit texturierten Wellenoberflächen.
Aufgaben:
- Einarbeiten in den Stand der Technik zur Antriebstechnik, zu Gleitlagern und zum Festkörperkontaktdruck
- Aufbau eines Simulationsmodells
- Durchführung von Simulationen, sowie Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse
Voraussetzung:
- Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
- Interesse an Antriebstechnik und interdisziplinären Fragestellungen
- Vorkenntnisse in Abaqus, AVL Excite oder FEM von Vorteil, jedoch nicht zwingend erforderlich
Wir bieten:
- Aktuell relevante und zukunftsorientierte Problemstellung
- Flexible Gestaltung der Arbeitsschwerpunkte
- Intensive Betreuung
- Zügige Bearbeitungsmöglichkeit und angenehmes Arbeitsklima
- Sofortiger Beginn oder nach Absprache
Interesse vorhanden, aber noch unentschlossen?
Fragen können wir gerne im persönlichen Gespräch besprechen!
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
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Entwicklung einer simulativen Methode zur Bestimmung von tribologischen Belastungen in hochbelasteten Getrieben
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Der Bereich der Tribologie erforscht dabei die Wechselwirkungen zwischen den beanspruchten Oberflächen von Maschinenelementen und Schmierstoffen.
Im Rahmen eines topaktuellen Forschungsvorhabens sollen neuartige Schmierstoffe entwickelt werden. Die Schwerpunkte liegen auf der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der ökotoxikologischen Unbedenklichkeit der Schmierstoffe. Gleichzeitig muss dieser Schmierstoff die gleichen technischen Anforderungen erfüllen wie die mineralölbasierten Schmierstoffe. Zur gezielten Bewertung des Verschleißschutzvermögens ist die Kenntnis über die Bildung der additivbedingten Grenzschichten von großem Interesse. Die treibenden Faktoren für die Bildung dieser tribologischen Grenzschichten sind die tribologischen Belastungen (kinematisch, mechanisch). Eine Bestimmung dieser tribologischen Belastungen kann über geeignete Simulationsmodelle erfolgen. Ziel dieser Arbeit ist daher, die simulative Bestimmung der tribologischen Belastungen für hochbelastete Kontakte.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Marius Bürger, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
marius.buerger@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Ringwanderdetektion mit akustischen Messmethoden
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.
Eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten stellt die Reduktion von schadensbedingten Stillstandzeiten dar. Das rotorseitige Wälzlager des Planetenträgers neigt zu vorzeitigen Ausfällen. Eine Schadensursache stellt das sogenannte Ringwandern dar, bei dem eine schlupfartige Relativbewegung des Außenrings zum Gehäuse auftritt. Um Ringwandern der Planetenträgerlager gezielt verhindern zu können, ist eine Untersuchung des Wandermechanismus unerlässlich.
Aktuelle Messmethoden sind unzureichend zur Bewertung der Kritikalität von Ringwandern hinsichtlich Lagerschäden. Eine Möglichkeit, diese Lücke zu schließen, können akustische Messmethoden (z.B. AE) bieten, da sie tribologische Prozesse auf mikroskopischer Ebene erfassen können. Ziel der Abschlussarbeit ist die Detektion des Ringwanderns und die Ermittlung geeigneter messtechnischer Zielgrößen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Malte Raddatz, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
malte.raddatz@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Digitales Zwillings-Framework für das Stevenrohrsystem der SA Agulhas II
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 ganzheitlicher 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.
Durch den Klimawandel entstehen in den letzten Jahren neue Schifffahrts-routen in den Polarregionen. Dies führt zu hohen Impulsbelastungen für Propeller und Stevenrohrwellenlager, so dass die Überwachung für Schiffe in extremer Umwelt wie eisbedeckten Gewässern entscheidend ist. Ein digitaler Zwilling bietet eine vielversprechende Lösung, indem er betriebliche Entscheidungen unterstützt und die voraus-schauende Wartung von Antriebssystemen ermöglicht.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines digitalen Zwillingssystems für die intelligente Überwachung, Wartung und Lebensdauervorhersage des Steven-rohrsystems auf der SA Agulhas II, einem südafrikanischen Polarforschungsschiff und Eisbrecher.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Ahmed Saleh, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
ahmed.saleh@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Projektarbeit: Optimierung des Echtzeit-Simulationsmodells für Gleitlager – Hyperparameter-Tuning und Datenverarbeitung
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 ganzheitlicher 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.
In den letzten Jahren hat die Integration von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) in der Tribologie das Verständnis, die Vorhersage und die Kontrolle von Reibungs-, Schmierungs- und Verschleißphänomenen revolutioniert. Diese Integration eröffnet Möglichkeiten für eine genauere Modellierung, effiziente Optimierung und verbesserte Kontrolle dieser Prozesse. Dadurch bietet sich die Anwendung von ML-Ansätzen als Lösung für die sehr zeitaufwändigen konventionellen numerischen Simulationen zur Berechnung von Gleitlagern an und ermöglicht deren Eignung für Echtzeitanwendungen. Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung des ML-Modells für die Echtzeit-Gleitlagersimulation durch Abstimmung der Hyperparameter und der Datenverarbeitung.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Ahmed Saleh, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
ahmed.saleh@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Echtzeitmodell für Stevenrohr-Gleitlager unter Verwendung eines analytischen Ansatzes
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 ganzheitlicher 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.
Durch den Klimawandel entstehen in den letzten Jahren neue Schifffahrtsrouten in den Polarregionen. Dies führt zu hohen Impulsbelastungen für Propeller und Stevenrohrwellenlager, so dass die Überwachung für Schiffe in extremer Umwelt wie eisbedeckten Gewässern entscheidend ist. Ein digitaler Zwilling bietet eine vielversprechende Lösung, indem er betriebliche Entscheidungen unterstützt und die voraus-schauende Wartung von Antriebssystemen ermöglicht.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Echtzeitmodells für Stevenrohr-Gleitlager mit Hilfe eines analytischen Ansatzes, der auf der vorhandenen Literatur basiert, mit dem Ziel, dieses in einen digitalen Zwilling zu integrieren.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Ahmed Saleh, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
ahmed.saleh@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Experimentelle Erprobung einer auf Ultraschallwellen basierenden Zustandsüberwachung für Planetengleitlager in Windenergieanlagen
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 sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Zur Senkung der Strom-gestehungskosten an modernen Wind-energieanlagen (WEA) wird eine Anhebung der Leistungsdichte der Planetengetriebe in WEA angestrebt. Hierzu bietet sich die Verwendung von kompakten, gleitgelagerten Planeten-rädern in der ersten Planetenstufe an. Am CWD wird daher an der Gleitlagerung von Planetenrädern in WEA-Getrieben geforscht. Eine große Herausforderung ist der ausfallsichere Betrieb der Gleitlager. Eine Zustandsüberwachung ist hierfür von immenser Bedeutung. Im Forschungsprojekt „Journal Bearings for Wind Turbines“ wird an einer neuartigen Zustandsüberwachungsmethode für Gleitlager geforscht, die auf Ultraschallmessung basiert.
Ziel dieser studentischen Arbeit ist die Applikation und der Test dieser neuen Technologie an einem Prüfgetriebe für Planetengleitlager sowie die Auswertung und Interpretation der Messdaten. Bei der Auswertung der Daten sollen Methoden des Machine Learning zur Anwendung kommen.
Aufgaben:
Voraussetzungen:
Wir bieten:
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Thomas Decker, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
thomas.decker@cwd.rwth-aachen.de
Masterarbeit: Finiten Elemente Simulation zur elastisch-plastischen Modellierung des Festkörperkontaktdrucks
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.
Im Rahmen des DFG-Projekts zur tribologischen Analyse texturierter Gleitlagersysteme wird eine Masterarbeit ausgeschrieben. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Reduzierung von Reibung und Verschleiß in Gleitlagersystemen, wie sie beispielsweise in Windenergieanlagen und Verbrennungsmotoren verwendet werden. Besonderes Augenmerk liegt auf der Oberflächentexturierung, die zur ressourceneffizienten Gestaltung von Maschinen und Anlagen beitragen kann. Bisherige numerische Berechnungsmodelle berücksichtigen jedoch nur Oberflächenrauheiten und führen bei zusätzlicher Texturierung zu Modellierungsfehlern.
Im Rahmen der Masterarbeit wird eine deterministische Methode entwickelt, die auf Finite-Elemente-Analyse basiert und zur Modellierung des elastisch-plastischen Kontaktdrucks zwischen einer Welle und einem Gleitlager dient. Das Ziel dieser Arbeit ist die Anwendung dieser Methode auf Lagersysteme, insbesondere solche mit texturierten Wellenoberflächen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Interesse vorhanden, aber noch unentschlossen?
Fragen können wir gerne im persönlichen Gespräch besprechen!
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
Masterarbeit in Kooperation mit Renk: Konzeptionierung eines Prüfstands zum Testen von Planetenradgleitlagern in Windenergiegetrieben
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windkraftanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Im Rahmen der Forschungsaktivitäten am CWD wollen wir den zuverlässigen Einsatz von Gleitlagern in modernen und innovativen Getrieben von Windenergieanlagen realisieren. Die Lagerung der Planetenräder durch Gleitlager wird zum neuen Standard in der Windindustrie. Der Wechsel von Wälzlagern zu Gleitlagern birgt den Vorteil einer höheren Leistungsdichte, womit die Effizienz von Windenergieanlagen weiter gesteigert werden kann. Die Etablierung der neuen Generation von Antriebssystemen in Windenergieanlagen wird durch die Industrie bereits stark vorangetrieben, birgt allerdings bislang die Herausforderung der Komponentenzuverlässigkeit. Dieser Problematik versuchen wir durch Versuche an weltweit einzigartigen Prüfständen entgegenzuwirken. Ziel dieser Arbeit ist die Konzeptionierung eines solchen Prüfstands.
Um die neue Generation der Windenergieanlagen zuverlässiger und auf diese Weise wirtschaftlicher zu machen, müssen die Ausfallmechanismen der Antriebsstrang-komponenten verstanden werden. Mit dieser Arbeit wollen wir einen Prüfstand entwickeln, mit welchem wir gezielt Planentenradgleitlager in den Windenergie-getrieben hinsichtlich verschiedener Schädigungsmechanismen bei realen Lasten und realen Skalenverhältnissen untersuchen können. Die Masterarbeit erfolgt in Kooperation mit Renk Test Systems in Augsburg.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Benjamin Lehmann, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
benjamin.lehmann@imse.rwth-aachen.de
Masterarbeit: Automatisierte Ableitung von Simulationsergebnissen für Hardware-in-the-Loop Tests aus einer MKS-Umgebung
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschr eibungen 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 Methode n des Model Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Im Rahmen dieser Arbeit soll das Testing von elektromechanischen Antriebssträngen unter Einbezug von Systemmodellen untersucht werden. D azu soll eine bestehende Methodik zur Erzeugung von MKS Modellen auf Basis von Systemmodellen erweitert werden. Das MKS Modell dient zur Simulation der Kinematik sowie Lasten der einzelnen Systemkomponenten. Darauf aufbauend soll eine Methodik erforscht werden, die die Ableitung von notwendigen Kennfeldern für einen Prüfstandstest erlaubt.
Aufgaben
Voraussetzung:
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Manuel Mennicken, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
manuel.mennicken@imse.rwth-aachen.de
Master- / Bachelorarbeit: Für mehr Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung: Automatisierte Durchführung einer LCA für das Getriebe im Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht und entwickelt Methoden des Model-Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse (PEP). Innerhalb des Exzellenzclusters Internet of Production erforscht das MSE innovative Ansätze für den agilen Entwicklungsprozess von morgen. Nachhaltigkeit spielt in der Produktentwicklung eine immer größere Rolle. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei die frühzeitige Bewertung des Produktes während des Entwicklungsprozesses.
Im Rahmen dieser Arbeit soll am Beispiel eines Antriebsstrangs für E-Fahrzeuge untersucht werden, wie die Durchführung einer Ökobilanz (engl. Life Cycle Assessment – LCA) durch die Anwendung von MBSE erleichtert werden kann. Die Schwerpunkte können ja nach Interesse unterschiedlich gelegt werden. Mögliche Schwerpunkte der Arbeit sind die Lebenszyklusmodellierung im Systemmodell, die Integration konkreter Modelle zur Nachhaltigkeitsbewertung einzelner Komponenten oder die Automatisierbarkeit der Durchführung von LCAs.
Die folgende Beschreibung stellt nur eine Orientierung dar. Arbeitsschwerpunkte können entsprechend der eigenen Interessen und Vorkenntnisse flexibel abgestimmt werden.
Geplante Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Maximilian Lindemann, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
maximilian.lindemann@imse.rwth-aachen.de