The Institute of Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behaviour of machine elements and depicts this in experimentally validated model descriptions. These model descriptions are used to analyse and design the functional, loss and noise behaviour of entire technical systems with a focus on drive technology. The models developed are also used to research and develop methods of model-based systems engineering as a central element of future, inductive product development processes.
The Tribology department at MSE researches the tribological behaviour of machine elements. The focus of research is on application-orientated basic research. Key topics include the interactions between the lubricant and the surfaces of the lubricated components, the wear behaviour of machine elements and the changes in lubricants caused by use. Other key topics include condition monitoring and service life prediction of machine elements.
Background:
In a research project, the influence of e-fuels (e.g., methanol) on the efficiency and durability of engine components is being investigated. Various fuel-material-lubricant combinations will be tested. Specifically, fundamental tribometer experiments (pin-on-disc contact with oscillating motion) are planned.
Additionally, the behavior of these combinations will be simulated. For this purpose, the effective properties (lubricant rheology, friction) will be integrated into an existing multibody simulation.
Tasks:
- Literature review: Methanol Tribology and effects on materials
- Experimental Setup and Testing
- Data Collection and Analysis,
- Simulation Work via AVL Excite
- Results Interpretation and Reporting:
Requirements:
- Independence and reliability
- Interest on Tribology and ICEs
- Hands-on mentality
- Good knowledge of English
What we offer:
- Intensive support & mentoring
- Flexible work focus
- Co-authorship in research publication
We look forward to your application by email:
Yelvin Ragimov, M. Sc.
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
yelvin.ragimov@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Sauberes Öl, stabile Windenergie? Erweitere die elektrische Modellierung von Wälzlagern um den Einfluss von Partikeln und Feuchtigkeit im Schmierstoff
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (iMSE) erforscht zusammen mit dem Chair for Wind Power Drives (CWD) 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 Stromentstehungskosten.
Eines der wirtschaftlichen Hauptprobleme bei Windenergieanlagen ist der Ausfall des Getriebes. Ursächlich dafür sind in 76 % aller Fälle Schäden an den verbauten Wälzlagern. Dabei tritt ein Großteil dieser Schädigungen bereits bei 1 – 20 % der errechneten Lagerlebensdauer auf.
Werde Teil der Lösung dieses Problems!
Ein entscheidender Faktor für den vorzeitigen Ausfall von Wälzlagern ist nach heutigem Stand der Technik der Stromdurchgang welcher durch Streuspannungen verursacht wird. In deiner Abschlussarbeit analysierst du bestehende Modellierungsansätze für das elektrische Verhalten von Wälzlagern und erweiterst diese um den Einfluss von Partikeln und Feuchtigkeit im Schmierstoff.
Mit deiner Arbeit legst du somit den Grundstein für weitere experimentelle Untersuchungen und ein erweitertes Verständnis der Lebensdauerabschätzung.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Jörn Christian Harling , M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
joern.harling@imse.rwth-aachen.de
Projekt- / Bachelor- / Masterarbeit: Offene Themenstellung zur Entwicklung eines neuartigen Großlagerprüfstands
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 Simulationsmethoden und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Die Kombination aus Simulation und Prüfstand zeichnet auch das Projekt WEA-RiWa aus, in welchem der Schadensmechanismus Ringwandern untersucht wird. Ringwandern beschreibt eine tangentiale Schlupf-bewegung zwischen einem Lagerring und seinem Passungssitz. Ringwandern verursacht u.a. Verschleiß, Passungs-rost und Wellenversätze, was dazu führen kann, dass das gesamte WEA-Getriebe getauscht werden muss.
Ringwandern wird durch bestimmte Lasten und Deformationen hervor-gerufen, die von einer Vielzahl an Einflussfaktoren abhängen. Daher ist es wichtig, den Schadensmechanismus im Systemverbund zu betrachten. Einflussanalysen der Designparameter und die Modellvalidierung bedingen ein spezielles Prüfstandskonzept mit wissenschaftlichem Neuheitsgrad. Die Entwicklung dieses Prüfstands bietet verschiedene Möglichkeiten für studentische Arbeiten. Neben den bereits ausgeschriebenen Arbeiten besteht die Möglichkeit, zusammen eine neue Aufgabenstellung zu erarbeiten. Komme dafür einfach auf mich zu.
Verschiedene Aufgabenbereiche:
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 / Master Thesis: Unique opportunity: Building a Decision Support System for the Product Development Process using large-language models and simulation models (de/en)
The Institute of Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behavior of machine elements and depicts this in experimentally validated model descriptions. These model descriptions are used to analyze and design the functional, loss and noise behavior of entire technical systems with a focus on drive technology. The developed models are also used to research and develop methods of model-based systems engineering as a central element of future, inductive product development processes.
This work explores the transformative potential of AI in product development. Based on the existing MBSE model, state-of-the-art AI techniques are implemented to enable seamless access to complex system information and make technical data more intuitive and usable. This work provides an opportunity to redefine the way engineers develop complex systems!
In the KIMBA research project, we are working with leading OEMs, Tier1 suppliers and exciting European companies in AI to develop innovative approaches to the digitalization of product development. The goal is to enable large language modes to interact efficiently with simulation models to accelerate the product development process. I am looking for ambitious students to join this journey!
Tasks:
Prerequisite:
We offer:
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Vincent Quast, M. Sc. RWTH
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
vincent.quast@imse.rwth-aachen.de
Masterarbeit: MBSE-Demonstrator für Thermomanagementsysteme auf der 3DEXPERIENCE-Plattform
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 Modelbased Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein bestehender MBSE-Demonstrator eines Thermomanagementsystems für Fahrzeuge auf der 3DEXPERIENCEPlattform der Firma Dassault Systèmes weiter ausgebaut werden. Ziel des Demonstrators ist es, die verschiedenen Features des MBSEAnsatzes „model-test-go“ (motego), wie die virtuelle Verifikation sowie die multidisziplinäre Analyse und Optimierung (MDAO), anschaulich zu erklären. Durch diese Erweiterung des Demonstrators wird angestrebt, eine umfassende und praxisnahe Darstellung der Anwendungsmöglichkeiten von MBSE zu schaffen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Kathrin Boelsen, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
kathrin.boelsen@imse.rwth-aachen.de
Bachelor/Master Thesis: Evaluation of Corrosion Effects on Methanol-Powered Engine Elements
The Institute of Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behaviour of machine elements and depicts this in experimentally validated model descriptions. These model descriptions are used to analyse and design the functional, loss and noise behaviour of entire technical systems with a focus on drive technology. The models developed are also used to research and develop methods of model-based systems engineering as a central element of future, inductive product development processes.
The Tribology department at MSE researches the tribological behaviour of machine elements. The focus of research is on application-orientated basic research. Key topics include the interactions between the lubricant and the surfaces of the lubricated components, the wear behaviour of machine elements and the changes in lubricants caused by use. Other key topics include condition monitoring and service life prediction of machine elements.
Background:
In a research project, the impact of e-fuels (e.g., methanol) on corrosion behavior and the durability of engine components will be investigated. Various fuel-material combinations will be examined. Specifically, basic corrosion tests (e.g., immersion and exposure experiments under controlled laboratory conditions) are planned to assess material resistance to methanol-induced corrosion.
Additionally, the observed corrosion mechanisms and rates will be characterized to support the ongoing simulation activities within the broader project. The results obtained will help determine the suitability and long-term stability of materials used in methanol-powered engine applications.
Tasks:
Requirements:
What we offer:
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Yelvin Ragimov, M. Sc.
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
yelvin.ragimov@imse.rwth-aachen.de
Bachelorarbeit: Konstruktion und Festigkeitsnachweis eines Lagerprüfstands für 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 (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungs-kosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Die Reduktion der schadensbedingten Stillstandzeiten ist eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten. Die längsten Stillstandzeiten resultieren aus Getriebeschäden, die häufig auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ wird das Planetenträgerlager hinsichtlich Schäden aufgrund von Ringwandern untersucht. Ringwandern ist die Relativbewegung eines Wälzlagerrings bezüglich seines Fügepartners (hier Gehäuse) und wird wesentlich durch die Deformation des Lagersitzes beeinflusst.
Um diese Deformationen gezielt zu erzeugen, wird im Rahmen des Projekts ein neuartiger Ringwanderprüfstand entwickelt, welcher auf dem 4 MW Systemprüfstand eingesetzt wird. Der Ringwanderprüfstand besteht aus einem bereits entwickelten generischen Getriebe sowie einer Lasteinheit, welche am Maschinenfundament abgestützt wird.
Ziel der Masterarbeit ist der simulations-gestützte Festigkeitsnachweis nach FKM der entwickelten Komponenten.
Aufgaben:
Voraussetzungen:
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/Master Thesis: Effect of Methanol Fuel on Engine Components
The Institute of Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behaviour of machine elements and depicts this in experimentally validated model descriptions. These model descriptions are used to analyse and design the functional, loss and noise behaviour of entire technical systems with a focus on drive technology. The models developed are also used to research and develop methods of model-based systems engineering as a central element of future, inductive product development processes.
The Tribology department at MSE researches the tribological behaviour of machine elements. The focus of research is on application-orientated basic research. Key topics include the interactions between the lubricant and the surfaces of the lubricated components, the wear behaviour of machine elements and the changes in lubricants caused by use. Other key topics include condition monitoring and service life prediction of machine elements.
Background:
In a research project, the influence of e-fuels (e.g., methanol) on the efficiency and durability of engine components is being investigated. Various fuel-material-lubricant combinations will be tested. Specifically, fundamental tribometer experiments (pin-on-disc contact with oscillating motion) are planned.
Additionally, the behavior of these combinations will be simulated. For this purpose, the effective properties (lubricant rheology, friction) will be integrated into an existing multibody simulation.
Tasks:
Requirements:
What we offer:
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Yelvin Ragimov, M. Sc.
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
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Bachelorarbeit: Simulative Sensitivitätsanalyse der Lagersteifigkeit von Wälzlagerdesigns in Windenergieanlagen mit FEM
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebs-systemen in modernen Multimegawatt-Windenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungs-kosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Die Reduktion der schadensbedingten Stillstandzeiten ist eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten. Die längsten Stillstandzeiten resultieren aus Getriebeschäden, die häufig auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ wird das Planetenträgerlager hinsichtlich Schäden aufgrund von Ringwandern untersucht. Ringwandern ist die Relativbewegung eines Wälzlagerrings bezüglich des Fügepartners (hier Gehäuse) und wird wesentlich durch die Deformation des Lagersitzes beeinflusst. Daher haben die Steifigkeiten der Komponenten einen signifikanten Einfluss auf den Schädigungsmechanismus.
In der Bachelorarbeit soll der Einfluss von Designparametern von Wälzlagern auf die Lagersteifigkeit simulativ quantifiziert werden. Dazu soll ein vorhandenes Finite Elemente Methode (FEM)-Modell eines Planeten-trägerlagers parametriert werden, damit automatisiert eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt werden kann.
Das Ziel der Bachelorarbeit ist der quantifizierte Einfluss der Lagerdesign-parameter auf die Lagersteifigkeit.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Pascal Bußkamp, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
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Projektarbeit: Analyse von Skalierungseffekten auf die Auslegung von Wälzlagern in modernen 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 (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Die Leistungsklassen moderner WEA steigen stetig. Daher werden die Komponenten von WEA-Triebsträngen wie z.B. Wälzlager zunehmend größer.
Aufgrund der nichtlinearen Skalierung der Designparameter sind Erkenntnisse über Lagerschäden wie z.B. Ring-wandern, das im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ am CWD untersucht wird, von kleinen Lagern nicht ohne weiteres auf relevante Größenordnungen (D > 1.000mm) moderner WEA übertragbar.
Aus diesem Grund ist zur Untersuchung von Skalierungseffekten an Wälzlagern eine Einflussanalyse der Lagergröße auf die internen Lagerparameter wie z.B. Ringbreite und -dicke erforderlich. Dazu soll im Rahmen der Projektarbeit ein Benchmarking der Lagerdesigns in Abhängigkeit der Größe erfolgen.
Das Ziel der Projektarbeit ist eine Übersicht der Lagerparameter verschiedener Größen und eine Quantifizierung der Veränderung der Parameterverhältnisse in Abhängigkeit der Lagergröße.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Pascal Bußkamp, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
pascal.busskamp@cwd.rwth-aachen.de
Masterarbeit: Entwicklung eines effizienten FEM-Triebstrangmodells einer Windenergieanlage zur Simulation von Ringwandern
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebs-systemen 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.
Die Reduktion der schadensbedingten Stillstandzeiten ist eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten. Die längsten Stillstandzeiten resultieren aus Getriebeschäden, die häufig auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ wird das Planetenträgerlager hinsichtlich Schäden aufgrund von Ringwandern untersucht. Ringwandern ist die Relativbewegung eines Wälzlagerrings bezüglich seines Fügepartners (hier Gehäuse) und wird wesentlich durch die Deformation des Lagersitzes beeinflusst.
Zur simulativen Untersuchung von Ringwandern mittels Finite Elemente Methode (FEM) wird derzeit ein detailliertes WEA-Triebstrangmodell inklusive Maschinenträger und Turmfuß verwendet, das sehr rechenintensiv ist. Im Rahmen der Masterarbeit wird eine Neuentwicklung des FEM-Modells mittels systematischer Analysen durchgeführt, um nicht signifikante Komponenten zu identifizieren.
Das Ziel der Masterarbeit ist ein neues FEM-Triebstrangmodell der WEA mit reduziertem Rechenaufwand bei vergleichbarer Genauigkeit.
Aufgaben:
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Pascal Bußkamp, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
pascal.busskamp@cwd.rwth-aachen.de