The Institute for Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behavior of machine elements and represents this behavior in experimentally validated model descriptions. These models are used to analyze and design the functional, loss, and noise behavior of complete technical systems, with a focus on drive technology. Additionally, the developed models support the research and development of methods in Model-Based Systems Engineering (MBSE) as a key element in future industrial product development processes.
The flow processes in rolling bearings significantly influence friction behavior, lubricant distribution, and ultimately the service life of the components. While CFD simulations can be used for precise analysis, their application in a system context is limited due to high computational costs. The aim of this work is to develop efficient CFD surrogate models that can describe the relevant flow behavior at various levels of abstraction.
To achieve this, systematically simplified models will be developed based on existing numerical and experimental data, which efficiently reproduce the effects of bearing flow on the surrounding system. In addition, methods such as dimensional analysis, reduced-order models (e.g., POD), and AI-based approaches (e.g., regression models or neural networks) will be applied to reliably approximate the input-output behavior of bearing flows.
Tasks:
- Research on surrogate modeling approaches in fluid mechanics
- Systematic reduction of geometry and model complexity (hierarchical surrogate models)
- Application and comparison of methods such as POD, dimensional analysis, or machine learning
- Development and implementation of flow-based surrogate models
- Validation using CFD and experimental data
Requirement:
- Interest in fluid mechanics, modeling, and data-driven methods
- Experience with CFD can be helpful (not required)
- Basic knowledge of Python and machine learning is an advantage
- Independent and structured working style
We offer:
- Flexible design of work focus
- Quick processing possibilities
- Intensive support
- Immediate start or by arrangement
- Very good working atmosphere
We look forward to your application by email:
Amirreza Niazmehr, M. Sc. RWTH
Institute of Machine Elements and System Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
amirreza.niazmehr@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Connecting the Engineering of the Einstein Telescope – Methoden zur Modellierung und Traceability von Anforderungen, Funktionen und der physischen Struktur
Mit dem Einstein-Teleskop ist ein Gravitationswellendetektor der näch-sten Generation aktuell in der Entwicklung. Gravitationswellen sind Verschiebungen in der Raumzeit, die durch kollidierende Massenobjekte wie schwarze Löcher verursacht werden. Der Nachweis dieser Wellen stellt immense Herausforderungen an die Präzision der Instrumente, wodurch sich die Komplexität des Systems stark erhöht. Zu diesem Zweck untersucht das MSE, wie solche komplexen Sys-teme systematisch und konsistent mit Hilfe des Model-based Systems Engineering (MBSE) entwickelt werden können. Indem das zu entwickelnde System durch dynamische Modelle anstelle von statischen Dokumenten ab-gebildet wird, stellt MBSE ein einziges Datenrepository für alle Beteiligten bereit. Auf diese Weise werden Inkon-sistenzen durch unterschiedliche Ent-wicklungsstände vermieden. Die aktuelle Forschung befasst sich mit MBSE-Methoden für die Modellierung und Verknüpfung von technischen Artefak-ten wie Anforderungen, Systemfunktionen und -verhalten sowie der physischen Struktur und berücksichtigt dabei die Eignung für große Wissenschafts-projekte wie das Einstein-Teleskop.
Mögliche Aufgaben:
Voraussetzungen:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Konrad Frischkorn, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
konrad.frischkorn@imse.rwth-aachen.de
Projekt- / Bachelorarbeit: Literaturanalyse: Potenziale von marktverfügbarer Mikroelektronik zur Erstellung autarker IoT-Sensornetzwerke im Maschinenbau
Die Digitalisierung im Maschinenbaunerfordert zunehmend intelligente und über das Internet of Things (IoT)-vernetzte Sensorsysteme zur Zustandsüberwachung und Prozessoptimierung. Konventionelle, kabelgebundene Systeme stoßen jedoch insbesondere bei bewegten oder schwer zugänglichen Bauteilen an ihre Einsatzgrenzen.
Energieeffiziente Mikroelektronik eröffnet in Verbindung mit modernen Energy-Harvesting-Methoden das Potenzial zur Realisierung autarker IoTSensornetzwerke. Diese Sensorpunkte können ohne externe Stromversorgung betrieben werden. Dabei können wiederaufladbare Akkus als Speicher für die geharvestete Energie genutzt werden. Aktuell sind die Anwendungsmöglichkeiten solcher autarken Sensorpunkte jedoch durch die begrenzte Effizienz heutiger Energy-Harvesting-Methoden sowie die geringe Leistungsdichte verfügbarer Akkus eingeschränkt. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher auch zukünftige Entwicklungen hinsichtlich Energieeffizienz und Leistungsdichte entsprechender Technologien recherchiert und bewertet werden.
Ziel ist eine systematische Potenzialanalyse energieeffizienter Mikroelektronik für den Einsatz in autonomen Sensornetzwerken im Maschinenbau.
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:
Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Experimentelle Untersuchung eines innovativen Zustandsüberwachungssystems für Gleitlager in Windenergieanlagen
Die Zustandsüberwachung von Maschinenelementen ist für die fortschreitende Digitalisierung im Maschinenbau von grundlegender Bedeutung. Mithilfe von Zustandsüberwachungssystemen können kritische Betriebszustände sowie sich anbahnende Schäden von Maschinenelementen detektiert werden. Durch eine frühzeitige Schadenserkennung können Maschinen bedarfsgerecht gewartet werden, sodass ihre Betriebssicherheit gewährleistet wird.
In dieser Arbeit liegt der Fokus auf der temperaturfeldbasierten Überwachung von Gleitlagern. Das Spontanversagen von Gleitlagerschäden geht mit rapiden, lokalen Temperaturerhöhungen einher. Um zukünftig anbahnende Schädigung des Lagers verhindern zu können, müssen Alarmgrenzwerte definiert werden, welche an die Anlagensteuerung weitergegeben werden können. Hierzu soll ein bereits gefertigter Prototyp zur Temperaturfeldmessung auf einen Komponentenprüfstand experimentell untersucht werden. Dabei werden Gleitlagerschäden unter Messung des Temperaturfeldes herbeigeführt und basierend auf den erfassten Daten geeignete Alarmgrenzwerte definiert.
Das Konzept kann anschließend als Ausgangspunkt dienen, um in einen nachfolgenden Schritt auf einen Anwendungsfall wie die Gleitlager in der Planetengetriebestufe von Windenergieanlagen übertragen zu werden.
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:
Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de
Bachelor-/Masterthesis:System modeling of a smart, autonomous plain bearing
The Institute of Machine Elements and Systems Engineering researches the fundamental structural and tribological behavior of machine elements. Sensorintegrating machine elements (SiME) can serve as an accelerator for the widespread digitalization in mechanical engineering. SiME are characterized by the positioning of the sensing point, power supply and data processing directly in the mechanical structure of the machine element, meaning that they operate without external cabling. However, the development of these mechatronic systems poses challenges in product development due to their interdisciplinary nature.
In this thesis, the focus is on the development of a system model for a sensor-integrated plain bearing (SiBP). The basis for the modeling is a SiBPprototype, which was developed at MSE.
The aim of this work is to fully model the developed mechatronic product using MBSE methodology. The model to be developed can form the basis for rapid, model-based product development of SiPB, so that these can be designed in a semi-automated and tailored manner based on their target system and considering the associated requirements.
Tasks:
Your Profile:
What we offer:
Interested, but undecided?
We can discuss any questions in a personal conversation!
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Systemmodellierung eines smarten, autonom operierenden Gleitlagers
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen. Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) können in der Industrie als Beschleuniger der flächendeckenden Digitalisierung im Maschinenbau dienen. SiME zeichnen sich durch die Positionierung der Messstelle, der Energieversorgung und der Datenaufbereitung direkt in die mechanische Struktur des Maschinenelements aus, sodass sie ohne externe Verkabelung operieren. Die Entwicklung dieser mechatronischen Systeme geht durch ihren interdisziplinären Charakter jedoch mit Herausforderungen in der Produktentwicklung einher.
In dieser Arbeit liegt der Fokus auf der Entwicklung einer Systemmodellierung eines Sensorintegrierenden Gleitlagers (SiGL). Die Grundlage für die Modellierung stellt ein SiGL-Prototyp dar, welcher am MSE entwickelt wurde.
Das Ziel dieser Arbeit ist daher dieses entwickelte mechatronische Produkt vollständig mittels MBSE-Methodik zu modellieren. Das zu entwickelten Modell kann die Grundlage für eine rasche, modelbasierte Produktentwicklung von SiGL bilden, sodass diese teilautomatisiert und maßgeschneidert auf ihrer Zielsystems und unter Berücksichtigung der einhergehenden Anforderungen konzipiert werden können.
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:
Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Machine Learning (ML) zur echtzeitfähigen, hochaufgelösten Temperaturfeldbestimmung für die Zustandsüberwachung von Gleitlagern
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen. Die Zustandsüberwachung von Maschinenelementen ist für die fortschreitende Digitalisierung im Maschinenbau von grundlegender Bedeutung. Mithilfe von Zustandsüberwachungssystemen können kritische Betriebszustände sowie sich anbahnende Schäden von Maschinenelementen detektiert werden. Durch eine frühzeitige Schadenserkennung können Maschinen bedarfsgerecht gewartet werden.
In der Arbeit liegt der Fokus auf der Überwachung von Gleitlagern. Wichtige Größen zur Abschätzung kritischer Betriebszuständen stellen die Lagertemperatur und Schmierspalthöhe dar. Die Schmierspalthöhe ist dabei indirekt über die Temperaturverteilung der Lauffläche bestimmbar. Jedoch wird die messtechnisch erfassbare Auflösung des Temperaturfeldes durch die Abmaße der Temperatursensoren beschränkt.
Das Ziel ist daher die Entwicklung einer Methodik zur hochaufgelösten Temperaturfeldbestimmung. Hierzu soll zunächst das Temperaturfeld simulativ bestimmt, die relevanten Stützpunkte identifiziert sowie abschließend die Verteilung mathematisch mittels Machine Learning abgebildet werden.
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:
Thao Baszenski, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thao.baszenski@imse.rwth-aachen.de
Bachelor’s / Master’s Thesis: Development of surrogate models for describing oil flow in rolling bearings
The Institute for Machine Elements and System Development researches the fundamental structural and tribological behavior of machine elements and represents this behavior in experimentally validated model descriptions. These models are used to analyze and design the functional, loss, and noise behavior of complete technical systems, with a focus on drive technology. Additionally, the developed models support the research and development of methods in Model-Based Systems Engineering (MBSE) as a key element in future industrial product development processes.
The flow processes in rolling bearings significantly influence friction behavior, lubricant distribution, and ultimately the service life of the components. While CFD simulations can be used for precise analysis, their application in a system context is limited due to high computational costs. The aim of this work is to develop efficient CFD surrogate models that can describe the relevant flow behavior at various levels of abstraction.
To achieve this, systematically simplified models will be developed based on existing numerical and experimental data, which efficiently reproduce the effects of bearing flow on the surrounding system. In addition, methods such as dimensional analysis, reduced-order models (e.g., POD), and AI-based approaches (e.g., regression models or neural networks) will be applied to reliably approximate the input-output behavior of bearing flows.
Tasks:
Requirement:
We offer:
We look forward to your application by email:
Amirreza Niazmehr, M. Sc. RWTH
Institute of Machine Elements and System Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
amirreza.niazmehr@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Entwicklung von Ersatzmodellen zur Beschreibung der Ölströmung in Wälzlagern
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.
Die Strömungsvorgänge in Wälzlagern beeinflussen maßgeblich deren Reibungsverhalten, Schmierstoffverteilung und letztlich auch die Lebensdauer. Während CFD-Simulationen zur präzisen Analyse eingesetzt werden können, ist deren Anwendung im Systemkontext aufgrund des hohen Rechenaufwands nur eingeschränkt praktikabel. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung effizienter CFD-Ersatzmodelle, die das relevante Strömungsverhalten auf verschiedenen Abstraktionsniveaus beschreiben.
Dazu werden auf Basis bereits vorhandener numerischer und experimenteller Daten systematisch vereinfachte Modelle entwickelt, welche die Wirkung der Lagerströmung auf die Systemumgebung effizient wiedergeben. Ergänzend sollen Methoden der Dimensionsanalyse, Reduced-Order-Modelle (z. B. POD) und KI-gestützte Ansätze (z. B. Regressionsmodelle oder neuronale Netze) eingesetzt werden, um das Input-Output-Verhalten der Lagerströmung zuverlässig zu approximieren.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Amirreza Niazmehr, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
amirreza.niazmehr@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Experimentelle Validierung von simulativ bestimmten Anschmierkennwerten von Zylinderrollenlagern
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.
Bei unzureichender Belastung im Wälzlager tritt Schlupf auf: Die Wälzkörper verlieren das reine Abrollverhalten und Gleiten relativ zu den Laufringen. Infolge dieses Gleitens versagt der elastohydrodynamische Schmierfilm (EHD-Film), sodass direkter Metall-auf-Metall-Kontakt zwischen Wälzkörper und Innen- bzw. Außenring entsteht. Wenn ein bereits gleitender Wälzkörper in der Lastzone wieder auf die Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt wird, überträgt er eine erhöhte kinetische Energie auf die Ringoberflächen. Dieser lokale Energieeintrag kann zu Oberflächendefekten wie Anschmieren durch plastische Verformung oder zu einer unerwünschten Neuhärtung führen.
Um solche tribologischen Grenzzustände zu vermeiden, werden in der Fachliteratur verschiedene Kennwerte herangezogen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Thomas Petrzik, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thomas.petrzik@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierte Untersuchung hydraulischer Verluste in Pendelrollenlagern
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.
Hydraulische Verluste, die durch Verdrängung und Scherung des Schmierstoffs auf die Bauteile eines Wälzlagers wirken, haben einen Signifikaten aber noch nicht hinreichend genau erforschten Einfluss auf die Kinematik. Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein Computational Fluid Dynamic (CFD) Modell eines Pendelrollenlagers aufgebaut werden und anschließend die Einflüsse verschiedener Betriebsbedingungen sowie verschiedener Simulationsansätze untersucht werden. Fokus liegt auf der Auswertung der Interaktion zwischen Fluid und den individuellen Bauteilen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Thomas Petrzik, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thomas.petrzik@imse.rwth-aachen.de