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: Simulation von Gleitlagerverschleiß bei Inbetriebnahme am Modell eines Windenergiegetriebes
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt Windenergie-anlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Zur Senkung der Stromgestehungskosten an modernen Windenergieanlagen (WEA) wird eine Anhebung der Leistungsdichte der Planetengetriebe in WEA angestrebt. Hierzu bietet sich die Verwendung von kompakten, gleitgelagerten Planeten-rädern an. Am CWD wird daher an der Gleitlagerung von Planetenrädern in WEA-Getrieben geforscht. Eine große Herausforderung ist der ausfallsichere Betrieb der Gleitlager. Für die Bewertung des Verschleißverhaltens wurde am CWD eine Methode zur numerischen Verschleißberechnung entwickelt und messtechnisch validiert. Diese Verschleißberechnung soll um eine Methode erweitert werden, mit der Prozeduren für die Inbetriebnahme von Gleitlagern simulativ geplant und plausibilisiert werden können. Hierbei steht die Minimierung des auftretenden Verschleißes bei Inbetriebnahme im Fokus.
Ziel dieser studentischen Arbeit ist daher ein Ansatz zur Minimierung des Gleitlagerverschleißes bei Inbetrieb-nahme von WEA-Getrieben.
Aufgaben:
Voraussetzungen:
Wir bieten:
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Thomas Decker, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
thomas.decker@cwd.rwth-aachen.de
Masterarbeit: Untersuchung von Gleitlagersystemen mit texturierten Wellen
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modell-beschreibungen 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.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Benjamin Klinghart, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
Benjamin.Klinghart@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/Bachelorarbeit: Literaturanalyse: Lasertexturierte Gleitkontakte
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 Projekt-/Bachelorarbeit 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.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Benjamin Klinghart, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
Benjamin.Klinghart@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Identifizierung von verschleißkritischer Mischreibung bei Gleitlagern mit Hilfe von Machine Learning
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 Zustandsüberwachung von Maschinenelementen ist für die fortschreitende Digitalisierung im Maschinenbau von grundlegender Bedeutung. Mithilfe der Zustandsüberwachung können kritische Betriebszustände sowie sich anbahnende Schäden im Idealfall sofort online detektiert werden. Durch eine frühzeitige Erkennung und Differenzierung von sich anbahnenden Schäden können Maschinen bedarfsgerecht gewartet werden, sodass die geplanten Wartungsintervalle verlängert und Kosten eingespart werden können
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Interesse vorhanden, aber noch unentschlossen? Fragen können wir gerne im persönlichen Gespräch besprechen!
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Ahmed Saleh, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
ahmed.saleh@imse.rwth-aachen.de
Project-/Bachelor-/Master Thesis: Parameter study of wiping damages in Journal bearings
The Institute of Machine Elements and Systems Engineering researches the fundamental structural and tribological behavior of machine elements. Validated multi-body simulation models are a cost-effective alternative to experimental tests for investigating the effects of loads that occur on individual components within a powertrain system.
90% of the global trading volume is transported by ships. Within the last years, there has been an increasing number of so called ‘wiping’ damages in the journal bearings of the propeller shafts. The causes of this damage mechanism are barely investigated yet. Hence, a study of the influence parameters of wiping damages in journal bearings needed.
Within the scope of this work, wiping damages shall be reproduced on a small-scale test rig to determine the critical bearings conditions to cause these damages. Herby, the temperature field in the bearing during the wiping process shall be determined and evaluated.
Tasks:
Requirements:
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Markus Gilges, M. Sc. RWTH
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
markus.gilges@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:
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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
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:
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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:
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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
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
Bachelor/Master Thesis: Connecting the Engineering of the Einstein Telescope – Methodologies for modeling, linking and tracing requirements, functions and the physical structure
The Einstein Telescope is a next-gen gravitational wave detector currently under development by the Einstein Telescope Organization. Gravitational waves are displacements in spacetime caused by orbiting and colliding mass objects such as black holes. The detection of these waves poses immense challenges regarding the precision of the instruments for the ETO, making for a complex system and its subsystems. To this end, the MSE is investigating how such complex systems can be developed systematically and consistently using Model-based Systems Engineering (MBSE). By representing the system under development through integrated models instead of static documents, MBSE provides a single data repository for all stakeholders. This way, inconsistencies among the stakeholders are avoided. Current research addresses MBSE methodologies for modeling and linking engineering artifacts such as requirements, system functions and behavior as well as the physical structure, applicable to large and distributed science projects such as ET.
Possible Tasks:
Prerequisites:
We offer:
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Konrad Frischkorn, M. Sc. RWTH
Institute for Machine Elements and Systems Engineering
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
konrad.frischkorn@imse.rwth-aachen.de