Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen erforscht interdisziplinär ein breites Spektrum aktueller, zukünftiger forschungs- sowie industrierelevanter Fragestellungen. Der Bereich Systems Engineering Design Methodology des MSE befasst sich insbesondere mit Methoden des Model Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Im Rahmen des Forschungsprojekts FunkDAF (Funktional determinierte Additive Fertigung) wird der konventionelle FLM 3D Druckp rozess grundlegend neu gedacht. Durch einen schichtlosen funktional determinierten 6 Achs 3D Druck sol l die Bauteil Performance signifikant gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines modellbasierten Produktentstehungsprozess es von der Bauteilgenerierung über die Pfad planung bis zur Fertigung können Bauteilfestigkeit und Wirkflächenqualität gegenüber ko nventionellen FLM Prozess en optimiert werden.
Durch Generative Engineering für 6-Achs-3D-Druck können Bauteile funktions und belastungsoptim i ert werden. In FunkDAF wird ein solcher Prozess entwickelt durch den FLM Bauteile robuster , materialsparender und funktionsoptimiert hergestellt werden.
Um die Festigkeitsanforderungen an Bauteile mit einer generierten Druckpfadplanung abzusichern, sollen Pfadplanungsentwürfe im Engineeringprozess virtuell validiert werden. Die Herausforderung ist dabei das anisotrope Materialverhalten der einzelnen Filamentstränge. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methode entwickelt werden, um die Anisotropie der multiaxialen Bauteile in FEM Modellen abzubilden.
Aufgaben:
- Einarbeitung in die Belastungsanalyse von FLM Bauteilen
- Entwicklung einer Methode zur FEM Simulation für multiaxiale 3D-Druck-Bauteile
- Aufbau eines anisotropen Materialmodells
- Ausrichtung der lokalen Materialeigenschaften anhand der Pfadplanung
- Verknüpfen des Bauteils mit den lokalen anisotropen Eigenschaften
Voraussetzungen:
- Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
- Interesse an innovativem 3D Druck und Simulation
- Vorkenntnisse in FEM Simulation und FLM 3D Druck von Vorteil, jedoch nicht zwingend erforderlich
Wir bieten:
- Zügige Bearbeitungsmög lichkeit
- Intensive Betreuung
- Spannenden Einblick in ein innovatives Forschungsprojekt
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Wilko Natzel, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
wilko.natzel@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Experimentelle Untersuchung verschleißkritischer Betriebsbedingungen von Planetengleitlagern auf einem Dreiwellenprüfstand
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
Bachelor- / Masterarbeit: Zustandsüberwachung von Gleitlagern basierend auf Ultraschallwellen im Schmierspalt
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Windenergieanlagen (WEA). 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 Stromgestehungskosten an modernen WEA wird eine Anhebung der Leistungsdichte der Planetengetriebe in WEA angestrebt. Hierzu bietet sich die Verwendung von kompakten, gleitgelagerten Planetenrädern im Getriebe an.
Am CWD wird daher an Planetengleitlagern 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 Zustandsüberwachung für Gleitlager geforscht, die auf akustischen Oberflächenwellen basiert. Diese Methode ist besonders robust gegen Störgeräusche, da sie auf aktiv in das Lager eingebrachten Schallimpulsen basiert. Die Güte der Messung hängt hierbei stark von der Art der Anregung ab.
Gegenstand dieser studentischen Arbeit ist daher die Identifikation der für die Zustandsüberwachung am besten geeigneten Kombination von Schallwandler Position und Anregeform. Die Untersuchung erfolgt simulativ und experimentell.
Aufgaben:
Voraussetzungen:
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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
Bachelor- / Masterarbeit: FEM-Analyse von Lasten einer Gezeitenströmungsanlage zur Ableitung eines virtuellen Sensors für die Bestimmung von Rotoreingangslasten mithilfe neuronaler Netze
Der Chair for Wind Power Drives er-forscht 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.
Gezeitenturbinen weisen große Ähnlichkeiten mit Windenergieanlagen auf. Erkenntnisse aus der Forschung sind daher übertragbar, weshalb der Chair for Wind Power Drives auch an mehreren Forschungsprojekten im Bereich der Gezeitenströmungsturbinen beteiligt war und ist. Der Schwerpunkt lag bisher auf der Entwicklung und Erprobung des Antriebsstrangs, was zu einer hohen Fachkompetenz und hervorragenden Prüfinfrastruktur für Gezeitenturbinen führte. Prüfstände am CWD ermöglichen das Testen von Gezeitenturbinen im Systemverbund unter den hohen mehrachsigen Belastungen auf den Triebstrang.
Im Rahmen der Abschlussarbeit werden die Lasten an der Gezeitenturbine und deren Tragstruktur mit einem FEM-Modell untersucht. Aus den Ergebnissen der Lastrechnung wird ein virtueller Sensor mithilfe neuronaler Netze entwickelt, der aus Sensordaten die Rotoreingangslasten bestimmen kann.
Aufgaben:
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Urs Zweiffel, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
urs.zweiffel@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: FEM-Simulation von strukturoptimierten 6-Achs-3D-Druck Bauteilen
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen erforscht interdisziplinär ein breites Spektrum aktueller, zukünftiger forschungs- sowie industrierelevanter Fragestellungen. Der Bereich Systems Engineering Design Methodology des MSE befasst sich insbesondere mit Methoden des Model Based Systems Engineering (MBSE) als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Im Rahmen des Forschungsprojekts FunkDAF (Funktional determinierte Additive Fertigung) wird der konventionelle FLM 3D Druckp rozess grundlegend neu gedacht. Durch einen schichtlosen funktional determinierten 6 Achs 3D Druck sol l die Bauteil Performance signifikant gesteigert werden. Durch die Entwicklung eines modellbasierten Produktentstehungsprozess es von der Bauteilgenerierung über die Pfad planung bis zur Fertigung können Bauteilfestigkeit und Wirkflächenqualität gegenüber ko nventionellen FLM Prozess en optimiert werden.
Durch Generative Engineering für 6-Achs-3D-Druck können Bauteile funktions und belastungsoptim i ert werden. In FunkDAF wird ein solcher Prozess entwickelt durch den FLM Bauteile robuster , materialsparender und funktionsoptimiert hergestellt werden.
Um die Festigkeitsanforderungen an Bauteile mit einer generierten Druckpfadplanung abzusichern, sollen Pfadplanungsentwürfe im Engineeringprozess virtuell validiert werden. Die Herausforderung ist dabei das anisotrope Materialverhalten der einzelnen Filamentstränge. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methode entwickelt werden, um die Anisotropie der multiaxialen Bauteile in FEM Modellen abzubilden.
Aufgaben:
Voraussetzungen:
Wir bieten:
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Wilko Natzel, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
wilko.natzel@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/Bachelorarbeit: Ermittlung der bestehenden Forschungskonzepte zur Untersuchung von Wälzlager-Ringwandern
Der Chair for Wind Power Drives (CWD) 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 am CWD Software Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Mit zunehmender Anlagenleistung und -größe tritt im Planetenträgerlager vermehrt das sogenannte Ringwandern auf. Dabei kommt es zu einer schädigenden Relativbewegung zwischen dem Lagerring und seinem Passungssitz. Daraus resultieren Lagerausfälle und kostenintensive Instandsetzungsarbeiten. Daher bietet die Erforschung des Ringwanderns das Potential, Anlagenstillstandzeiten infolge von Getriebeschäden zu reduzieren und somit die Stromgestehungskosten zu senken.
Das Ziel der Arbeit ist die Ermittlung und Bewertung von bestehenden expe-rimentellen und simulativen For-schungskonzepten. Die Bewertung beruht dabei auf einer strukturierten Aufarbeitung der Einflussgrößen auf das Wanderverhalten. Dadurch kann ein Grundstein für die Entwicklung einer Auslegungsmethodik von Planeten-trägern in WEA gelegt werden, was die Ableitung von Designanpassungen zur Verhinderung von Ringwandern in der Entwicklung von WEA ermöglicht.
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- / Masterarbeit: Experimentelle Ermittlung von Lagerströmen in WEA-Getriebe am 4MW Systemprüfstand
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.
Wälzlagerschäden reduzieren die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen besonders schwer. Daher drängt die Industrie auf die Erforschung von Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit von Lagern speziell für die Anwendung in der Windbranche zu verbessern. Das CWD arbeitet hierzu mit zahlreichen Komponenten und Anlagenherstellern zusammen Die bisherigen Untersuchungen beschränken sich meist auf die mechanische Belastung. Zukünftig sollen ebenso elektrische Belastungen berücksichtigt werden. Hierzu müssen die Simulationsmodelle angepasst werden. Zudem müssen Schnittstellen zwischen den gängigen Simulationswerkzeugen für die mechanische Simulation in der MKS zu den elektrischen Detailmodellen geschaffen werden.
In dieser Abschlussarbeit werden Lagerströme im Getriebe einer WEA experimentell am 4MW Prüfstand ermittelt. Anschließend werden die Kontakt-bedingungen im MKS modelliert. Die Lagerströme werden abschließend auf Kritikalität bewertet.
Aufgaben:
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Maximilian Zweiffel, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
maximilian.zweiffel@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Simulative Ermittlung von kritischen Betriebspunkten zur Ableitung von Qualifizierungstests gegen Stromdurchgänge für Getriebe-Wälzlagern
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.
Wälzlagerschäden reduzieren die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen besonders schwer. Daher drängt die Industrie auf die Erforschung von Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit von Lagern speziell für die Anwendung in der Windbranche zu verbessern. Das CWD arbeitet hierzu mit zahlreichen Komponenten und Anlagenherstellern zusammen Die bisherigen Untersuchungen beschränken sich meist auf die mechanische Belastung. Zukünftig sollen ebenso elektrische Belastungen berücksichtigt werden. Hierzu müssen die Simulationsmodelle angepasst werden. Zudem müssen Schnittstellen zwischen den gängigen Simulationswerkzeugen für die mechanische Simulation in der MKS zu den elektrischen Detailmodellen geschaffen werden.
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit werden Lagerstromsimulationen mit durchgeführt. Anschließend werden kritische Betriebspunkte mit hohen elektrischen und mechanischen Belastungen identifiziert. Abschließend wird ein Qualifizierungstest abgeleitet.
Aufgaben:
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Maximilian Zweiffel, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
maximilian.zweiffel@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Simulative Untersuchung von Einflussfaktoren für Stromdurchgängen in WEA- Getriebe-Wälzlagern (MKS Co-Simulation)
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.
Wälzlagerschäden reduzieren die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen besonders schwer. Daher drängt die Industrie auf die Erforschung von Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit von Lagern speziell für die Anwendung in der Windbranche zu verbessern. Das CWD arbeitet hierzu mit zahlreichen Komponenten und Anlagenherstellern zusammen Die bisherigen Untersuchungen beschränken sich meist auf die mechanische Belastung. Zukünftig sollen ebenso elektrische Belastungen berücksichtigt werden. Hierzu müssen die Simulationsmodelle angepasst werden. Zudem müssen Schnittstellen zwischen den gängigen Simulationswerkzeugen für die mechanische Simulation in der MKS zu den elektrischen Detailmodellen geschaffen werden.
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit werden Lagerstromsimulationen mit durchgeführt. Anschließend werden kritische Betriebspunkte mit hohen elektrischen und mechanischen Belastungen identifiziert. Abschließend wird ein Qualifizierungstest abgeleitet.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Maximilian Zweiffel, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
maximilian.zweiffel@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Validierung und Loop-Back Optimierung von Lagerstrommodellen (MKS Co-Simulation) am Komponentenprüfstand für WEA Getriebelager
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-Entwicklungswerkeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Wälzlagerschäden reduzieren die Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen besonders schwer. Daher drängt die Industrie auf die Erforschung von Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit von Lagern speziell für die Anwendung in der Windbranche zu verbessern. Das CWD arbeitet hierzu mit zahlreichen Komponenten und Anlagenherstellern zusammen Die bisherigen Untersuchungen beschränken sich meist auf die mechanische Belastung. Zukünftig sollen ebenso elektrische Belastungen berücksichtigt werden. Hierzu müssen die Simulationsmodelle angepasst werden. Zudem müssen Schnittstellen zwischen den gängigen Simulationswerkzeugen für die mechanische Simulation in der MKS zu den elektrischen Detailmodellen geschaffen werden.
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit werden Lagerstromsimulationen mit durchgeführt. Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit Messungen vom Prüfstand verglichen und die Modellparameter optimiert sowie kritische Parameter identifiziert.
Aufgaben:
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Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Maximilian Zweiffel, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
maximilian.zweiffel@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Anwendung des NASA Systems Engineering Prozesses auf die Entwicklung des Einstein-Teleskops
Aufgabenstellung:
Zur Detektion von Gravitationswellen wird derzeit am Bau eines großen Untergrunddetektors gearbeitet. Das sogenannte Einstein-Teleskop soll die Erforschung von Schwarzen Löchern und Neutronensternen ermöglichen.
Aufgrund der Größe des Teleskops (10x10km) und der erforderlichen Genauigkeit ist eine extrem präzise Abstimmung aller erforderlichen Subsysteme erforderlich.
Dazu erforscht das MSE die Anwendung des erprobten NASA Systems Engineering Prozesses in der Entwicklung des Einstein-Teleskops.
Dabei sollen die extrem hohen Anforderungen, die an die Komponenten des Teleskops gestellt werden mit modernsten Modellierungsmethoden über einen digitalen Zwilling abgesichert werden.
Aufgaben:
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Frederik Moers, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
frederik.moers@imse.rwth-aachen.de