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.
Der Bereich Tribologie des MSE untersucht tribologische Kontakte in Hochleistungsantrieben von Nutzfahrzeugen und Arbeitsmaschinen. Mit dem Trend zur Dekarbonisierung werden vermehrt Wasserstoff- und batterieelektrische Antriebe entwickelt, deren tribologischen Eigenschaften gezielt erforscht werden müssen.
Für diese Forschung entsteht das Hydrogen Drive Testing & Optimization Center (HDTC) mit speziellen Tribometern zur Untersuchung von Kontakten unter Wasserstoffatmosphäre und Stromdurchgang.
Diese Arbeit widmet sich einer umfassenden Literaturrecherche zu tribologischen Prüfmethoden in Wasserstoffumgebungen. Ziel der Arbeit ist es, aktuelle Forschung zu Tribometer-Designs für Tests unter Wasserstoffexposition und elektrischem Stromfluss zu sammeln, zu analysieren und kritisch zu bewerten. Die Ergebnisse werden direkt die Entwicklung und Spezifikation spezialisierter Tribometer für das Hydrogen-Drive Testing & Optimization Center (HDTC) unterstützen.
Aufgaben:
- Systematische Sammlung und Analyse wissenschaftlicher Literatur zur Wasserstofftribologie
- Zusammenstellung von Tribometer-Spezifikationen und Testparametern in bestehender Wasserstoffforschung
- Identifikation kritischer Testparameter für Prüfungen in Wasserstoffumgebungen (Druck, Temperatur, elektrische Parameter)
- Analyse von Sicherheitsanforderungen und Best Practices für tribologische Tests mit Wasserstoff
- Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse in strukturierter Form
Voraussetzung:
- Eigenständige, zuverlässige Arbeitsweise
- Interesse an Antriebstechnik insb. Wasserstofftechnologien und interdisziplinären Fragestellungen
Wir bieten:
- Aktuell relevante und zukunftsorientierte Problemstellung
- Flexible Gestaltung der Arbeitsschwerpunkte
- Intensive Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler
- Zügige Bearbeitungsmöglichkeit und angenehmes Arbeitsklima
- Sofortiger Beginn oder nach Absprache
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- / Bachelorarbeit: Literaturrecherche zur tribologischen Prüftechnik in Wasserstoffumgebungen
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.
Der Bereich Tribologie des MSE untersucht tribologische Kontakte in Hochleistungsantrieben von Nutzfahrzeugen und Arbeitsmaschinen. Mit dem Trend zur Dekarbonisierung werden vermehrt Wasserstoff- und batterieelektrische Antriebe entwickelt, deren tribologischen Eigenschaften gezielt erforscht werden müssen.
Für diese Forschung entsteht das Hydrogen Drive Testing & Optimization Center (HDTC) mit speziellen Tribometern zur Untersuchung von Kontakten unter Wasserstoffatmosphäre und Stromdurchgang.
Diese Arbeit widmet sich einer umfassenden Literaturrecherche zu tribologischen Prüfmethoden in Wasserstoffumgebungen. Ziel der Arbeit ist es, aktuelle Forschung zu Tribometer-Designs für Tests unter Wasserstoffexposition und elektrischem Stromfluss zu sammeln, zu analysieren und kritisch zu bewerten. Die Ergebnisse werden direkt die Entwicklung und Spezifikation spezialisierter Tribometer für das Hydrogen-Drive Testing & Optimization Center (HDTC) unterstützen.
Aufgaben:
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Benjamin Klinghart, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
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Bachelor- / Masterarbeit: Python-Scripting zur Untersuchung gekoppelter EHD+T-Modelle in AVL Excite und Abaqus
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.
Diese Abschlussarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung eines gekoppelten Elastohydrodynamik-Modells (EHD) unter Verwendung von Python-Scripting zur Verbindung von AVL Excite und Abaqus. Ziel der Arbeit ist es, ein integriertes Simulationsframework zu schaffen, das die Vorteile beider Softwarepakete kombiniert, um präzisere Vorhersagen über das Verhalten von Motorkomponenten unter realen Betriebsbedingungen zu ermöglichen.
Aufgaben:
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Benjamin Klinghart, M. Sc.
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
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Projekt- / Bachelor- / 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 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.
Diese Arbeit widmet sich der eingehenden Untersuchung von Gleitlagersystemen, bei denen texturierte Wellen zum Einsatz kommen. Ziel der Arbeit ist es, die tribologischen Effekte der Wellentexturierung auf die Leistungsfähigkeit und Effizienz der Gleitlagersysteme zu analysieren. Durch die Anwendung verschiedener Texturierungstechniken wie Direct Laser Writing (DLW) und Direct Laser Interference Patterning (DLIP) werden die Oberflächen der Wellen modifiziert, um ihre Interaktion mit den Gleitlagern zu optimieren.
Aufgaben:
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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: Automatisierte Generierung von Dokumenten aus SysML Systemmodellen
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (MSE) erforscht Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger industrieller Produktentstehungsprozesse.
Im Rahmen der Explorer-Initative erforscht das DLR Technologien für die zukünftige Exploration bislang unzugänglicher Orte auf Planeten und Monden unseres Sonnensystems. Teil der Initiative ist das Projekt TRIPLE, in dem in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern eine autonome Einschmelzsonde mit Tauchroboter zur Erkundung subglazialer Seen entwickelt wird. Der Entwicklungsprozess erfolgt nach den Vorgaben der European Cooperation for Space Standardization (ECSS). Die Standards umfassen mehrere Reviews, in denen der aktuelle Entwicklungsstand vollständig dokumentiert und bewertet wird. Das MSE untersucht die Integration modellbasierter Entwicklungsmethoden in diese Prozesse. Ein wesentlicher Aspekt ist die Generierung der für die Reviews erforderlichen Dokumente aus Systemmodellen, um eine fundierte Beurteilung der Fortschritte zu ermöglichen.
Aufgaben:
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Philipp Höck, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstraße 18, 52062 Aachen
philipp.hoeck@imse.rwth-aachen.de
Projekt- / Bachelorarbeit: Entwicklung eines analytischen Modells zur Analyse von kriti-schen Schadensmechanismen einer Gezeitenenergieanlage
Der Chair for Wind Power Drives erforscht neben dem Verhalten von Antriebssystemen in Windenergieanlagen auch das Verhalten von Gezeitenenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung von Verfügbarkeit und Robustheit der Gezeitenenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Gezeitenenergieanlagen befinden sich noch in der Prototypenphase und die Kenntnis über Komponentenschäden und resultierende Ausfälle ist entsprechend gering. Am CWD wird daher ein simulationsbasierter digitaler Zwilling entwickelt, mit dem der Zustand der Triebstrangkomponenten überwacht werden kann. Parallel dazu werden Prüfstandversuche durchgeführt, um die Robustheit der Anlage zu verifizieren und den digitalen Zwilling zu validieren. Ein elementarer Schritt zur Erstellung des digitalen Zwillings und zur Vorauslegung des Systemprüfstands ist die Erstellung eines Mehrkörpersimulationsmodells (MKS-Modell) der Gezeitenenergieanlage.
Um gezielt relevante Schadensbilder für weitere Untersuchungen des Antriebsstrangs der Gezeitenenergieanlage mittels MKS-Modellen oder Prüfstandversuchen zu identifizieren, ist es erforderlich, das Risiko der Schadensbilder zu analysieren. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein analytisches Berechnungsmodell zur Untersuchung der Kritikalität verschiedener Schadensbilder entwickelt werden.
Aufgaben:
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Tobias Bauer, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
tobias.bauer@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Entwicklung eines Messkonzepts zur Untersuchung eines Prototyps für ein gleitgelagertes Hauptlager in Windenergieanlagen
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Triebsträngen moderner Windkraftanlagen (WEA). Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der WEA sowie die Senkung der Stromgestehungskosten.
Eine zentrale Komponente des Triebstrangs einer WEA ist das Hauptlager. Derzeit werden hierfür überwiegend Wälzlager eingesetzt. Diese weisen jedoch bei modernen WEA hohe Ausfallraten auf und müssen während der 20-jährigen Lebensdauer der Anlage teilweise mehrfach aufgrund von Schäden ausgetauscht werden. Um dem entgegenzuwirken, wird mit dem CWD im Zuge eines Forschungsprojekts ein Gleitlager entwickelt, das zukünftig als Hauptlager in WEA eingesetzt werden kann. Nach umfangreichen Simulationsstudien und der Auslegung des Gleitlagers soll ein Prototyp experimentell untersucht werden. Die experimentelle Untersuchung wird zunächst am 4 MW-Systemprüfstand des CWD und anschließend auf einer realen Anlage vorgenommen.
Im Vorfeld dazu sind Betriebspunkte zu definieren, die gezielt am Prüfstand untersucht werden sollen. Zusätzlich sollen Messgrößen ausgewählt werden, die für die Zustandsüberwachung und spätere Analyse des Gleitlagerverhaltens relevant sind. Nach Auswahl der Betriebspunkte und Messgrößen sollen Konzepte zur Messung aller relevanten Größen am Prüfstand und im Feld erarbeitet und deren Kosten abgeschätzt werden. Ziel dieser Arbeit ist die Auswahl der Betriebspunkte und Messgrößen, sowie die Entwicklung von Messkonzepten, die die Anforderungen aus dem Projekt erfüllen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Moataz Sabry, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
moataz.sabry@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Aufbau eines Simulationsmodells zur Klassifizierung von Abstraktionsverlusten in Planeten-Gleitlagern
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 Verwendung von Gleitlagern in Getrieben von Windenergieanlagen (WEA) nimmt einen immer höheren Stellenwert ein, da so hohe Leistungsdichten erreicht werden können. Jedoch bestehen nach dem heutigen Stand der Technik Herausforderungen bei der Bestimmung der Lastzustände realgroßer Lager. Zur Untersuchung der Abstrakionsverluste, welche bei einer Skalierung der Geometrie und Ver-änderung der Lasteinleitung entstehen, werden Elasto-hydrodynamische (EHD) Simulationen durchgeführt. Die erlangten Ergebnisse dienen sowohl zur Klassifizierung der Abstraktionsverluste als auch zur Validierung eines Prüfstands.
Aufgaben:
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Hendrik Krampe, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
Hendrik.Krampe@imse.rwth-aachen.de
Bachelor/Master Thesis: Development of a fully-coupled framework for analysis of floating offshore wind turbine
The Chair for Wind Power Drives researches the behavior of drive systems in modern multi-megawatt wind turbines. Research topics are increasing the availability, robustness and energy efficiency of wind turbines as well as decreasing levelized cost of electricity. A combination of software development tools and modern system test benches are used for this.
Floating offshore wind is seen as one of the most promising developments for wind energy exploitation, as it would allow to generate power at deep water. There is a need to develop a fully-coupled model for FOWT to accurately predict dynamic responses under complicated environment.
In this thesis, you will develop a fully-coupled model including aerodynamics, hydrodynamics, structural elasticity and control system for FOWT. The differences between the developed model and open-source model using the same underlying theory will be figured out. The accuracy and reliability of this model will be validated by comparing with other existing models. Based on this developed model, the overall performance and rotor loads due to the operation as a floating turbine will be studied.
Tasks:
Prerequisites:
We offer:
We look forward to your application by email:
Jinqiu Pan, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus Boulevard 61, 52074 Aachen
jinqiu.pan@cwd.rwth-aachen.de
Masterarbeit: AI in Automotive: Automatisierte Generierung von Testfällen
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Ma-schinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modell-beschreibungen ab. Diese Modell-beschreibungen 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 Ent-wicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Über deine Masterarbeit:
Während der Systementwicklung werden kontinuierlich Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle Anforderungen eingehalten werden. Doch wer legt fest, welche Tests durchgeführt werden müssen? Aktuell werden Testfälle meist aufwendig manuell erstellt – zum Beispiel durch Prozesse wie FMEAs oder auf Basis von Normvorgaben.
KI-Sprachmodelle bieten hier neue Möglichkeiten: Sie können Texte maschinell verarbeiten und komplexe Zusammenhänge verstehen. Ein Sprachmodell soll nun ermöglichen, aus SysMLv2-Modellen automatisch Testfälle zu generieren.
Eine vorherige Masterarbeit zeigte die Ableitung von Testfällen aus Anforderungen mithilfe eines Sprachmodells und schuf damit eine stabile Ausgangsbasis für den Start deines Projekts.
Aufgaben:
– Anbindung von Sprachmodellen bevorzugt
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Matthias May, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
matthias.may@imse.rwth-aachen.de
Bachelorarbeit: KI in der Automobilentwicklung – Untersuchungen zu möglichen Anwendungsgebieten
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.
Darum geht’s:
KI ist die Zukunft – wir hören es immer wieder. Jeder hat auch schon ChatGPT ausprobiert. Solche Sprachmodelle bieten ein enormes Allgemeinwissen und sind Meister darin, natürliche Sprache zu verstehen. Wenn es jedoch an Details geht, knicken sie schnell ein. In diesem Falle hilft das Fine-Tuning mit Datensätzen, um die auf die gewünschten Detailbetrachtungen zu trainieren.
Aber in welchen Bereichen können wir diese Sprachmodelle gezielt einsetzen? Finde es mit uns heraus! Erkunde die Welt der KI und erzeuge Anwendungen, die den Ingenieur unterstützen können.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Matthias May, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
matthias.may@imse.rwth-aachen.de