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: Skaleneffekte für unterschiedliche Ausführungen von gleitgelagerte Hauptlager für Windenergieanlagen
Windenergie stellt eine entscheidende Säule der Energiewende dar. Neue Windkraftanlagen werden immer größer. Dies stellt eine Herausforderung für die Forschung und Entwicklung von Antriebssträngen für diese Turbinen dar, da die Größe der Turbinen bald die Grenze der verfügbaren Prüfstände für den Antriebsstrang und seine Komponenten überschreitet. Ein möglicher Ansatz ist das Downscaling von einzelnen Komponenten auf kleineren Prüfständen. Die Verkleinerung ist jedoch immer mit einem gewissen Abstraktionsverlust verbunden
Eine zweite Herausforderung ergibt sich aus den schadensanfälligen Hauptlagern für Windenergieanlagen. Ein möglicher Ansatz für diese Herausforderung ist die Entwicklung von Gleitlagern als Hauptlager von Windenergieanlagen. Segmentierte Gleitlager können on-tower repariert werden, ohne dass der Rotor entfernt werden muss, was die Reparaturkosten senkt. Da Hauptlager eine der größten Einzelkomponenten in einer Windenergieanlage sind, sind sie besonders von der Knappheit und den Kosten für Tests im realen Maßstab betroffen. Da es sich bei Gleitlagern als Hauptlagerum eine junge Technologie handelt, ist ihre spezifische Auslegung noch nicht abschließend geklärt. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die Eignung verschiedener Gleitlagerdesigns für skalierte Tests zu bewerten.
Aufagben:
Vaoaussetzung:
Wir bieten:
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Jan Euler, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
jan.euler@cwd.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:
Wir bieten:
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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 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.
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:
Voraussetzung:
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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:
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
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
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Verschleißfrei durch nachhaltige Bio-Schmieröle – Entwicklung einer Prüfmethodik zur Bewertung von verschleißschützenden tribologischen Grenzschichten
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Der Bereich der Tribologie erforscht dabei die Wechselwirkungen zwischen den beanspruchten Oberflächen von Maschinenelementen und Schmierstoffen.
Im Rahmen eines topaktuellen Forschungsvorhabens sollen neuartige Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie entwickelt werden. Die Schwerpunkte liegen auf der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der ökotoxikologischen Unbedenklichkeit der Schmierstoffe. Gleichzeitig muss dieser Schmierstoff die gleichen technischen Anforderungen erfüllen wie die mineralölbasierten Schmierstoffe. Zur gezielten Bewertung des Verschleißschutzvermögens ist die Kenntnis über die Bildung der additivbedingten Grenzschichten von großem Interesse. Die Bestimmung dieser nanometerdicken Grenzschicht erfolgt in Modellversuchen mit einem speziellen optischen Verfahren, mit welchem das Wachstum der Schichten während des Versuchs beobachtet und gemessen werden kann. Ziel dieser Arbeit ist daher der Transfer dieser Methodik auf die nachhaltigen Schmierstoffe.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Marius Bürger, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
marius.buerger@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Bildgestützte Oberflächenanalyse von Grenzschichten im Nanometerbereich
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Der Bereich der Tribologie erforscht dabei die Wechselwirkungen zwischen den beanspruchten Oberflächen von Maschinenelementen und Schmierstoffen.
Im Rahmen eines topaktuellen Forschungsvorhabens sollen neuartige Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie entwickelt werden. Die Schwerpunkte liegen auf der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der ökotoxikologischen Unbedenklichkeit der Schmierstoffe. Gleichzeitig muss dieser Schmierstoff die gleichen technischen Anforderungen erfüllen wie die mineralölbasierten Schmierstoffe. Zur gezielten Bewertung des Verschleißschutzvermögens ist die Kenntnis über die Bildung der additivbedingten Grenzschichten von großem Interesse. Die Bestimmung dieser nanometerdicken Grenzschicht erfolgt in Modellversuchen mit einem speziellen optischen Verfahren, mit welchem das Wachstum der Schichten während des Versuchs beobachtet und gemessen werden kann. Ziel dieser Arbeit ist daher der Transfer dieser Methodik auf die nachhaltigen Schmierstoffe.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
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Marius Bürger, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
marius.buerger@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Kann man Schmieröle eigentlich trinken? Entwicklung nachhaltiger Bio-Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Der Bereich der Tribologie erforscht dabei die Wechselwirkungen zwischen den beanspruchten Oberflächen von Maschinenelementen und Schmierstoffen.
Im Rahmen eines topaktuellen Forschungsvorhabens sollen neuartige Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie entwickelt werden. Die Schwerpunkte liegen auf der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der ökotoxikologischen Unbedenklichkeit der Schmierstoffe. Gleichzeitig muss dieser Schmierstoff die gleichen technischen Anforderungen erfüllen wie die mineralölbasierten Schmierstoffe. Eine zentrale Frage hierbei ist die Verschleißschutzfähigkeit des Schmieröls, die auch für diese nachhaltigen Schmierstoffe nachgewiesen werden muss. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher das Verschleißverhalten der nachhaltigen Schmierstoffe in speziellen Modellversuchen (Tribometer) experimentell untersucht werden. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eine Methode zur Bewertung des Verschleißschutzverhaltens.
Aufgaben:
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Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Marius Bürger, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
marius.buerger@imse.rwth-aachen.de
Projekt-/ Bachelor-/Masterarbeit: Bewertung der Gebrauchsdauer von nachhaltigen Bio-Schmierstoffen für die Lebensmittelindustrie
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Der Bereich der Tribologie erforscht dabei die Wechselwirkungen zwischen den beanspruchten Oberflächen von Maschinenelementen und Schmierstoffen.
Vor diesem Hintergrund sollen in einem topaktuellen Forschungsvorhaben neuartige Schmierstoffe für die Lebensmittelindustrie entwickelt werden. Schwerpunkte liegt auf der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der ökotoxikologischen Unbedenklichkeit der Schmierstoffe. Das Bedeutet ein Verzicht auf jegliche Form von Mineralölbestandteilen, die weder im Neuzustand noch im gealterten Zustand des Schmierstoffes auftreten dürfen. Gleichzeitig muss dieser Schmierstoff die gleichen technischen Anforderungen erfüllen wie die mineralölbasierten Schmierstoffe. Eine zentrale technische Anforderung liegt in einer möglichst hohen Gebrauchsdauer. Zur Bewertung der Gebrauchsdauer sind Kenntnisse zum Alterungsverhalten des Schmierstoffes sowie das Ermüdungsverhalten im Wälzlager entscheidend. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher nachhaltige Schmierstoffe mit Laborversuchen gealtert werden und chemisch analysiert werden.
Aufgaben:
Voraussetzung:
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Marius Bürger, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
marius.buerger@imse.rwth-aachen.de