Heiß, klebrig und labbrig: Faserverstärkte Tapes in Leichtbauanwendungen

Du entwickelst Modellierungsverfahren zur Umformsimulation von Glas- und Carbontapes für Leichtbauanwendungen.

Ergebnisse einer Umformsimulation eines Laminataufbaus eines Strukturbauteils aus dem Automobilbereich I Bild: IKV

Thema der Arbeit:
Unidirektionale thermoplastische Tapes aus Glas- oder Carbonfaser sind Hochleistungsprodukte mit dem wirtschaftlich und in hoher Stückzahl Leichtbau betrieben werden kann. Sie können zur lokalen Verstärkung mechanisch hochbelasteter Bereiche in konventionellen Spritzgussbauteilen eingesetzt werden. Hierdurch können wesentliche Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften von Strukturen bei einer gleichzeitigen Reduktion der erforderlichen Rohstoffmenge erzielt werden. Die Umformung von komplexen Laminataufbauten stellt dabei allerdings eine große Herausforderung dar. Dieses Umformverhalten kann in Struktursimulationsprogrammen abgebildet werden. Die realitätsnahe Modellierung der Materialeigenschaften des Tapes während der Umformung ist hier von zentraler Bedeutung.

Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
In der Arbeitsgruppe Faserverstärkte Kunststoffe/Dimensionierung/CAE-Methoden werden die mechanischen Eigenschaften von Tapes charakterisiert und in Materialmodelle für numerische Simulationen überführt. Die Erkenntnisse dieser Arbeit werden insbesondere im Bereich des ökologischen Leichtbaus im Automotive- und Luftfahrtsektor eingesetzt.

Zielsetzung:
Erarbeitung, simulative Implementierung und Kalibrierung eines Materialmodells zur Beschreibung der Materialeigenschaften von unidirektional verstärkten thermoplastischen Tapes in Umformprozessen.

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellung:

  • Recherche von Materialmodellen unterschiedlicher Komplexität
  • Kalibrierung der Modelle anhand von Versuchsdaten
  • Durchführung von Umformsimulationen

 

  Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellung:

  • Recherche von Materialmodellen unterschiedlicher Komplexität
  • Kalibrierung der Modelle anhand von Versuchsdaten
  • Durchführung von Umformsimulationen
  • Vergleich der Güte deiner simulativen Ergebnisse mit realen Bauteilen
  • Ableiten von Richtlinien zur Durchführung von Umformsimulationen

Dein Profil:

  • Naturwissenschaftlicher Studiengang wie z.B. Masch.bau, CES, Materialwissenschaften usw.
  • Motivierte, sorgfältige und selbstständige Arbeitsweise
  • Interesse an Struktursimulation; Vorkenntnisse sind von Vorteil, aber nicht erforderlich
  • Interesse oder Vorkenntnisse im Umgang mit Faserverstärkten Kunstoffen ist Vorteil, aber auch nicht erforderlich

Falls du Interesse an einer Abschlussarbeit am IKV und an dieser oder einer ähnlichen Aufgabenstellung hast, melde dich bei mir. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.

Dein Ansprechpartner:
Martin Giersberg Sola, M.Sc.
Telefon: +49 241 / 80 27271
E-Mail: martin.giersberg@ikv.rwth-aachen.de