Berechnung des Spannungsfeldes innerhalb von faserverstärkten Kunststoffen (FVK)

In Deiner Arbeit implementierst Du die vollanalytische Lösung des Spannungsfeldes für FVK. Diese Arbeit ermöglicht eine schnelle und exakte Lösung anstelle einer Finite-Elemente-Berechnung.

Spannungsfeld rund um einen Lustfeinschluss innerhalb eines isotropen Materials | Bild: IKV

Schnitt durch die Ebene A-A und Vergleich mit der FE Lösung | Bild: IKV

Finite Elemente (FE) Simulationen liefern für eine Vielzahl von Anwendungsfällen hinreichend genaue Ergebnisse. Ein großer Nachteil besteht jedoch im hohen Rechenaufwand, der zu langen Rechenzeiten führt.

Als Alternative zu den FE Lösungen stehen analytische Ansätze zur Verfügung, welche das Spannungsfeld in kürzerer Zeit exakt lösen können.

Daher besteht deine Aufgabe darin, aus bereits bekannten analytischen Lösungen das dreidimensionale Spannungs- und Dehnungsfeld innerhalb eines FVK zu bestimmen. Anschließend interpretierst Du die Einflüsse verschiedener Faserverteilungen und Faserwerkstoffe.

Zur Bearbeitung dieser Arbeit solltest Du Folgendes mitbringen:

- Die Fähigkeit, Dich selbstständig in neue Themen einzuarbeiten
- Interesse an FVK und der Kontinuumsmechanik
- Kenntnisse in Matlab oder Python wünschenswert, aber nicht erforderlich

Innerhalb der Arbeitsgruppe bieten wir Dir eine enge Betreuung und eine große Menge an Vorwissen an. Die herausfordernde Aufgabenstellung qualifiziert Dich darüber hinaus für eine Karriere in der Wissenschaft mit dem Ziel der Promotion. Bei Interesse melde Dich einfach bei mir!

Ansprechpartner:
Fabian Becker, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-27136
E-Mail: fabian.becker@ikv.rwth-aachen.de