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Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
MODELLIERUNG IST IHR THEMA? WIR BEI FRAUNHOFER BIETEN IHNEN AB SOFORT EINE SPANNENDE TÄTIGKEIT.

Masterarbeit »Modellierung der Rissinitialisierung und des Rissfortschrittes in 3D-Druck-Bauteilen«

Kennziffer: IMWS-2017-42
Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS sucht eine Studentin/einen Studenten für die Bearbeitung eines wissenschaftlichen Themas.
Was Sie mitbringen
Für die Bearbeitung des Themas wird eine Studentin/ein Student der Studienrichtung Maschinenbau, Industrietechnik, Verfahrenstechnik oder der Materialwissenschaften gesucht. Ein ausgeprägtes Interesse in dem Bereich der numerischen Simulation  ist von Vorteil. Grundkenntnisse zur additiven Fertigung, Bruchmechanik, FEM und skriptsprachenbasierten Programmierung werden vorausgesetzt. Nach einer angemessenen Einarbeitungszeit wird eine selbstständige Bearbeitung der Aufgabenstellung erwartet. 

Was Sie erwarten können
Die Zielstellung der Arbeit besteht darin, die Rissinitialisierung und Rissfortschritt in 3D-Druck Bauteilen zu modellieren. 
 
Bei der additiven Fertigung von Bauteilen wird das zu fertigende Bauteil schicht- oder punktweise aufgebaut. Es entstehen dabei Kerben und Stufen auf Oberflächen, Lufteinschlüsse im Inneren der Bauteile, Molekülorientierungen und Eigenspannungen, wie sie bei keiner anderen Verarbeitungsmethode entstehen. Bedingt durch die Vielzahl an Kerben / Fehlstellen ist eine Bauteilauslegung nach dem Nennspannungskonzept nur bedingt möglich und die Anwendung bruchmechanischer Methoden erscheint sinnvoll.

Basierend auf einem Modell zur Berechnung fertigungsbedingter Eigenspannungen in 3D-Druck Bauteilen soll die Rissinitialisierung an lastkritischen Stellen unter Beachtung der lokalen Makrostruktur modelliert werden. Da mit dem FDM hauptsächlich thermoplastische Polymere (z.B. PA 6.6 und ABS) verarbeitet werden, sind die für diese Materialklasse typischen Kriechprozesse zu berücksichtigen. Die Berechnung des Rissfortschritts soll unter Verwendung einer nichtlinearen Formulierung des J-Integrals erfolgen. Dafür ist im Programmsystem ANSYS eine Routine zu erstellen.


Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.

Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege.

Fragen zu dieser Stelle beantwortet Ihnen:

Dr. Stefan Schwan
0345 5589-282
stefan.schwan@imws.fraunhofer.de

Andreas Krombholz
0345 5589-153
andreas.krombholz@imws.fraunhofer.de


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Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Halle

http://www.imws.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 09.08.2017
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