Student/in (w/m/d) - Numerische Analyse der CFK-Demontage mit lösbaren Primer-Materialien
Das erwartet dich
Im Rahmen dieser studentischen Arbeit untersuchst du numerisch das mechanische Verhalten neuartiger debondable Primer-Werkstoffe für geklebte Verbindungen in Faserverbundstrukturen. Ziel ist es, die Schädigungs- und Versagensmechanismen der Primer-Schichten sowie deren Einfluss auf die Tragfähigkeit und das gezielte zerstörungsfreie Lösen von Klebverbindungen zu bewerten. Hierfür modellierst du Single-Lap-Shear-Proben aus CFK-Werkstoffen (kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM). Ein Schwerpunkt liegt auf der Anwendung geeigneter Versagensmodelle, insbesondere von Cohesive-Zone-Modellen (CZM). Diese dienen der Beschreibung von Initiierung und Wachstum des Grenzflächenversagens. Die numerischen Ergebnisse werden hinsichtlich Spannungs- und Schädigungsverteilungen ausgewertet und mit Literaturdaten verglichen. Die Arbeit bietet dir die Möglichkeit, vertiefte Kenntnisse in den Bereichen CFK-Faserverbundwerkstoffe, Nachhaltigkeit, numerische Simulation und Versagensmechanik zu erwerben.
Deine Aufgaben
- Literaturrecherche zu debondable Primern, geklebten CFK-Verbindungen sowie relevanten Versagensmechanismen und -modellen
- Erstellung von FE-Modellen für Single-Lap-Shear-Untersuchungen
- Anwendung von Cohesive-Zone-Modellen zur Abbildung des Grenzflächenversagens
- Analyse des Einflusses von Material- und Modellparametern auf das zerstörungsfreie Ablöseverhalten im Hinblick auf Nachhaltigkeit
- Bewertung der numerischen Modelle zur Vorhersage des zerstörungsfreien Ablöseprozesses
- Anwendung grundlegender Programmierkenntnisse zur Datenaufbereitung und Ergebnisanalyse, z. B. in Python oder MATLAB
- Wissenschaftliche Auswertung und Interpretation der Simulationsergebnisse
Das bringst du mit
- Laufendes Studium im Bereich Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Werkstofftechnik, Bauingenieurwesen oder einer vergleichbaren Fachrichtung
- Interesse an Faserverbundwerkstoffen, Fügetechnik und numerischen Simulationsmethoden
- Grundkenntnisse der Finite-Elemente-Methode und erste Erfahrungen mit entsprechender Simulationssoftware (z. B. Abaqus oder Ansys)
- Interesse an der Modellierung von Material- und Versagensverhalten, insbesondere im Bereich geklebter Strukturen
- Selbstständige, strukturierte und analytische Arbeitsweise
- Gute Deutsch- und Englischkenntnisse für die Bearbeitung von Fachliteratur und die Dokumentation der Ergebnisse
