Studien- und Abschlussarbeiten

Thema

Leistungsultraschall ist eine etablierte Technologie, die in vielen Bereichen eingesetzt wird, um Produkte und Prozesse zu verbessern. Leistungsultraschall in großen Strukturen ist hingegen wenig verbreitet, da noch einige Herausforderungen existieren. Die Herausforderungen liegen in der Auslegung und dem Betrieb der großen Systeme, was aktuell am Institut für Dynamik und Schwingungen erforscht wird.

Für die Beschreibung der Dynamik der großen Systeme werden Finite-Elemente Modelle mit vielen Freiheitsgraden benötigt. Diese großen Modelle sind für einen Auslegungsprozess nicht praktikabel, weshalb Modellreduktionen unumgänglich sind. In dieser Studien- oder Masterarbeit wird an einem kleinen Plattenmodell ein Substrukturierungsansatz untersucht, bei dem das System zerlegt und reduziert wird. Zu dem Ansatz sollen einige grundlegenden Fragen beantwortet werden, die beispielsweise den Zerlegungsgrad und die Auswahl der wesentlichen Freiheitsgrade betreffen. Der Umfang der Arbeit kann anhand der Fragen gestreckt und gestaucht werden.

Die Simulationen sollen in Ansys durchgeführt werden.

Voraussetzung

• Studium im Bereich Maschinenbau oder vergleichbar

• Maschinendynamik erfolgreich absolviert

• Analytische Denkweise

• Kenntnisse in Ansys wünschenswert

• Selbstständige und verantwortungsbewusste Arbeitsweise

Start ab sofort

Thema

Zur Aufstellung empfindlicher Maschinen werden Isolatoren eingesetzt, um die Maschine vor Schwingungseinflüssen von außen zu schützen. Je nach Frequenzbereich, der durch die Regelhard- und Software bei aktiven Isolatoren abgedeckt wird und seiner Konstruktionsweise können Schwingungen angeregt werden, die z.T. im akustischen Bereich als störend empfunden werden.

Im Rahmen dieser Simulationsarbeit sollen für einen Schwingungsisolator Dämpfungskonzepte identifiziert werden, wobei besonderes Augenmerk auf die Partikeldämpfung gelegt wird. Eine der Fragestellungen ist, in welchen Frequenzbändern gedämpft werden kann und an welcher Stelle im Isolator die Dämpfungskräfte eingeleitet werden müssten. Die Simulationen können mithilfe verschiedener Softwareumgebungen erfolgen, z.B. Matlab oder ANSYS Rocky (Diskrete Elemente Methode)

Voraussetzung

• Gute Erfahrung mit TM4

• Interesse an unkonventionellen Dämpfungslösungen (Partikel, Reibung)

• Keine Angst vor Literaturrecherche

Start ab sofort

Aufgabenstellung/Ziel

Ultraschallsysteme bieten aufgrund ihrer elektromechanischen Charakteristik interessante Möglichkeiten bzgl. ihres Einsatzes in Prozessen. In vorangegangenen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass eine Beeinflussung der Schwingungsform (hier: eine Longitudinalschwingung) in einem Ultraschallsystem durch die Verwendung von sog. passiven Piezokeramiken möglich ist. Dazu wurde ein Modellsystem entwickelt und schwingungstechnisch analysiert, siehe Abbildung. Nachdem der Nachweis der Machbarkeit am Modellsystem erfolgreich war, besteht der nächste Schritt in der Übertragung dieser Technologie auf einen realen Prozess. Ein bereits bestehendes Ultraschallsystem muss dahingehend angepasst werden, sodass passive Piezokeramiken an bestimmten Stellen in das System eingebracht werden können.

Aufgaben:

•  Einarbeitung in die schwingungstechnische Systemauslegung mittels Matlab und Ansys Workbench
•  Entwurf von Komponenten für das bestehende Ultraschallsystem zur Einbringung von passiven Piezokeramiken
•  Vermessung der Schwingungsform des Ultraschallsystems mittels Laser-Doppler Vibrometrie

Anforderungen:

•  Verantwortungsvolle und selbstständige Arbeitsweise
•  Vorkenntnisse in Matlab oder in der Verwendung von Messgeräten wünschenswert
•  Der Umfang der Aufgaben wird an die jeweilige Art der Arbeit (Bachelor-, Studien-, Masterarbeit) angepasst

Starttermin ist ab sofort

Ansprechpartner