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Hochschule Kaiserslautern / Universität des Saarlandes

Im Arbeitsgebiet „Eigenspannungen in der Fertigung” beschäftigt sich der Lehrstuhl für Fertigungstechnik in Kooperation mit Hochschule Kaiserslautern mit der Entstehung und Wechselwirkung von Eigenspannungen in technologischen Prozessketten. Eigenspannungen werden gezielt eingesetzt, um die Potenziale metallischer Werkstoffe auszuschöpfen. Neben der Einbringung von Eigenspannungen durch Fertigungsverfahren wie beispielsweise der Festwalzen werden auch komplexe Wechselwirkungen entlang der technologischen Prozesskette analysiert. Ziel ist das Ausnutzen von Leichtbaupotenzialen und die eigenspannungsgerechte Produkt- und Prozesskettengestaltung.

Bachelor/Masterarbeit am Thema Verifizierung eines Finite Element Modells der Oberflächenbehandlung Festwalzen mithilfe von Röntgenbeugung und Härtemessungen

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt zwischen der Hochschule Kaiserslautern, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung und der Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Fertigungstechnik sollen Röntgenbeugungs- und Härtemessungen von festgewalzten Proben durchgeführt werden. Zielsetzung des Projektes ist es, ein bereits entwickeltes Finite Elemente Modell des Fertigungsverfahrens Festwalzen experimentell zu verifizieren.

Festwalzen ist eine Oberflächenbehandlung mit dem Hauptziel, die Lebensdauer von Werkstoffen durch das Einbringen von Druckeigenspannungen zu erhöhen. Der Prozess führt weiterhin zur Kaltverfestigung, bei der die Oberfläche und die unteren Schichten gehärtet werden. Das Ziel der geplanten Masterarbeit ist die Messung folgender Prozessausgangsparameter: Oberflächen Eigenspannungsverteilung, Eigenspannungstiefenverlauf, Halbwertsbreite und Härte. Die Ausgangsparameter variieren je nach Veränderung der Eingangsparameter, wie beispielsweise Druck, Anzahl der Durchläufe und anteilige Überlappung. Die zu untersuchenden festgewalzten Proben hängen daher von den eingestellten Eingangsparametern ab. Mithilfe von Untersuchungen mittels Röntgenbeugung können die wichtigsten Prozessausgangsparameter, wie Eigenspannungstiefenverlauf und Halbwertsbreite untersucht werden. Zusätzliche Informationen zum Anteil der Kaltverfestigung, die durch den Prozess entsteht, können anhand der Härtemessung ermittelt werden. Die erarbeiteten Versuchsergebnisse dienen zur Verifizierung des Finite Elemente Modells des Festwalzprozesses, welches am Lehrstuhl für Fertigungstechnik entwickelt wurde.

Die Experimente werden an der Hochschule Kaiserslautern durchgeführt. Die Arbeit wird betreut einerseits von Professor J.E. Hoffmann (Hochschule Kaiserslautern) und anderseits von Frau Nataliya Lyubenova (Universität des Saarlandes).

Im Einzelnen können folgende Teilaufgaben abgegrenzt werden:
• Planung und Durchführung von Röntgenbeugungsmessungen - inkl. Oberflächenmessungen und Eigenspannungstiefenverläufen sowie Halbwertsbreite
• Planung und Durchführung von Oberflächen- und Tiefenverläufen der induzierten Härte
• Beschreibung der Einflüsse der Prozesseingangsparameter auf die induzierten Eigenspannungen und Härte
• Auswertung und Gegenüberstellung der Ergebnisse
• Dokumentation der Vorgehensweise und Ergebnisse

Hochschule Kaiserslautern / Universität des Saarlandes
Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung / Lehrstuhl für Fertigungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Joachim E. Hoffmann / Nataliya Lyubenova
Morlauterer Str. 31
67657 Kaiserslautern
Deutschland

Telefon: +49 631 3724 2304 oder +49 681 302 4636

E-Mail: nataliya.lyubenova@uni-saarland.de
Erschienen auf academics.de am 05.09.2017
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