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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Das Fraunhofer IWU beschäftigt sich unter anderem mit der Technologie und der Simulation des Elektromagnetischen Schweißprozesses (EMW) für metallische Werkstoffe.
Bei diesem Verfahren werden die Fügepartner auf Geschwindigkeiten von bis zu 500m/s beschleunigt, wodurch sich bei der Kollision der Fügepartner, durch den entstehenden hohen Druck, eine Schweißverbindung auf atomarer Ebene ausbildet. Im Bereich der Fügezone entsteht dabei unter bestimmten technologischen Voraussetzungen ein charakteristisches Wellenmuster durch plastische Deformation der Oberflächen im mikroskopischen Bereich. Als Grund für diese Wellenausbildung wird eine Kelvin-Helmholtz-Instabilität, ausgelöst durch Druckwellenausbreitung in den Bauteilen, angenommen.

Ziel der Arbeit ist es, ein Simulationsmodell für die Ausbildung dieses Fügezoneneffektes, zu erstellen. Im Zusammenhang stehende Fragestellungen, z.B. hinsichtlich eines geeigneten Materialmodells, sollen ebenfalls erarbeitet werden. In Voruntersuchungen zeigte sich, dass eine Berechnung mit der SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) hierfür gut geeignet erscheint. Der entscheidende Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keine Netzgenerierung mit den damit verbundenen Problemen (zum Beispiel Netzverzerrung) auftreten und somit auch große Deformationen abgebildet werden können.

Ausgehend von bereits gewonnenen experimentellen Ergebnissen, welche die Randbedingungen und die Geometrie für das Modell bereitstellen, sollen Berechnungen durchgeführt werden.

Die Arbeit umfasst:
    • Einarbeitung in die Technologie des Elektromagnetischen Schweißens (grundlegendes Prozessverständnis)
    • Einarbeitung in SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), um Verständnis für das Verfahren und für relevante Parameter zu erhalten
    • Erarbeitung von Grundlagen, welches Materialmodell für die Anwendung am geeignetsten ist
    • Aufbau eines SPH-Modells in LS-DYNA zur Nachrechnung von durchgeführten elektromagnetischen Schweißversuchen mit Abbildung des Fügezoneneffektes

Studien- / Projekt- / Bachelor- / Masterarbeit

Kennziffer: IWU_ARB_120
Ihre Aufgaben:
  • Verwirklichung eigener Ideen
  • Mitarbeit an interessanten Forschungsprojekten
  • Campusnähe und flexible Zeiteinteilung
  • intensive Betreuung



Ihre Voraussetzungen:
Grundlegende Kenntnisse im Bereich FEM und das dazugehörige theoretische Basiswissen sind erforderlich. Selbstständiges Arbeiten wird erwartet.


Fragen zu dieser Position beantwortet gerne:
Fragen zur Position beantwortet gern:
Herr Scheffler, Christian
Christian.Scheffler@iwu.fraunhofer.de
oder
Frau Dr. Psyk, Verena
Verena.Psyk@iwu.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Chemnitz

http://www.iwu.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 05.07.2016
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