Student/in (w/m/d) - Numerische Analyse der CFK-Demontage mit lösbaren Primer-Materialien

Möchtest Du Teil unseres innovationsgetriebenen Forschungsteams werden und die Zukunft des Systemleichtbaus mitgestalten? Wir, am Institut für Systemleichtbau, entwickeln und erproben neue Leichtbautechnologien für ressourcenschonende und klimafreundliche Strukturen in Luft- und Raumfahrt, Verkehr und im Energie- und Sicherheitsbereich. Unsere Vision ist der intelligente Systemleichtbau für ein emissionsfreies Morgen.

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

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 6373) beantwortet dir gerne:

Dr.-Ing. Janko Kreikemeier
Tel.: 0531 295-2369