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Masterarbeit: Design of a Smart Rotor Blade using Multistable Components

Multistable structure is inherently capable of adopting several statically stable shapes. The potential energy of the multistable structure can have several minimas each associated with a statically stable shape of the structure. One can easily snap from one stable shape to another by a simple external force.

A multistable structure shows great promise for the smart rotor blade concept due to its shape changing characteristics. It can be added as a separate component in the blade section of the rotor blade as shown resulting in two possible stable shape. An external force mechanism or actuator would be used to change the one shape to another resulting in a morphing rotor blade.

This Master thesis will be a part of the current Project Smart Blades. The aim of the Master thesis is develop multistable morphing components for a rotor blade section. Some of the basic theoretical development work has been already done in the institute and can serve as a starting point for the Master Thesis.

Beschreibung des Angebots der Abschlußarbeit als pdf-Datei


Ansprechpartner: M.Sc. Ayan Haldar, M.Sc. Mehdi Garmabi

Studien-, Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeit: Fiber Kinking

Carbon-faserverstärkter Kunststoff (CFK) ist das perfekte Material für die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie für Fahrzeuge in Leichtbauweise. Es garantiert eine größere Reichweite, optimale Sicherheit und es ist extrem stabil und leicht (ca. 50 % leichter als Stahl).

Das Verständnis des Phänomens „Fiber Kinking“ ist von wesentlicher Bedeutung für die Vorhersage der Steifigkeit und Festigkeit von CFK unter Druckbelastung. Herstellungs- Imperfektionen und lokale Nichtlinearitäten (Material und Geometrie) sind die Verursacher von „Fiber Kinking“.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Auswirkungen solcher Imperfektionen und Nichtlinearitäten auf die Druckfestigkeit mit Hilfe der Finiten Elemente Methode (FEM) untersucht werden.

Vordiplom und solide Kenntnisse in den Grundlagenfächern sind erforderlich. Grundkenntnisse der Finite-Elemente-Methode sowie Programmiererfahrung sind wünschenswert.

Beschreibung des Angebots der Abschlußarbeit als pdf-Datei

Ansprechpartner: M.Sc. Majeed Bishara

 

Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeit: Mikromechanische Simulation zur Untersuchung der Wirkmechanismen von Nanopartikeln im Faser-Matrix-Interface

Durch das Einbringen von Nanopartikeln in Faserverbundkunststoffe (FVK) lassen sich zahlreiche Eigenschaften, wie die Druckfestigkeit, das Schwindungsverhalten, die Risszähigkeit oder die Impacttoleranz positiv beeinflussen. Die Morphologie und Anbindung der Faser-Matrix-Interphasen lassen sich durch die Variation der Menge, Größe und Verteilung der Nanopartikel gezielt einstellen und kontrollieren somit entscheidend die werkstofflichen Eigenschaften der FVK. Für die möglichst realitätsnahe Simulation der mechanischen Eigenschaften der Verbunde sind diese Änderungen der Interphasen in der Modellierung explizit zu berücksichtigen.


Die Arbeit soll dazu beitragen, mit Hilfe von mikromechanischen Simulationen ein tiefgehendes Verständnis der Wirkmechanismen von nanoskaligen Zusätzen in der Faser-Matrix-Interphase von Faserkunststoffverbunden zu entwickeln. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Generierung von sogenannten „Repräsentativen Volumenelementen“ (RVEs) und der Untersuchung verschiedener Modellierungsansätze (Kohäsivzone, Kontinuum).


Kenntnisse im Bereich Faserverbundwerkstoffe und FEM sind erforderlich. Simulationen sind mit Abaqus durchzuführen. Wünschenswert sind weiterhin Kenntnisse in der Programmierung mit Python.

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Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Johannes Fankhänel