Student/in Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrttechnik o. ä. (w/m/d)

Auxetische Strukturen bieten mechanische Eigenschaften, welche neue Designmethoden für energieabsorbierende Leichtbaustrukturen (z.B. unter Impactbelastung) eröffnen. Mit additiven Fertigungsverfahren wie dem High-Speed Sintering (HSS) können komplexe Gitterstrukturen zur Maximierung der Materialleistung hergestellt werden.

Im DLR-Projekt FFAE (Fokusanwendungen, Fahrzeugstrukturen, Antriebsstrang und Energiemanagement) wird das HSS-Verfahren und bereits unterschiedliche Gitterstrukturen untersucht. In dieser Arbeit soll insbesondere das Potenzial des Fertigungsverfahrens für auxetische Strukturen abgeschätzt werden. Aufgrund der Komplexität der hergestellten Strukturen müssen Material- und Probenuntersuchungen auf unterschiedlichen Ebenen durchgeführt werden, um Erkenntnisse über die möglichen Leistungen zu gewinnen. Zur Minimierung des Fertigungs- und Testaufwands sollen im Projekt numerische Methoden entwickelt werden, die eine virtuelle Charakterisierung der Strukturen anbieten. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Validierung einer Simulationskette basierend auf der Finite-Element Methode. Auf Basis von durchgeführten Materialversuchen soll ein Materialmodell in einer ersten Phase bedatet und validiert werden. In einer zweiten Phase soll eine Methodik zur automatisierten Modellgenerierung von Gitterstrukturen erarbeitet werden. Anschließend werden unterschiedliche Gitterstrukturen modelliert, unter verschiedenen Belastungsarten simuliert und eine Auswahl der effizientesten Konfiguration getroffen.

Die Arbeit umfasst folgende Teilaufgaben: