Auswertung experimenteller Kompaktierungsversuche und Modellierung von Carbonstofffaserverstärktem Sheet Molding Compound (C-SMC)

Motivation

Carbonfaserverstärkte Sheet Molding Compounds (C-SMC) finden eine breite Anwendung in Hochleistungsbereichen, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Diese Materialien zeichnen sich durch ihre hervorragenden spezifischen mechanischen Eigenschaften, ihr geringes Gewicht aufgrund der niedrigen Dichte und ihre Gestaltungsfreiheiten im Konstruktionsprozess aus.

Zur Herstellung von C-SMC werden duroplastische Matrixsysteme mit üblicherweise 2,5 mm langen Carbonfasern verstärkt. Dabei kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz, die je nach Anforderung in 3K-, 12K- oder 50K-Elemente pro Faserbündel aufgeteilt werden können. Diese Aufspaltung der Fasern hat einen direkten Einfluss auf den Produktionsprozess, insbesondere auf die benötigte Kraft im Pressenwerkzeug.

Um diese Zusammenhänge besser zu verstehen, werden Experimente mit unterschiedlichen Faservolumengehalten und Faserrovingarten durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen ist es, die Einflüsse verschiedener Parameter auf die Materialeigenschaften und den Fertigungsprozess zu quantifizieren. Langfristig sollen die gewonnenen Erkenntnisse in numerischen Modellen abgebildet werden, um die Herstellung und die Leistungsfähigkeit der C-SMC-Materialien weiter zu optimieren.

Inhalte:

Einarbeitung
Auswertung der experimentiellen Daten mit Python (Einfluss der initialen Dicke, Dichte, Materialzusammensetzung, Faserart und Schließgeschwindigkeit)
Modellierung des Versuchs in Abaqus auf Mesoebene
Vergleich von Modellierung und experimentellen Daten

Anforderungsprofil:

Studium des Maschinenbaus, Mechatronik o.ä.
Interesse an Simulationen und Datenauswertungen
Strukturierte, zielorientierte Arbeitsweise
Python, CAE-Kenntnisse (Abaqus)

Wir bieten:

Wöchentliches Meeting mit dem Betreuer für deine Fragen und Hilfestellungen
Monatliches Themenfeldmeetings mit mehreren Wissenschaftlichen Mitarbeitenden

Beginn: ab sofort

Bewerbung: Lebenslauf und Notenspiegel bitte an die Kontaktemailadresse

Kontakt: M. Eng. Marcel Olma, Email: marcel.olma∂kit.edu, Tel.: +49 721 608-45391