Karriere am WZL

 

Diplomarbeit oder Masterarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Schleifen, Umformen und Technologieplanung, Gruppe Umformende Fertigungsverfahren
 

Maschinelles Oberflächenhämmern von Antriebsstrangkomponenten unter Temperatureinfluss

Ausgangssituation

Das Thema der Elektromobilität ist zurzeit in aller Munde. Spätestens seit den weltweiten Abgas-Skandalen hat dieser Megatrend erneut an Aufmerksamkeit gewonnen. Neben der häufig erwähnten unzureichenden Reichweite der Elektroautos steht die Fertigungstechnik vor einer weiteren Herausforderung. Aufgrund der hohen Beschleunigungen, dem hohen maximalen Drehmoment sowie dem geringeren Bauraum von Elektromotoren im Vergleich zu konventionellen Verbrennungsmotoren, werden folglich auch die Antriebsstrangkomponenten wie bspw. Kurbelwellen höheren schlagartigen Belastungen ausgesetzt. Die einer wechselnden Biegebelastung ausgesetzten Komponenten können aufgrund dessen frühzeitig ermüden und zum Ausfall des gesamten Antriebsstrangs führen.

 
Eine Möglichkeit, die Ermüdungsfestigkeit von hochbelasteten Antriebsstrangkomponenten zu erhöhen besteht in dem Einsatz des maschinellen Oberflächenhämmerns (MOH). Das MOH ist ein inkrementelles Randzonenbearbeitungsverfahren, welches sich durch hochfrequente Schläge eines sphärischen Hammerkopfes auszeichnet. Dabei wird die Oberfläche eingeglättet, Druckeigenspannungen in das Werkstück eingebracht sowie eine Kaltverfestigung in der Bauteilrandzone erreicht.

Neben den genannten metallphysikalischen Mechanismen bietet darüber hinaus eine gezielte Kornfeinung mittels MOH unter Temperatureinfluss die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften der Komponenten weiter zu verbessern. Hinsichtlich der kornfeinenden Wirkung des MOH unter erhöhten Temperaturen gibt es aktuell jedoch noch erhebliche Wissensdefizite. Es wird angenommen, dass durch Auswahl geeigneter Prozessparameter eine Kornfeinung in der Werkstückrandzone hervorgerufen werden kann. Zur zielführenden Auslegung des MOH-Prozesses hinsichtlich der Kornfeinung müssen dabei zuerst die grundlegenden Ursache-Wirkung-Zusammenhänge geklärt werden.

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, anhand einer experimentellen und numerischen Parameterstudie mit-hilfe der FEM die Haupteffekte und Wechselwirkungen der MOH-Prozessparameter unter Temperatureinfluss auf die Randzonenmorphologie (Rauheit, Härte, Eigenspannungen, Gefüge) von vergüteten zylindrischen 42CrMo4-Analogiekörpern zu ermitteln.

Unser Angebot:

– Umfassende Betreuung
– Einarbeitung in die FE-Software Abaqus 6.14 und das MOH
– Eigenständige Zeiteinteilung
– Klar abgegrenzte Aufgabenstellung
– Unterstützung bei der Karriereplanung und Praktikumssuche

Ruf einfach an oder schreib eine E-Mail, damit wir uns persönlich kennenlernen können

Beginn: ab sofort.
 
Voraussetzungen:
Einsatzbereitschaft und Interesse
Zeitaufwand: 11,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Robby Mannens, M.Sc. RWTH Aachen
 
Cluster Produktionstechnik 3A 344
Tel.: +49 241 80-28244
Fax: +49 241 80-22293
Mail: R.Mannens@wzl.rwth-aachen.de