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Masterarbeit: Analyse von Einflussparametern der quasi-periodischen Strukturschwingungen bei Selbsterregung

Die Schaufeln eines Flugtriebwerkes können bei einigen Randbedingungen an die Grenze von Selbsterregung gelangen. Aufgrund von vorhandenen Reibnichtlinearitäten bleiben die dabei entstehenden Schwingungen begrenzt, wenn die Menge der zugeführten Energie mit gleicher Menge infolge Reibung dissipierter Energie ausgeglichen wird. Die dabei entstehenden Schwingungen können periodisch, quasi-periodisch oder nichtperiodisch sein. Falls mehr als ein Knotendurchmesser die Selbsterregung erfährt und die dabei entstehenden Schwingungen zueinander ähnliche Frequenzen bzw. Frequenzbereiche aufweisen, kann es zu Energieaustausch zwischen den Schwingungen kommen – eine sogenannte 1:1 Resonanz entsteht.

Das Ziel der Arbeit ist, am Beispiel eines vorhandenen Testaufbaus mit Reibnichtlinearitäten und darin unter Selbsterregung gemessener quasi-periodischer Schwingungen, nichtlinear-dynamische Analysen der Einflussparameter auf die unterschiedlichen Ausprägungen dieser Schwingungen durchzuführen und mögliche designrelevante Parameterbereiche abzuleiten.  

TASKS

  • Einarbeitung in das Fachgebiet der Nichtlinearen Dynamik sowie in die Tools CalculiX (Finite Elemente) und OrAgL-NOSTIA (nichtlineare Dynamik)
  • Eruierung des vorhandenen Testaufbaus
  • Weiterentwicklung und Kalibrierung der numerischen Modellierung basierend auf den Messungen
  • Numerische Vorhersage von Bifurkationsdiagrammen für die relevanten Parameter
  • Strukturmechanische Bewertung der Simulationsergebnisse hinsichtlich Einflüsse der einzelnen Parameter sowie deren Kombinationen, Sensitivitäten, Unsicherheiten und erste Wege zur Reduktion der Auslastung

REQUIREMENTS

  • Studium der Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Computational Mechanics, Bauingenieurwesen, Mathematik, Physik oder einer vergleichbaren Studienrichtung
  • Sehr gute Kenntnisse in der Schwingungstheorie und in der Technischen Mechanik
  • Kenntnisse in der Nichtlinearen Dynamik von Vorteil
  • Erfahrungen mit FE-Berechnungen in CalculiX oder ABAQUS wünschenswert
  • Gute Kenntnisse der Betriebssysteme Linux und Windows von Vorteil
  • Technisches Englisch

Zur Einarbeitung in das Thema ist es möglich vorab ein 3-monatiges Praktikum zu absolvieren.

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