Studentische Arbeiten
Wir bieten stets eine Vielzahl von offenen studentischen Arbeiten (Studienarbeiten, Bachelorarbeiten, Masterarbeiten, Diplomarbeiten, Teamprojektarbeiten und Projektstudien) zu folgenden Themengebieten:
- Konstruktion
- Simulation
- Antriebstechnik
- Programmierung
Nachfolgende Aufgabenstellungen bieten wir aktuell an. Weitere Aufgabenstellungen sind nach Absprache mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls auch denkbar.
Untersuchung der tribologischen Eigenschaften diamantähnlicher Kohlenstoffschichten
Inhalte der Arbeit:
- Beschichtung von Folien auf einer PVD/PACVD-Beschichtungsanlage
- Tribologische Charakterisierung sowie LSM-Aufnahmen
- Programmierung einer automatisierten Versuchsauswertung (Python oder Matlab)
Inhalte der Arbeit:
- Recherche zu vielversprechenden Schichtdotierungen
- Beschichtung von Folien auf einer PVD/PACVD-Beschichtungsanlage
- Tribologische Charakterisierung und Versuchsauswertung
Entwicklung von stickstoffmodifizierten HiPIMS MoS2-Schichten
Inhalte der Arbeit:
- Recherche zu existierenden Beschichtungskonzepten
- Beschichtung von Proben auf einer PVD/PACVD-Beschichtungsanlage
- Schichtcharakterisierung (Tribologie, mech. Eigenschaften, Haftung, …)
Entwickeln eines .stl zu .step Konverters
Inhalte der Arbeit:
- Evaluation eines Ansatzes mittels Kurvenskelets
- Fitten von Grundkörpern (Kugeln, Würfel, Zylinder, … ) entlang des Kurvenskelettes
- Überführen der Grundkörper zu einer .step-Datei
Numerische Differenzierung partieller Differentialgleichungen mit Mathematica und AceGen
Voraussetzungen und Inhalte:
- Programmierkenntnisse
- Einarbeitung in Mathematica und die automatische Codegenerierung mit AceGen
- Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse zur Lösung verschiedener FE-Probleme
Design und Durchführung einer Studie zu FEM und Z88
Inhalte der Arbeit:
- Einarbeitung in wissenschaftliches Studiendesign
- Planung und Ausarbeitung einer Studie zum Thema „Fokusermittlung für Nutzer-Assistenz bei der Finite-Elemente-Analyse (FEA)“
- Studiendurchführung im Rahmen der FAN
- Auswertung und Aufbereitung der Studienergebnisse
Fine-Tuning eines LLMs auf FEM-spezifisches Fachwissen
Inhalte der Arbeit:
- Identifizierung von Zielen KI-gestützter Simulationsassistenz
- Datenakquise für das Fine-Tuning eines KI-Modells
- Durchführung des Fine-Tunings mit den zuvor gewonnenen und aufbereiteten Daten
- Kritische Evaluation des spezialisierten KI-Modells
Inhalte der Arbeit:
- Gegenüberstellung verschiedener Verfahren zur Simulation von Schraubenverbindungen
- Übertragung der Ergebnisse auf das Self-Lock-Gewindesystem und Vergleich mit herkömmlichen Schraubenverbindungen
- Ermittlung der Lastverteilung über die Gewindegänge und Visualisierung der Ergebnisse
Numerische Untersuchung einer Schneckenradwelle mit Klemmverbindung
Inhalte der Arbeit:
- Modellaufbau und Simulation unter realistischen Betriebsbedingungen
- Ermittlung von lokalen Beanspruchungen bzw. Spannungsmaxima
- Bewertung der Stützfunktion von Ritzelwelle und Schrumpfscheibe im Gesamtsystem
FEM-Vorverarbeitung durch NLP-Agenten-Workflows
Inhalte der Arbeit:
- Entwicklung eines LLM-basierten Agenten-Workflows
- Nutzung natürlicher Sprache und CAD-Daten (STEP) zur Generierung von FE-Eingabedateien
- Evaluierung der Effizienz und Praxistauglichkeit
Inhalte der Arbeit:
- Normrecherche & Relevanzprüfung (AP 203, 214, 242; AP 209 für FEA)
- Interoperabilitätsanalyse (Creo, Catia, Solidworks, sowie OpenCascade)
- Prototypische Umsetzung eines LLM-basierten Workflows zur STEP-Annotation
- Ableiten von Empfehlungen für nachgelagerte FEM-Workflows
Generative Design in CAD und CAE Anwendungen
Inhalte der Arbeit:
- Auswahl mehrere Softwareanwendungen die Generative Design anbieten
- Umfang und Einsatz von KI- und ML-Methoden in den Softwareanwendungen
- Auswahl eines geeigneten Anwendungsfalls, sowie geeigneter Randbedingungen
Inhalte der Arbeit:
- Physik-basierte Simulationen und maschinelles Lernen
- Hybride Modellierung und Datenanalyse
- Nachhaltige Bauteilentwicklung
Entwicklung eines Emissionsspektrometers für die Plasmaanalyse in PVD/PECVD-Prozessen
Inhalte der Arbeit:
- Entwicklung eines Sensors mit Anlagenintegration
- Validierung an einer PVD/PECVD-Anlage
Entwicklung eines Tribometers zur Langzeitverschleißmessung
Inhalte der Arbeit:
- Entwicklung und Aufbau eines Tribometers
- Validierung anhand eines tribologischen Modellsystems
Inhalte der Arbeit:
- Aufstellen des erweiterten mathematischen Federmodells zur Fugenpressungsberechnung
- Entwickeln eines Methodenträgers zur Ansteuerung des Modells und des Z88-Einflusszahlenlösers und Validierung
Entwicklung einer Methode zur statistischen Messunsicherheitsbewertung in Tribometerversuchen
Inhalte der Arbeit:
- Erstellen eines statistischen Modells für die Bewertung von Tribometerversuchen
- Experimentelle Validierung
Optimierung des tribologischen Verhaltens additiv gefertigter Metalle
Inhalte der Arbeit:
- Additive Fertigung von Proben und deren Präparation
- Experimentelle Untersuchungen (tribologisch, mechanisch, Mikrostruktur)
- Statistische Versuchsauswertung
Untersuchung von Fill-In-Effekten in direkten Sparse-Gleichungslösern zur Optimierung der FEA in Z88
Inhalte der Arbeit:
- Recherche zu relevanten Parametern der Systemmatrix, die den Umfang des Fill-ins im Kontext direk-ter Lösungsverfahren maßgeblich beeinflussen (z. B. Matrixstruktur, Bandbreite, Sparsity).
- Vergleich und Bewertung bekannter Permutationsmethoden (Minimum Degree, Nested Dissection, …).
- Entwicklung oder Einsatz von Verfahren zur Abschätzung des resultierenden Fill-Ins.
Spline-basierte Geometriekorrektur FE-diskretisierter Kontaktflächen für die Finite-Elemente-Analyse
Inhalte der Arbeit:
- Rekonstruktion der FE-Kontaktflächen mit Splines
- Modellaufbau und Anwendung auf verschiedene Pressverbände
Thermische Spaltbedingungen im Hinblick auf instationäre Simulationen
Mögliche Inhalte der Arbeit:
- Auswahl eines geeigneten Zeitschrittverfahrens für den Anwendungsfall
- Untersuchung der TSB in Bezug auf das gewählte Zeitschrittverfahren
- Demonstration der Methode an einem Minimalbeispiel
Inhalte der Arbeit:
- Recherche zu existierenden Beschichtungskonzepten
- Beschichtung von Proben auf einer PVD/PACVD-Beschichtungsanlage
- Tribologische Charakterisierung und Versuchsauswertung
Verwendung von großen Sprachmodellen zur Automatisierung von Konstruktionsaufgaben
Inhalte der Arbeit:
- Umsetzen eines LLM-gestützten Chatbots in Python
- Automatisierte Modellerzeugung
- Validierung mit analytischer Lösung nach Decker
Inhalte der Arbeit:
- Formoptimierung von Gitterstrukturen für eine bessere Lebensdauer
- Entwickeln eines Ansatzes zur Prognose der Zeitfestigkeit basierend auf FE-Ergebnissen
- Herstellen von 3D-gedruckten Probekörpern und experimentelle Validierung der Ansätze