Ausschreibung in unserer Fachgruppe
Nachhaltige Systeme
für eine theoretische
Master- / Bachelorarbeit
Analyse der Einflussparameter auf das
Beulverhalten einer punktbelasteten Membran mittels FEM
Am ifas wird ein bistabiles System zur Energiezwischenspeicherung für Druckbooster entwickelt.
Druckbooster sind pneumatisch getriebene Vorrichtungen zur lokalen Druckerhöhung. Im Beson- deren sind diese im Hinblick auf den Einsatz von Wasserstoff in der Mobilität attraktiv. Der Was- serstoff muss mit einem bedarfsgerechten Druck zur Betankung des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Auch im produzierenden Gewerbe lassen sich signifikante Energieeinsparungen erzielen. Durch Senkung des Netzdrucks können Verluste verringert werden.
Zur Effizienzsteigerung der Druckbooster soll die überschüssige Expansionsenergie zu Hubbe- ginn im mechanischen Zwischenspeicher aufgenommen und im Verdichtungsprozess gegen Hubende wieder abgeben werden. Die Konzeptidee gleicht einer Tellerfeder/ Membran, die an die Kolbenstange des Druckboosters gekoppelt ist. Um den Kraftverlauf bezüglich der anliegen- den Kraft in der Kolbenstange beeinflussen zu können, ist eine „justierbare Federsteifigkeit“ die- ser Membran erforderlich.
Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss der Vorspan- nung auf das Beulverhalten der Membran und den anschließenden mechanischen Durch- schlageffekt zu untersuchen. Mithilfe eines ver- einfachten CAD-Modells sollen die Randbedin- gungen, sowie die geometrischen Abmaße vari- iert und so Abhängigkeiten untersucht werden.
Dazu sollen die Auswirkungen auf das paramet- risierte Modell mittels Ansys simuliert werden.
Wesentliche Punkte der Arbeit:
Einarbeitung in das Beulverhalten von Membranen / den Durchschlageffekt
Aufbau eines vereinfachten, parametrisierten CAD-Modells
Simulation mit variierten Randbedingungen in Ansys
Dokumentation der Ergebnisse
Interessiert? Dann bring Dein Interesse und Deine Neugier mit ein und melde dich!
Matthias Schmid, M.Sc.
Campus-Boulevard 30 52074 Aachen
Telefon: +49 241 80-47736 Fax: +49 241 80-647712
matthias.schmid@ifas.rwth-aachen.de 02.02.2021
