Professur Maschinenelemente und Produktentwicklung
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Neuigkeiten

PA AK Welle-Nabe-Verbindungen an der TU Clausthal

21.05.2024
PA AK Welle-Nabe-Verbindungen an der TU Clausthal

Vom 16.-17, Mai präsentierte die Fachgruppe WNV/Festigkeit ihre Forschungsergebnisse auf dem PA AK WNV an der TU Clausthal. Im Kuppelbau der Aula Academica wurden insbesondere Themen reibschlüssiger und formschlüssiger Welle-Nabe-Verbindungen diskutiert und besprochen. Der Transfer von Forschung in die Praxis ist eine wichtige Funktion des PA AK WNV, weshalb neben Vertretern von Forschungsstellen aus dem gesamten Bundesgebiet ebenso viele Vertreter aus der Industrie anwesend waren. Wir danken für den konstruktiven Austausch und die hervorragende Organisation der Veranstaltung bei der FVA und dem IMW.

Vorstellung Sensorintegrierende Passfeder beim DMK 2024

16.05.2024
Vorstellung Sensorintegrierende Passfeder beim DMK 2024

Vom 14.05.-15.05. fand das Dresdner Maschinenelementekolloquium statt. Das IKAT präsentierte – Vertreten durch Herrn Muhammedi – den aktuellen Stand zum Projekt Sensorintegrierende Passfeder. Wir bedanken uns für den konstruktiven Austausch und den spannenden Input während der Tagung. Wir freuen uns auf das DMK 2026.

Kooperativer Forschungsaufenthalt in Schottland

30.04.2024
Kooperativer Forschungsaufenthalt in Schottland

Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem IKAT und dem Institute for Life and Earth Sciences an der Heriot Watt University absolviert Frau Nettlenbusch von der Fachgruppe Produktentwicklung einen Forschungsaufenthalt zum Thema Transition Engineering. Das Hauptziel dieser Reise nach Schottland besteht darin, den Ansatz des Transition Engineerings von Susan Krumdieck als Instrument zur Förderung nachhaltiger Produktentwicklung näher zu erforschen.

Ein Fallbeispiel wird untersucht, das die Frage behandelt, ob Orthesen durch den Einsatz von Transition Engineering nachhaltiger gestaltet werden können. Dabei geht es um die Analyse der gesamten Lebenszyklus-Aspekte, von der Herstellung bis zur Entsorgung, um potenzielle Verbesserungen zu identifizieren.

Zusätzlich zur Forschungsvorbereitung dient der Aufenthalt am Orkney Research & Innovation Campus in Schottland der Planung eines Workshops, der von Professor Krumdieck Anfang Juni an der Technischen Universität Chemnitz abgehalten wird. Der Schwerpunkt des Workshops wird auf der Fallstudie liegen, die im Verlauf des vierwöchigen Forschungsaufenthaltes entwickelt wird.

Nachhaltige Produktentwicklung

22.04.2024

Bisher werden technische Produkte oft erst nach deren Entwicklung auf deren Nachhaltigkeit in der gesamten Bandbreite untersucht. Die Erkenntnisse können damit erst in der späteren Produktgeneration berücksichtigt werden, falls eine evolutionäre Weiterentwicklung geplant ist. Bei revolutionären Produkten und disruptiven Entwicklungen ist keine generationelle Entwicklung zu finden, demnach liegen keine Informationen zu Nachhaltigkeit früherer Generationen vor. Das Entwicklungsziel ist damit klar definiert: eine produktentwicklungsbegleitende Nachhaltigkeitsbewertung, die mit dem Beginn der Konzeption des Produktes startet und den gesamten Prozess begleitet. Liegen keine Informationen zu vorherigen Generationen vor, kann die Bewertung aufgrund geringer Information nur grob richtungsweisend sein und präzisiert sich zunehmend aufgrund zunehmender Information, welche im Verlauf der Produktentwicklung über das Produkt vorliegen. Auf diese Weise ist es möglich, jedes Produkt, unabhängig von seiner Vorgeschichte, auf Nachhaltigkeit zu bewerten. Zudem können die Erkenntnisse aus dem Vorprodukt durch eine adäquate Dokumentation genutzt werden.

 

Forschung

Inhaltverzeichnis

1   AI in Design
2   Welle-Nabe-Verbindungen
3   Reibkorrosion
4   Gleitlager
5   Nachgiebige Mechanismen
6   Festigkeit von Verzahnungen
7   Reibwertverhalten
8   Nachhaltige Produkte

1    AI in Design

Gleitlager
Das tiefe Lernen (DL) und die künstlichen neuronalen Netze (ANN) gehören beide zum Bereich des maschinellen Lernens (ML), der wiederum der KI zugeordnet ist. ANNs sind in der Lage, komplexe Zusammenhänge zu erlernen und auszuführen, was in den letzten Jahren zu bemerkenswerten Ergebnissen geführt hat.

2    Welle-Nabe-Verbindungen

Welle-Nabe-Verbindungen
Die zulässigen Beanspruchungen von ausgewählten Welle-Nabe-Verbindungen (Kegel-, Zylinderpressverband sowie Passfeder-, Rändel-, Polygonverbindung, etc.) werden im Bereich der Dauer-, Zeit- und Betriebsfestigkeit seit Jahrzehnten schwerpunktmäßig am IKAT untersucht. Dabei wird des Verhalten sowohl unter einzelnen Belastungen (Biegung, Torsion) wie auch kombinierten dynamischen Lasten analysiert.

3    Reibkorrosion

Reibkorrosion
Im Kontakt verschiedener Bauteile initiieren Verformungen in Verbindung mit dem vorherrschenden Fugendruck den Schädigungsprozess der Reibdauerermüdung (Reibkorrosion). Aktuelle Forschungsaktivitäten am Institut konzentrieren sich auf die grundlagenorientierte Erforschung des Schadensphänomens Reibkorrosion und verfolgen die Zielstellung der Erarbeitung eines wirkungskonformen Berechnungsverfahrens.

4    Gleitlager

Gleitlager
Wachsender ökologischer und ökonomischer Druck führt in der Entwicklung der Gleitlager zu immer höheren und komplexeren Beanspruchungen. Die Forschung am Institut beschäftigt sich daher vorrangig mit der Untersuchung und Entwicklung von alternativen Gleitwerkstoffen und dem Einfluss geometrischer Abweichungen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt im Verschleißverhalten bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen (Partikel, Mischreibung, Hydrodynamik).

5   Nachgiebige Mechanismen

Nachgiebige Systeme
Während konventionelle Mechanismen ihre Verformbarkeit den gleitenden oder rollenden Schnittstellen in den Gelenken verdanken, erfüllen nachgiebige Mechanismen ihre Funktion durch elastische Dehnungen an Stellen, die beim Entwurf bewusst flexibel gestaltet werden. Dieses Funktionsprinzip ermöglicht neuartige, formadaptive Strukturen, welche beispielsweise in der Softrobotik oder bei formvariablen Tragflächen Anwendung finden können. Die Professur setzt hierbei den Forschungsschwerpunkt auf optimierungsbasierte Synthesemethoden.

6   Festigkeit von Verzahnungen

Festigkeit von Verzahnungen
Die Festigkeitsuntersuchungen fokussieren auf die Zahnfußtragfähigkeit von Schneckenradgetrieben. Die Herausforderung zur numerischen Abbildung liegt in der komplexen Geometrie und im speziellen Werkstoff Bronze.

7    Reibwerte für kraftschlüssige Verbindungen

Reibwerte für kraftschlüssige Verbindungen
Der Haftreibwert (auch: Reibbeiwert oder Reibungszahl) ist als eine Systemgröße mit einer Vielzahl beeinflussender Parameter zu verstehen. Um bestehende Potentiale in reibschlüssigen Verbindungen (u. a. Schrauben-, Flansch-, Pressverbindungen) zu nutzen, ist eine experimentelle Untersuchung unerlässlich. Mit Hilfe standardisierter Prüfverfahren an Modellproben werden an der Forschungsstelle verschiedenste tribologische Konfigurationen hinsichtlich ihres Übertragungsverhaltens betrachtet. Ein Hauptforschungsgebiet ist dabei die Synthese neuer Auslegungs-/Auswahlwerkzeuge für reibwerterhöhende Maßnahmen (z. B. Mikro-/Laserstrukturen, Hartpartikel, Beschichtungen) für statische und dynamische Belastungsfälle.

8    Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung

Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung
Wie lässt sich Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung schon gleich zu Beginn mit Denken? Wie lassen sich Grundprinzipien der Nachhaltigkeit: Menschenrechte, Kreislaufwirtschaft, Natur- und Ressourcenschutz und betriebswirtschaftliche Tragfähigkeit in Produkten verankern? Welche Methoden und Fähigkeiten benötigen Entwickler, Konstrukteure und Manager zur Umsetzung nachhaltiger Produkte in ihrer ganzen Komplexität?

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