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Professur Adaptronik und Funktionsleichtbau
Professur Adaptronik und Funktionsleichtbau

Studentische Arbeit der Professur Adaptronik und Funktionsleichtbau

Thema: Konzeptentwicklung eines Prüfstandes zur Charakterisierung von magnetischen Formgedächtnislegierungen
Die erst in den letzten Jahrzehnten entwickelten magnetischen Formgedächtnislegierungen (magnetic shape memory alloy - MSM) gehören zu den Smart Materials. Sie reagieren auf ein Magnetfeld mit einer außergewöhnlich hohen Dehnung bei moderaten Frequenzen im Vergleich zu piezoelektrischen Keramiken. Das sich daraus ergebene hohe Arbeitsvermögen bietet erhebliches Potenzial in der Anwendung als Aktorik. Zur Auslegung solch einer Aktorik sind neben den magnetischen Eigenschaften des Materials auch Spannungs-Dehnungs-Diagramme, Kraft-Temperatur-Diagramme sowie der Zusammenhang zwischen der elektrischen Spannung der Spule, Magnetfeld im Luftspalt zwischen Spule und MSM-Material und der Dehnung des Materials erforderlich. Die Ermittlung der magnetischen Eigenschaften erfolgt mittels eines Permagraphs. Nach dem Stand der Technik ist eine geeignete Prüfmaschine für alle weiteren Kenndaten nicht verfügbar. Deshalb soll eine vorhandene Zug-Druck-Prüfmaschine mit geeigneter Messtechnik erweitert werden. Außerdem ist eine Vorrichtung zur Fixierung der Spulen und des MSM-Materials zu entwickeln. Die Auslegung der Spulen ist dabei nicht Inhalt dieser Arbeit.

Ziel dieser Arbeit ist ein Gesamtentwurf eines Prüfstandes zur Charakterisierung von MSM-Materialen. Schwerpunkte dabei bilden die zu integrierende Messtechnik, die methodische Entwicklung der Vorrichtung sowie ein geeignetes Temperierungskonzept.  

Daraus ergeben sich folgende Arbeitsschritte (Umfang Bachelorarbeit):
  • Literaturrecherche zu Möglichkeiten der Charakterisierung von MSM
  • Festlegung von Anforderungen und Ableitung von Spezifikationen
  • Entwurf Gesamtsystem
  • Entwurf Komponenten
Für eine Masterarbeit ergeben sich die weiterführenden Schritte:  
  • Komponententests
  • Systemintegration
  • Funktionsnachweis

Betreuer: M. Sc. Christian Titsch, Tel.-Nr.: 0371 531-33391