Studentische Ausschreibungen
Wir können Ihnen kontinuierlich interessante Aufgaben in den Bereichen Festigkeit, Tribologie, Gleitlager, (nachhaltige) Produktentwicklung, Optimierung, Nachgiebige Systeme und Transition Engineering anbieten. Wir haben es nur leider noch nicht gechafft, diese hier zu vermerken. Sprechen Sie uns bitte sehr gern an.Art
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Numerische Untersuchungen zur Drehmomentübertragbarkeit von Passfederverbindungen mit einsatzgehärteten Wellen und Naben
22.09.2026
Ansprechperson: Benjamin Muhammedi, M.Sc.
Simulation, Studentische-Ausschreibung
Passfederverbindungen sind essenzielle Maschinenelemente im Getriebebau. Ihre einfache Fertigung und Montage zeichnen diese insbesondere als Anschlusselemente für Antriebs- und Arbeitsmaschine aus. D...
Numerische Untersuchungen zur Drehmomentübertragbarkeit von Passfederverbindungen mit einsatzgehärteten Wellen und Naben
22.09.2026Passfederverbindungen sind essenzielle Maschinenelemente im Getriebebau. Ihre einfache Fertigung und Montage zeichnen diese insbesondere als Anschlusselemente für Antriebs- und Arbeitsmaschine aus. Die Geometrie der Nuten in Welle und Nabe ist nach DIN 6885 [1] genormt. Dabei hängen die Nutbreite und die Nuttiefe direkt vom Fügedurchmesser der Verbindung ab. Der einzig freibleibende Konstruktionsparameter der formschlüssigen Verbindung ist die tragende Länge.
Diese wird nach DIN 6892 [2] auf Basis einer kritischen zulässigen Flächenpressung p_krit berechnet. Neben der – auch im Maschinenbaustudium behandelten – Methode C zur Vorauslegung existiert ein weiterführender rechnerischer Nachweis nach Methode B. Zur treffsicheren Bewertung der Drehmomentübertragbarkeit sind experimentelle und numerische Studien durchzuführen. Diese können Gegenstand der nicht näher definierten Methode A sein. Im aktuellen Stand der Forschung [3], [4] hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere für Verbindungen mit duktilen Wellen (C45+N und 42CrMo4+QT) die kritische Flächenpressung kein geeignetes Versagenskriterium darstellt. Vielmehr bietet sich der Ansatz einer zulässigen (teil-)plastischen Verformung der Wellennut als Versagenskriterium an. Daraufhin wurde ein Kriterium basierend auf einer volumetrischen Verformung v_krit der Wellennut für duktile Werkstoffe auf experimenteller und numerischer Basis abgeleitet [5].
Ziel der Arbeit ist die Validierung dieses Versagenskriteriums, anhand von numerischen Untersuchungen (Abbildung 1), für einsatzgehärtete Wellen- und Nabenwerkstoffe (18CrNiMo7-6 Eh und 16MnCr5 Eh).
Abbildung 1: Numerische Untersuchung zur plastischen Deformation der Wellennut an duktiler Welle
Zur Erreichung des Forschungsziels sind folgende Teilaufgaben zu bearbeiten:
- Literaturrecherche zum Stand der Forschung und Technik zu den Themen: Passfederverbindungen, Einsatzhärten, Elasto-Plastische-Materialmodelle und deren Implementierung in FE-Programme
- Modellierung der Passfederverbindungen mit einsatzgehärteten Wellen und Naben in FE-Software
- Durchführung von Simulationen mit einem und n-Lastwechseln zur Beschreibung der Lastzyklenabhängigkeit
- Validierung und Überprüfung, des in [5] dargestellten Versagenskriteriums
- Ergebnisinterpretation und -Darstellung in einer schriftlichen Arbeit
Diese studentische Arbeit wird von Hr. Benjamin Muhammedi, M. Sc. betreut.
benjamin.muhammedi@mb.tu-chemnitz.de
[1] „DIN 6885 - Mitnehmerverbindungen ohne Anzug, Passfedern, Nuten - Hohe Form - Teil 1: Maße, Toleranzen, Masse“. Beuth Verlag GmbH, 2021.
[2] „DIN 6892, Mitnehmerverbindungen ohne Anzug - Passfedern - Berechnung und Gestaltung“. Beuth Verlag, 2025.
[3] F. Kresinsky, „Übertragungsverhalten torsionsbeanspruchter Passfederverbindungen“, Dissertation, Technische Universität Chemnitz, Chemnitz, 2024.
[4] F. Kresinsky und E. Leidich, „Failure Mechanism in feathered key shaft hub connections under torsional load“, gehalten auf der Danubia Adria Symposium, Triest, 2017.
[5] B. Muhammedi, A. Hasse, und E. Leidich, „Enhanced design approach for keyed connections considering shaft keyway deformation“, Engineering Research, Bd. 90, Nr. 1, S. 3, Feb. 2026, doi: 10.1007/s10010-025-00934-8.
Schlagwörter: Forschung, IKAT, Passfederverbindung, Welle-Nabe-Verbindungen
Kategorie: Simulation, Studentische-Ausschreibung
Ansprechperson: Benjamin Muhammedi, M.Sc. ( benjamin.muhammedi@…)
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20.05.2022
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