Prof. Thomas Böhlke
R. Böhm
C. Nitsch

Vertiefung im Fach Mechanik gewünscht
Ein Praktikum ist möglich.

Prof. Thomas Böhlke

Themenbeschreibung:

Im Rahmen der Zulassung von Flugtriebwerken liegt besonderes Augenmerk auf dem Nachweis des sicheren Flugbetriebs, auch in Fehlerfallszenarien. Ein abzusicherndes Szenario wird beschrieben durch das (z.B. ermüdungsbedingte) Abreißen einer einzelnen rotierenden Laufschaufel. Hierbei muss die umgebende Gehäusestruktur in der Lage sein, die Schaufel innerhalb des Triebwerks zu halten, ein „Durchschlagen“ und damit eventuelle Treffer der Flugzeugzelle folglich zu verhindern. Zur Bewertung der Durchschlagfestigkeit der Gehäusestrukturen werden in der Regel Simulationsmodelle für kurzzeitdynamische Untersuchungen herangezogen. Sowohl die Aufbereitungszeiten dieser Modelle als auch die Rechenzeiten und –kosten sind signifikant. Für die Bewertung der Durchschlagfestigkeit in frühen Entwicklungsphasen, weit vor der Zulassung des Triebwerks, werden vereinfachte und weniger aufwändige Methoden gesucht.

Ziel der Arbeit ist zunächst die Identifikation physikalisch motivierter analytischer Modelle zur Beschreibung der Durchschlagfestigkeit. Anschließend sind deren Modellparameter durch geeignete numerische Untersuchungen zu charakterisieren. Diese Modellparameter sind sowohl anhand numerisch erzeugter, als auch realer Versuchsergebnisse zu validieren. Schließlich ist eine Empfehlung für eine vereinfachtes Methodenframework zu erarbeiten. Für die numerischen Untersuchungen ist vorgesehen nichtlineare, explizit-dynamische FEM-Simulationen mit Ansys LS-Dyna zu verwenden.

Über das Unternehmen:
Die MTU Aero Engines ist der führende deutsche Triebwerkshersteller und weltweit eine feste Größe. Das Unternehmen entwickelt, fertigt, vertreibt und betreut Luftfahrtantriebe aller Schub- und Leistungsklassen sowie stationäre Industriegasturbinen. Im Zivilgeschäft fliegen etwa 30% der Flugzeuge mit MTU-Technologie.