Das UCI-Verfahren (Ultrasonic Contact Impedance) ist ein seit Jahrzehnten genormtes und weit verbreitetes Verfahren für die mobile Härteprüfung von Metallen. Dabei wird ein Stab, an dessen Ende sich ein Vickersdiamant befindet, mit Piezokristallen zu Longitudinalschwingungen angeregt. Wird der Stab mit dem Vickersdiamant in ein Material gedrückt, entsteht durch die Kontaktfläche eine Dämpfung, die eine Änderung der Eigenresonanzfrequenz bewirkt. Aus dieser Frequenzverschiebung im Vergleich zur ungedämpften Grundfrequenz wird der Härtewert bestimmt.
Immer komplexer werdende Prüfaufgaben erfordern an die Aufgabenstellung angepasste UCI-Sonden (z.B. Messungen in Rohren oder an Zahnflanken), weshalb Stäbe unterschiedlichster Längen benötigt werden. Da Längenänderungen massive Auswirkungen auf das Schwingungsverhalten haben, sind FEM-Simulationen erforderlich, um die Geräteentwicklung zu beschleunigen.
Bei der studentischen Arbeit handelt es sich um eine Kooperation mit dem Industriepartner BAQ GmbH. Im Rahmen dieser Arbeit soll aus den CAD-Daten des UCI-Systems von BAQ zunächst ein FEM-Simulationsmodell erstellt werden. Anschließend soll die Auswirkung von Parameteränderungen (u.a. Längenänderung des Stabes und Variation der Position der Piezos auf dem Stab) simuliert und mit experimentellen Untersuchungen bei BAQ verglichen werden.
Der Umfang der Arbeit ist skalierbar und lässt daher sowohl eine Bearbeitung als Studien- als auch Masterarbeit zu.
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