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Residual stress variations during fabrication
  • Studentische Arbeiten
    • Untersuchung biobasierter Klebstoffe für nachhaltige Anwendungen
    • Herstellung und Charakterisierung myzelbasierter Verbundwerkstoffe für den Einsatz in der Mobilität
    • Additive Fertigung - Untersuchung zum Schweißen von PBF-LB/M Bauteilen
    • Batterieforschung: Selektives Lasersintern für den Einsatz in zukünftigen Batterien
    • Beurteilung des Einflusses von Partikelkontaminationen in Abhängigkeit des Separators und der Verpressung durch den Hi-Pot Test
    • Kontaktierung von metallisierten Polymerfolien für die Verwendung in Rundzellen: Konzeptentwicklung und Validierung
    • Optimierung eines Biegeversuchs zur mechanischen Charakterisierung von Batterieelektroden
    • Lokale Dehnfeldbestimmung mittels Digital Image Correlation
    • Zähigkeit von höchstfesten, geschweißten Stählen
    • Entwicklung einer Structural Health Monitoring Methode für zukünftige Fahrzeugkonzepte mit faseroptischer Messtechnik
    • Entwicklung von neuen Debonding on Demand-Methoden
    • Laserbasiertes Öffnen von Batteriezellen
    • Konzeption und Erprobung einer Vorrichtung und Methode zur In-situ-Kalibrierung von Kraftsensoren im Druckgießprozess
    • Konzeptionierung, Aufbau und Erprobung einer digitalisierungsgerechten Trennmittel-Mischeinheit für den Druckgießprozess
    • Laserstrahlkonfektionierung von Lithium-Metall Anoden
    • Laservorbehandlung von Aluminiumdruckguss für die In-Mold Assembly mit Kunststoff
    • Lösen von Klebungen in Batteriesystemen
    • Prälithiierung von Graphit-Silizium Elektroden für den Einsatz in Lithium-Ionen Batterien
    • Prognose von Bauteileigenschaften im Druckguss mithilfe von maschinellem Lernen
    • Remelting effect on temperature field, residual stress, and distortion in WAAM components
    • Reproduzierbare Herstellung von Musterprüfkörpern zu Qualifizierung zerstörungsfreier Prüfverfahren
    • Residual stress variations during fabrication
    • Umbau und Test eines Heizsystems
    • Untersuchung biobasierter Materialien für die Anwendung in nachhaltigeren Li-Ionen-Batterien
    • Untersuchung der lokalen Klebeignung von Aluminium-Druckgussbauteilen
    • Untersuchung der lokalen Schweißeignung von Aluminium-Druckgussbauteilen
    • Sprödbruchverhalten kaltumgeformter und geschweißter Stähle
    • Zähigkeit von höchstfesten, geschweißten Stählen

Residual stress variations during fabrication

Hintergrund

In practice, general structures are fabricated by a series of production processes such as cutting, welding/ joining, and residual stress relieving, etc. In thermal process such as cutting and welding, residual stresses are unavoidably generated in the components. Since residual stresses might affect the structural integrity and service life, the postprocessing heat treatment is usually applied to relieve the generated residual stress in structures. To assess the structural integrity, it is necessary to know the magnitude and distribution of residual stress during fabrication at the design stage.

The samples with designed size are obtained from a big plate by cutting. The generated residual stress in this stage is called initial residual stress. Then, the cut samples are heat treated (annealing) to remove this initial residual stress in some cases. After that, the specimens are welded and the welding residual stresses are generated in the components. Finally, the residual stress relieving is performed to eliminate residual stress. However, there is almost no systematically investigaztion yet to quantitatively show the variation of residual stress during the whole fabrication.

Aufgabe

First of all, the designed geometry of samples will be cut and machined from a large plate. After that, the heat treatment will be performed. Then, these samples will be welded using tungsten inert gas welding without the addition of filler wire. Finally, the post-weld heat treatment is performed. Note that the residual stress in the components will be measured by using X-ray diffraction at each stage.

Schematical representation of fabrication flowchart
Schematical representation of fabrication flowchart

Im Rahmen einer studentischen Arbeit ergeben sich folgende Aufgabenfelder:

  • Literature research on this topic
  • Performing manufacturing process experiments
  • Results analyses, discussion, and written elaboration

Umfang der Arbeit

The scope of the work is scalable and therefore allows for a bachelor’s thesis, student research project, and master’s thesis. A detailed assignment can be requested from the supervising research assistant. The time for familiarization is given under supervision.

Voraussetzungen

  • Known requirements of the faculty for the submission of a student research project or thesis.
  • Commitment and fun in production processes.
  • Time for familiarization under supervision.
  • Fluent English and German

Beginn

The work can start immediately.

Dr. Ing. Jiamin Sun
+ 49 531 391 95513
jiamin.sun(at)tu-braunschweig.de
Dr.-Ing. Jiamin Sun
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