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3. Studentisch-wissenschaftliche Konferenz

Von der Theorie bis zur Praxis - aktuelle Arbeiten von Studenten der Fakultät Maschinen- und Energietechnik

Im  Sommersemester 2009 fand die 3. Studentische-wissenschaftliche Konferenz statt.

Dank reger Teilnahme fanden sich auch dieses Mal 6 Studenten bzw. Alumni, die Ihre aktuellen Arbeiten und Projekte den Studenten der jüngeren Semester vorstellten. Geleitet wurde die Konferenz von Sandra Domann, Mitglied der Fachschaft ME und Professor Dr.-Ing. Bäsel

Folgende Themen wurden vorgetragen:

  • Stirling macht mobil
  • Verfahren zur Evaluierung der Topographie von Patientengesichtern
  • Völlig neuartige Schadensdiagnose auf der Basis drahtloser taktiler Sensoren
  • Vergleichende FEM-Analysen der additiven Schraubenfixation an Revisionspfannen bei Wechseloperationen
  • positionsgeregelter Antrieb des Hubwerks am Schaufelradbagger SRs 2000
  • Energiekonzeptstudie Friedrich-Bosse Straße in Leipzig
  • Kühllastberechnung in der neuen VDI 2078

 

„Stirling macht mobil“

Student Eric Timmermann:

Mobilität wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle im Leben der Menschen spielen. Um dabei auch noch umweltfreundlich zu sein, sind andere Technologien erforderlich. Ferchau Engineering hat 2008 einen Wettbewerb zum Bau eines Modellautos, das sich nur mit regenerativen Energien fortbewegt, ausgeschrieben. Mein Konzept ist dabei in die Finalrunde gekommen und mir wurde unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. D. Riemer am Mechatroniklabor die Möglichkeit gegeben, die Idee wahr werden zu lassen. Im Konzept war dabei ein System mit einem Stirlingmotor vorgesehen. Ab einer gewissen Temperatur beginnt sich dieser Heißgasmotor zu drehen und gibt Energie ab. Die dazu benötigte Wärme wird durch eine aufmontierte und drehbar gelagerte Fresnellinse erzeugt. Mittels Sensoren und eines kleinen Motors wird die Linse stets zur Sonne ausgerichtet und bündelt die Sonnenstrahlen auf die heiße Seite des Motors. Die gewonnene mechanische Energie wird durch einen gekoppelten Generator in elektrischen Strom umgewandelt und in einen Akkumulator gespeist. Der eigentliche Antrieb des Fahrzeugs erfolgt also über einen Elektromotor. Dadurch ist es ebenso möglich, das Auto sehr variabel zu steuern und im Stand die Sonnenenergie zu nutzen.

 

„Völlig neuartige Schadensdiagnose auf der Basis drahtloser taktiler Sensoren“

Vortragender Martin Neuburger

In diesem Vortrag wurde das Projekt zur Schadensdiagnose für langsam drehende Wälzlager vorgestellt. Dazu wurde zuerst der aktuelle Versuchsstand mit der dazugehörigen Messstrecke beschrieben und einige Aspekte für die Zielsetzung des Gesamtprojekts angesprochen (z.B. Restlebensdauerbestimmung für Wälzlager). Danach erfolgte eine nähere Beschreibung der Messtrecke von der Datenaufnahme am Lager, bis hin zur Auswertung der Messdaten am PC.

Die Messdatenaufnahme wird dabei durch einen neuartigen taktilen Sensor bewerkstelligt, der die Oberfläche des Wälzlagers abtastet und somit auftretende Fehlerstellen detektieren kann. Diese analogen Messwerte werden dann digitalisiert und per Funk an einen PC übertragen. Dort können sie mit Hilfe der Software LabView ausgewertet und für den Anwender grafisch dargestellt werden.

Durch die Vielseitigkeit des Projekts bieten sich interessante Möglichkeiten für weiterführende Arbeiten (z.B. Bachelor- oder Masterarbeit). Hier ein paar Perspektiven und Ausblicke:

1. Hardwareentwicklung: - Verbesserung des bestehenden Sensors oder Versuchsaufbaus

  • Platinenentwurf für die gesamte Messelektronik
  • Realisierung einer autarken Energieversorgung für die durch die vorhandene Rotationsenergie des Wälzlagers

2. Hardwarenahe Programmierung (Mikrocontroller):

  • Weiterentwicklung der bestehenden Funkverbindung
  • höhere Messdatenrate durch 'intelligente' Messdatenverarbeitung

3. Softwareprogrammierung (LabView):

  • Auswertung oder Darstellungen der Messwerte erweitern (z.B. Langzeituntersuchungen) 

Interessenten können sich gern beim Projektverantwortlichen Prof. Riemer melden.

 

„Vergleichende FEM-Analysen der additiven Schraubenfixation an Revisionspfannen bei Wechseloperationen“

Vortragender: Andreas Schaller,

(Mitwirkende: Bischoff M., Ellguth M., Klöhn C. Scholz R., Voigt C.)

Bei der Versorgung von Patienten mit zementfreien Hüftendprothesen, ist besonders die erste Zeit nach der Implantation als kritisch zu sehen. Die Primärstabilität muss somit operativ hergestellt werden. In der Revisionsendoprothetik ist hierfür besonders die Funktion der Verankerungselemente wichtig.

In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit der Herangehensweise an dieses Problem mit Hilfe von analytischer Berechnung und Computersimulation beleuchtet. Zu diesem Zweck wurden zuerst 3D-Modelle der Verankerungselemente in der CAD-Software CATIA erstellt. Danach wurden diese hinsichtlich der Oberflächenvernetzung optimiert und für die Analyse in die FEM-Software ANSYS mit Hilfe der Software Mathematica überführt.

Um das Verhalten der Schrauben und deren Knochenumgebung auf äußere Belastungen zu untersuchen, wurden die Verankerungselemente mit selbst gewählten Standardlasten in axialer Richtung belastet.

Es wurde die Verteilung der von Mises Vergleichsspannung der Knochenschraube (6,5 x 40 mm), der Knochenschraube (6,5 x 25 mm) und deren jeweilige vereinfacht modellierte Knochenumgebung ausgewertet.

Anhand der Ergebnisse können die Verankerungselemente hinsichtlich des bestehenden Versagensrisikos bewertet werden. Weiterhin kann die mechanische Kraft übertragung von der Implantatkomponente über die Verankerungselemente auf das periprothetische Knochenlager dargestellt werden. Aus den Ergebnissen lassen sich Empfehlungen für den Operateur für die Verwendung von geeigneten Verankerungselemente ableiten.

Letzte Änderung: 28.8.2017
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