Beispiele abgeschlossener oder laufender Studien- und Diplomarbeiten:

1. Diplomarbeit I: Interferometrische Ganzfeldmessung der Konturneigung von Freiformflächen mit der Phasenschiebe-Shearografie. Bearbeiter: cand. mach. M. Zindel, Betreuer: Prof. W. Steinchen, P. Mäckel
   
   
2. Studienarbeit: Entwicklung eines interferometrischen Meßverfahrens für ‘temperaturbelastete’ Festkörper Bearbeiter: cand mach. J. Woyke. Betreuer: Prof. W. Steinchen, P. Mäckel
   
   
3. Externe Diplomarbeit I bei der Firma Dr. Ettemayer GmbH. Bearbeiter: cand mach. J. Woyke. Betreuer: Prof. W. Steinchen, P. Mäckel
   
   
4. Studienarbeit: Konstuktion einer Versuchseinrichtung zur Messung der Wärmeübertragungsfähigkeit von Festkörpern in Fluidströmungen mit der Shearografie. Bearbeiter: cand. mach. M. Rothe, Betreuer: Prof. W. Steinchen, P. Mäckel
   
   
5. Studienarbeit: Entwurf und Konstruktion einer Versuchseinrichtung zur Bestimmung der thermischen Verknüpfungsstruktur von porösen Körpern und Gewebepackungen. Bearbeiter: cand. mach. F. Harris Betreuer: Prof. W. Steinchen, P. Mäckel
   
   
6. Studienarbeit: Konstruktion einer Zugvorrichtung für Mikrobauelemente. Bearbeiter: cand. mach. N. Rode, Betreuer: Prof. W. Steinchen, F. Vössing

Konstruktion "SHEAROGRAFIE INTERFEROMETRIE MIKROSKOP" (SIM)

Art der Arbeit:

Konstruktive Studienarbeit

Problem:

Bei dem immer größer werdenden Interesse an der Mikrosystemtechnik entsteht das Problem, daß bei dem Verhalten von Mikrobauteilen (im µm-Bereich) in Bezug auf die Spannungen und Dehnungen kaum Aussagen über ihren Verlauf gegeben werden kann. Mit Hilfe von Modellgesetzen von Makrobauteilen kann nicht unbedingt auf das Verhalten von Mikrobauteilen geschlossen werden und andere Verfahren wie z.B. die DMS-Technik sind auf Mikrobauteilen durch ihre Größe nicht anwendbar. Durch die Anwendung des Verfahrens Shearografie, welches die Dehnungen optisch und berührungslos auf einer Bauteiloberfläche mißt, können die Dehnungsverteilungen durch die Verwendung eines "Long-Distance-Mikroskops" zur Vergrößerung sichtbar gemacht werden.

Aufgabe:

Es ist ein Stativ für ein "Long-Distance-Mikroskop" zu konstruieren, welches einen kompakten Miniatur-Michelson-Interferometer enthalten soll. Das Stativ sollte somit folgende Randbedingungen erfüllen:

Prüfer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen
Dipl.-Ing. F. Vössing

Kontaktaufnahme:

Dipl.-Ing. F. Vössing

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Interferometrische Ganzfeldmessung der Konturneigung von Freiformflächen mit der Phasenschiebe-Shearografie

Art der Arbeit:

Experimentelle und theoretische Diplomarbeit

Problem:

In der experimentellen Festkörpermechanik finden die Laser-Speckle-Methoden nicht nur in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung und Bauteiloptimierung sondern zunehmend auch auf den Gebieten der Dehnungsmessung und Schwingungsanalyse breitere Anwendung. Sie messen berührungslos und benötigen daher i.d.R. einen geringen Zeit- und Arbeitsaufwand zur Vorbereitung und Durchführung der experimentellen verformungs- und dehnungsanalytischen Untersuchungen.
Die quantitative Auswertung beschränkt sich hierbei auf ebene Oberflächen. Bei realen Bauteilen liegen jedoch meist beliebig geformte Oberflächen vor. Zur Lösung dieses Problems wird ein Verfahren entwickelt, welches die Messung von Dehnungen auf beliebig gekrümmten Oberflächen mit dem Meßsignal der Shearografie direkt in Verbindung mit einer einmaligen Konturvermessung ermöglichen soll. Der Grundgedanke dabei ist, die Konturneigung als die Ursache für eine systematische Abweichung des Meßsignals zu erfassen und daraus entsprechende Kompensationsmaßnahmen abzuleiten.

Aufgabe:

Im shearografischen Meßsignal ist die Konturneigung der Oberfläche ganzflächig enthalten, wenn eine definierte Änderung der Lichtwege von der Beleuchtungsquelle bis zur Bildebene erzeugt wird. Aufgabe der Diplomarbeit ist, dieses Phänomen und die entsprechenden Verfahren zur Messung der Konturneigung in diesem Kontext nach folgenden Punkten theoretisch und praktisch zu analysieren:

1. Die theoretischen Grundlagen sollen nach der vorhandenen Literatur erarbeitet, die getroffenen Vereinfachungen bei der Herleitung der mathematischen Lösungen analysiert und die darin enthaltenen Einschränkungen abgeleitet werden.
2. Die möglichen analytischen Methoden können weiter entwickelt und untersucht werden.
3. Praktische Messungen mit den vorhandenen shearografischen Meßmethoden des Labors SHS sollen anhand einer als bekannt und ideal vorausgesetzten Kontur in Form einer Kugel durchgeführt werden. Dabei sollen die aus der Theorie abgeleiteten Einflußgrößen und Parameter der Verfahren so variiert werden, daß die theoretischen und praktischen Einschränkungen experimentell aufgezeigt und diskutiert werden können.
4. Die Abweichungen ausgewählter Messungen von der theoretisch wahren Kugelkontur sollen entsprechend der erarbeiteten Methoden quantifiziert werden.
5. Eine Gegenüberstellung der Verfahren, Abweichungen und Grenzen soll die Ergebnisse der Diplomarbeit zusammenfassen.

Darüber hinausgehend kann in Hinblick auf den Zusammenhang der Aufgabe eine passende Methode empfohlen und als praktische Anwendung zur Konturerfassung ein Körper freier Wahl untersucht werden.

Bearbeiter:

Michael Zindel

Prüfer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen
Dipl.-Ing. P. Mäckel

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen
Dipl.-Ing. P. Mäckel

Kontaktaufnahme:

Dipl.-Ing. P. Mäckel

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Entwicklung eines interferometrischen Meßverfahrens für ‘temperaturbelastete’ Festkörper.

Art der Arbeit:

Experimentelle Studienarbeit

Aufgabenstellung:

Interferometrische Methoden wie die ESPI- oder ESPSI-Technik ermöglichen ganzflächige Echtzeitmessung von Verformungen bzw. Verformungsänderungen im Micrometerbereich. Unter der Voraussetzung der Proportionalität von Temperaturänderung und Volumenänderung von Festkörpern könnten diese Meßverfahren indirekt anhand der gemessenen Verformungen bzw. Verformungsgradienten auch die Temperatur oder die Wärmeflußrate im Festkörper - je nach Anwendung der entsprechenden Speckle-Technik - sichtbar und meßbar machen. Aufgabe der Studienarbeit ist hierbei eine erste praktische Erprobung dieser neuen Technik sowie ihre theoretische Darstellung.

Die praktische Erprobung soll anhand einfacher und analytisch zu beschreibenden Problemen der Wärmeleitung und Wärmeübertragung durchgeführt und soweit möglich durch Referenzmessungen mit konventionellen Verfahren verifiziert werden.

Die theoretische Darstellung sollte sich auf die grundlegenden Zusammenhänge zwischen der aufgebrachten ‘Temperaturbelastung’ und der interferometrisch gemessenen Verformung bzw. Verformungsänderung des Festkörpers konzentrieren und Bezug auf die praktisch ausgeführten Messungen nehmen.

Bearbeiter:

J. Woyke

Prüfer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen
Dipl.-Ing. P. Mäckel

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. W. Steinchen
Dipl.-Ing. P. Mäckel

Kontaktaufnahme:

Dipl.-Ing. P. Mäckel

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