Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

Ziel dieser Bachelor-Thesis ist es die beiden Forschungsfelder erstmals miteinander zu verbinden. Es soll eine Schalung entworfen und gebaut werden, um mittels WAAM ausgesteifte Feinbleche zu gekrümmten Sandwichelementen ausschäumen zu können. Durch Vorversuche und Beschäftigung mit dem Polyurethanschaum soll die Schalung optimiert werden.

Bei der Produktion von Sandwichelementen mit PIR-Kern können unterschiedliche Arten von Fehlstellen entstehen (z.B. Lunker und lokale Delaminationen). Die Fehlstellen im Deckblech-Kernwerkstoff-Verbund sind auf der Außenseite der fertigen Elemente nicht sichtbar, können jedoch die Tragfähigkeit der Elemente negativ beeinflussen. Im Rahmen der Bachelorthesis sollen die Auswirkungen der Fehlstellen auf die Tragfähigkeit bzw. das Tragverhalten experimentell untersucht werden.

Sandwichelemente sind durch ihren Einsatz als Dach- und Fassadenelementen der Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Dadurch entwickeln sich auf den Deckschichten hohe Temperaturen.
Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis soll der Temperaturmerkmale in und auf Sandwichbauteilen erfasst und analysiert werden.

Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

Ziel dieser Master-Thesis ist es die beiden Forschungsfelder erstmals miteinander zu verbinden. Es sollen mittels WAAM ausgesteifte Feinbleche zu gekrümmten Sandwichelementen ausgeschäumt werden und auf ihre Tragfähigkeit untersucht werden.

Im Rahmen der Master-Thesis soll die Plattentragwirkung von Sandwichelementen für ausgewählte Belastungs- und Lagerungssituationen analysiert werden. Basierend auf einer Literaturrecherche und Erkenntnissen aus vorangegangenen Untersuchungen sollen Formeln zur Spannungs- bzw. Verformungsanalyse für eine Sandwichplatte (siehe Bild) erarbeitet, hergeleitet und in MATLAB oder einer vergleichbaren Software implementiert werden. Anschließend sollen aussagekräftige Beispielberechnungen hinsichtlich der Plattentragwirkung von Sandwichelementen durchgeführt werden. Als Referenz sollen die Sandwichbalkentheorie bzw. ein numerisches Modell dienen.

Im Leichtbau werden Sandwichelemente gemäß dem Stand der Technik weitestgehend mithilfe von Flächen- und Linienlasten berechnet, die über die gesamte Bauteilbreite wirken. Das Tragverhalten von Sandwichelementen unter Punktlasten (siehe Bild), was in der Praxis einen immer häufig auftretenden Anwendungsfall darstellt, beispielsweise bei zusätzlich vorgehängten Fassaden- oder Photovoltaikmodulen, wird dagegen bislang hauptsächlich durch experimentelle Prüfungen beurteilt.

Im Rahmen der Master-Thesis soll das Tragverhalten von Sandwichwandelementen unter Punktlasten vertieft untersucht werden. Dabei soll eine Parameterstudie mithilfe eines durch Versuchsergebnisse validierten FE-Modells durchgeführt werden, um die wesentlichen Einflussfaktoren der resultierenden Spannungs- und Verformungsgrößen abhängig von unterschiedlichen zentrischen und exzentrischen Laststellungen zu ermitteln.

Sandwichelemente gewinnen innerhalb der Baubranche seit Jahrzenten immer mehr an Bedeutung. Grund dafür ist deren geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit und guten bauphysikalischen Eigenschaften. Forschungsergebnisse an der TU Darmstadt haben gezeigt, dass gekrümmte Sandwichelemente in Flächentragwerken großes Potenzial aufweisen.

Zudem zeigen erste Experimente in der additiven Fertigung am Fachgebiet Stahlbau, dass mit dem Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verstärkende Strukturen auf Feinbleche gedruckt werden können.

Ziel dieser Master-Thesis ist es mittels Finiter-Elemente-Methode den Einfluss von einachsigen Rippenaufschweißungen auf die Tragfähigkeit von Sandwichelementen zu untersuchen.

Sandwichelemente besitzen durch ihre Produktion und eine einseitige Sonneneinstrahlung einen inhomogenen Kern. Die aktuellen Bemessungen sind für homogene Kernmaterialien ausgelegt.
Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss eines inhomogenen Kerns und verschiedener Materialparamter auf das Tragverhalten von Sandwichelementen zu erfassen.

Eine neu entwickelte Anwendung im Leichtbau ist das Sandwichelement mit einer zusätzlichen, vorgehängten Fassade. Hierbei wird eine architektonisch frei gestaltbare Fassade exzentrisch an der Außenseite eines Sandwichwandelements befestigt.

Im Rahmen der Master-Thesis soll der bestehender Versuchsaufbau von exzentrisch beanspruchten Sandwichelemente optimiert werden. Hierfür sollen bevorstehende Versuche begleitet und ein numerisches Vergleichsmodell erstellt werden.

Das Sandwichelement mit einer vorgehängten Fassade stellt eine neue Anwendung für den Sandwichbau dar. Hierbei wird eine architektonisch frei gestaltbare Fassade exzentrisch an der Außenseite eines Sandwichwandelements befestigt. Bislang beruhen Berechnungen von exzentrisch belasteten Sandwichelemente auf der St. Venant’schen Torsionstheorie. Jedoch zeigten vorangegangene Untersuchungen, dass diese Vereinfachung nicht zwingend zutrifft.

Im Rahmen der Master-Thesis sollen exzentrisch belastete Sandwichelemente nun als Flächentragwerk numerisch untersucht werden.