Studien- und Abschlussarbeiten

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Arif Kazi


Von allen derzeit bekannten Aktor-Materialien haben Formgedächtnis-Legierungen (engl. Shape Memory Alloys, SMA) die höchste Energiedichte. Da diese Legierungen mit der Form­änderung auch ihren elektrischen Widerstand ändern, können Formgedächtnis-Elemente nicht nur als Aktoren, sondern gleichzeitig auch als Sensoren eingesetzt werden. Mit ihrer einfachen Bauform eigenen sich Formgedächtnis-Elemente hervorragend für die Miniatu­risierung.

Die Fa. Actuator Solutions in Gunzenhausen hat sich auf die Entwicklung innovativer Aktoren auf der Basis von Formgedächtnis-Legierungen spezialisiert. Das Unternehmen produziert mehrere Millionen Aktoren pro Jahr, vorwiegend für die Automobilindustrie. Aktuell wird eine Bildstabilisierung für Smartphone-Kameras entwickelt, für die das Unternehmen auch den Innovationspreis 2014 in der Kategorie Mittelstand erhalten hat (siehe http://www.wiwo.de/technologie/forschung/innovationspreis-sieger-kategorie-mittelstand-actuator-solutions-muskeln-aus-drahtseilen-/9716644.html).

Weitere innovative Ideen und Konzepte warten darauf, im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeiten in die Realität umgesetzt zu werden!

Hauptbetreuer: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Baur

Bearbeitungszeit ab 01.10.2017 bis 31.07.2018

Schlagworte: media:Raspberry Pi3 WLAN-Kommunikation Matlab-Simulink-Stateflow


In diesem Master-Projekt soll ein Cluster aus Raspberry Pi3 Modell B 

Plattformen aufgebaut, über WLAN vernetzt und in Betrieb genommen werden.

Hierzu muss ein Kommunikationsprotokoll entwickelt werden, wobei die 

einzelnen Plattformen unterschiedliche Steuerungsfunktionen abbilden 

müssen. Die Steuerungsfunktionen sind z.B. Bildauswertung eines Cameramoduls, 

PWM-Motoransteuerung, HMI-Interface für Bedienen&Beobachten, etc... 

Für das Gesamtsystem soll dann eine WLAN Online-Control Diagnose über Matlab-Simulink 

in "Echtzeit" realisiert werden die die grossen Datenmengen

mit dem neuen Matlab Datentyp "Tall Array" verarbeitet und analysiert werden.

Das Master-Projekt eignet sich als Teamprojekt für 2-3 Personen und wird durch Prof. Dr. Baur betreut.

Hauptbetreuer: Prof. Dr. Arif Kazi


Shape memory alloys (SMA) are metallic Ni-Ti alloys that are easily deformed at low temperatures, but will recover a predetermined shape when heated. The shape memory effect is due to a crystallographic reversible phase transformation between a low-temperature martensitic and a high-temperature austenitic phase of the alloy. SMA wire actuators are attractive for a wide range of mechatronic applications because of their high energy density, light weight, noise-less operation and ease of miniaturization. SMA wires also change their electrical resistance with their shape, so they can act as actuators and sensors at the same time.

Promising new application fields for SMA actuators are underwater robotics and subsea devices. Conventional electromagnetic motors require encapsulation when used under water, which significantly increases both complexity and costs. For SMA actuators, working under water is even beneficial, as cooling rates are increased and the dynamic response is improved. Shape memory alloys from Ni-Ti are also highly corrosion resistant and will not degrade when operating in salt water. One potential drawback, however, is the energy consumption due to the heating power lost to the surrounding water.

The goal of this bachelor thesis is to identify possible trade-offs between the dynamic behavior and the required heating power of SMA actuators working under water. The heat transfer from the SMA wire to the surrounding water shall be tailored by coatings of appropriate material and thickness. The coating, however, needs to be compliant so that the contraction of the SMA is not impaired. The bachelor thesis will comprise the following steps:

  • Literature review of publications dealing with SMA actuators under water
  • Analysis of applicable coating materials and related manufacturing techniques
  • Development of an analytical model predicting the heat transfer of coated SMA wires working under water
  • Realization of an experimental setup for operation of an SMA wire under water.
  • Comparison of experimental results to model prediction

For more information, please contact

    Prof. Dr.-Ing. Arif Kazi

    Faculty of Optics and Mechatronics

    Aalen University of Applied Sciences

    Phone: +49-7361-576-3341

    Email:  Arif.Kazi@hs-aalen.de

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