[MSc] Experimentelle Untersuchungen zum Ausziehwiderstand faserparallel beanspruchter Schrauben

Hintergrund und Aufgabenstellung:

Der Ausziehwiderstand von Schrauben aus Holz wird von einer ganzen Reihe verschiedener Parameter bestimmt. Dazu zählen zum einen geometrische Eigenschaften der Schraube, wie der Schraubendurchmesser, die Form der Schraubenspitze oder die Länge des im Holz eingeschraubten Gewindeteils. Zum anderen wird der Schraubenauszug von den Gegebenheiten des Holzkompartiments bestimmt, in welches eine Schraube eingedreht wird. Hierbei sind zum Beispiel die Holzfeuchte, der Faser-Lastwinkel und die Rohdichte zu nennen.

In rund 600 Versuchen wurden an der Holzforschung München bereits umfangreiche Grundlagen zum Verständnis faserparallel beanspruchter Schrauben auf Herausziehen geschaffen. Diese Grundlagen sollen im Zuge einer weiterführenden, experimentellen Masterarbeit ergänzt und erweitert werden.

Dazu zählt u.a. die Untersuchung notwendiger Mindestabstände von Schrauben zueinander bzw. zum Rand. Ergänzend sollen Ansätze entwickelt werden, mit denen sich die Tragfähigkeit und die Dauerstandfestigkeit faserparalleler Schrauben steigern lassen. In der Arbeit soll dabei vor allem intensiv auf holztechnologische Aspekte eingegangen werden, wie etwa Effekte durch unterschiedliche Holzanatomien. Bestandteile der Abschlussarbeit sind weiterhin der Vergleich mit bestehenden mechanischen Modellen aus der Literatur sowie den Bemessungsmodellen aus Normen und Zulassungen. Darüber hinaus soll ein eigenes Modell zur Vorhersage des Ausziehwiderstands entwickelt werden.

Termin: ab sofort

Kontakt: Maximilian Westermayr

[MSc] Vergleich der Elastizitätsmoduli bei Biegebeanspruchung (flachkant & hochkant), Zug- und Druckbeanspruchung (anhand identischer Proben)

An der Holzforschung München finden laufend Untersuchungen zur Feststellung des Elastizitätsmoduls statt. Dazu werden Prüfkörper abhängig von den normativen Vorschriften entweder Biege-, Zug- oder Druckbeanspruchungen ausgesetzt. Im Augenblick ist kein sicheres Verfahren vorhanden, um die auf verschiedene Arten ermittelten Elastizitäts­moduln miteinander zu vergleichen. Um diese Situation zu verbessern, sollen identische Prüfkörper jeweils biege-, zug- und druckbeansprucht und zerstörungsfrei der E-Modul ermittelt werden. Die ermittelten E-Moduln sollen verglichen werden. Es soll versucht werden, ob und wie sicher eine Umrechnung der verschiedenen Werte möglich ist.

Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten:

  • Einarbeitung in die relevanten Normen.
  • Erarbeitung eines Prüfplans (Zeitplan, relevante Querschnitte, etc.)
  • Versuchsdurchführung:
    • Vorbereiten der Prüfkörper.
    • Aufnahme der Holzeigenschaften der Prüfkörper.
    • Durchführung von Zug-, Biege- und Druckversuchen mit E-Modulmessung.
  • Auflistung und Auswertung der Versuchsergebnisse.
  • Übersichtliche Darstellung und Diskussion der Ergebnisse.

Die Ergebnisse der Arbeit sind in einem ca. 30 minütigen Vortrag im Rahmen des Holzwissenschaftlichen Seminars der Holzforschung München darzustellen.

Betreuung & Kontakt:

Dr.-Ing. Peter Stapel

[MSc] Mechanische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Holzherkunft am Beispiel der Fichte

Die Holzforschung München der Technischen Universität München bietet eine Masterarbeit zum o. a. Thema an.

Beschreibung:

Holz ist ein anisotropes Material, dessen Eigenschaften auf unterschiedlichen Ebenen (Baum-Bestand-Wuchsgebiet) variieren. Die Variation der Schnittholzeigenschaften wird durch Einstufung in Klassen begrenzt. Diese Einstufung wird aktuell nach geo-politischen Kriterien, meistens für ein Land oder eine Kombination von Ländern, geregelt. Holzeigenschaften variieren jedoch bereits innerhalb eines Landes. Im Rahmen der zur erstellenden Arbeit sollen die mechanischen Eigenschaften von Bauholz und ihre Beziehungen zueinander am Beispiel von Fichtenholz aus zwei Regionen in Deutschland verglichen werden. Dabei soll untersucht werden, ob Qualitätsunterschiede vorliegen und ob diese bei der Schnittholzsortierung berücksichtigt werden können. Die Arbeit umfasst sowohl Messungen im Labor als auch die Auswertung der Daten mit statistischen Programmen.

Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten (Zielsetzung):

  • Aktueller Kenntnisstand zum Einfluss der Herkunft auf mechanischen Holzeigenschaften
  • Bestimmung von Holzeigenschaften an zwei Prüfkörperkollektiven.
  • Vergleich der Holzeigenschaften zwischen den untersuchten Wuchsgebieten.
  • Bewertung der Ergebnisse unter Berücksichtigung von Daten europäischer Wuchsgebiete.

Die Ergebnisse der Arbeit sind in einem ca. 30-minütigen Vortrag im Rahmen des Holzwissenschaftlichen Seminars der Holzforschung München zu präsentieren und auf einem Poster darzustellen.

Betreuung & Kontakt:

Andriy Kovryga

Dr.-Ing. Peter Stapel

[BSc] Ist der dynamische Elastizitätsmodul ein guter Weiser für die Holzqualität beim Laubholz?

Die Holzforschung München der Technischen Universität München bietet eine Bachelorarbeit zum oben genannten Thema an.

In der Festigkeitssortierung von Nadelschnittholz ist der dynamische Elastizitätsmodul (MOEdyn) ein wichtiges Sortiermerkmal. Er lässt sich elegant ermitteln und zeichnet sich durch eine hohe Korrelation zu mechanischen Eigenschaften aus.

In der folgenden Studie soll mit Hilfe des MOEdyn analysiert werden, inwieweit die Schnittholz- bzw. Lamellenqualität schon am Buchenrundholz eingeschätzt werden kann. Dazu wird ein Vergleich zwischen MOEdyn des Schnittholzes und des Rundholzes angestellt. Im Allgemeinen soll dieser Vergleich die stoffliche Verwertung von Buche als Bauholz fördern.

Als Untersuchungsmaterial sind bereits Daten von100 Erdstammstücken vorhanden. Daraus wurden etwa 600 Schnitthölzer eingesägt, im nassen Zustand vermessen und schließlich technisch getrocknet.

Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten:

  • Einarbeitung in die relevante Literatur.
  • Praktische Versuchsdurchführung: Messung des MOEdyn an getrockneten Schnitthölzern
  • Auswertung der Versuchsergebnisse.
  • Übersichtliche Darstellung und Diskussion der Ergebnisse.

Die Ergebnisse der Arbeit sind in einem ca. 30-minütigen Vortrag im Rahmen des Holzwissenschaftlichen Seminars der Holzforschung München darzustellen.

Betreuung & Kontakt:

Andriy Kovryga, Andreas Rais

[BSc/MSc] Volumeneffekt bei Laubholz – Einfluss der Schnittholzabmessungen auf mechanische Eigenschaften

Die Holzforschung München der Technischen Universität München bietet eine Abschlussarbeit zum oben genannten Thema an.  

Mechanische Eigenschaften von Schnittholz sind abhängig von vielen Faktoren wie Baumart, Waldbau oder technische Prozessierung. Einen bedeutenden Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften besitzen die Abmessungen von Holz. Bei Nadelholz sind die Zusammenhänge zwischen Holzvolumen und Festigkeit weitestgehend erforscht, bei Laubholz dagegen bestehen noch Wissenslücken.

Die vorliegende Arbeit untersucht den Volumeneffekt bei Laubholz. Hierzu werden Festigkeiten von Prüfkörpern unterschiedlicher Längen und Qualitäten analysiert und ein mathematisches Modell entwickelt.

Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten:

  • Einarbeitung in die relevante Literatur.
  • Auswertung der Versuchsergebnisse.
  • Übersichtliche Darstellung und Diskussion der Ergebnisse.

Bachelor- oder Masterarbeit

Die Ergebnisse der Arbeit sind in einem ca. 30-minütigen Vortrag im Rahmen des Holzwissenschaftlichen Seminars der Holzforschung München darzustellen.

Betreuung & Kontakt:

Andriy Kovryga, Andreas Rais