Masterarbeit: FEM-Simulation der mechanischen Belastung von Festtreibstoff-Schüttungen

Masterarbeit: FEM-Simulation der mechanischen Belastung von Festtreibstoff-Schüttungen

Ort: Freiburg
Datum: 30.09.2026

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 74 Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 30 000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Sie wissen: Wer zu Fraunhofer kommt, will und kann etwas verändern. Für sich, für uns und die Märkte von heute und morgen.

Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI bietet Ihnen anspruchsvolle und abwechslungsreiche Aufgaben mit Verantwortung und Gestaltungsspielraum. Wir forschen im Auftrag unserer Kunden aus verschiedensten Bereichen von Wirtschaft und Politik und wenden die neuesten Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung auf konkrete Projekte an. Die Anwendungen liegen in den Bereichen Verteidigung, Sicherheit und Resilienz, Automotive, Raumfahrt und Luftfahrt.

Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI vergibt zum nächstmöglichen Termin in der Abteilung Experimentelle Ballistik am Standort Freiburg eine Masterarbeit zum Thema: FEM-Simulation der mechanischen Belastung von Festtreibstoff-Schüttungen.

Hier sorgen Sie für Veränderung

Hintergrund:

Im Bereich der chemischen Antriebe ist die strukturelle Integrität der Treibsätze von hoher sicherheitsrelevanter und prozesstechnischer Bedeutung. Ein mechanischer Bruch kann hierbei zu katastrophalen Folgen führen, die Material und vor allem Menschenleben gefährden. Das Verständnis der Vorgänge bei der Belastung und Brucheinleitung ist dabei wesentlich, um bei zukünftigen Auslegungen unerwünschtes und gefährliches Verhalten zu verhindern. Zur Erlangung eines tiefergehenden werkstoffmechanischen Verständnisses, sind experimentelle Untersuchungen und Simulationen unabdingbare Werkzeuge. Um diese Vorgänge besser beschreiben zu können, arbeitet das EMI an der Erstellung von Materialmodellen für Festtreibstoffen.

Aufgabenstellung:

Im Rahmen der Masterarbeit sollen die durchgeführten Versuche an Treibladungspulver-Schüttungen simulativ modelliert werden. Zudem sollen auf Basis der aus Versuchen gewonnenen Werkstoffdaten weiterführende Simulationen durchgeführt werden. Zentral ist die Betrachtung des nichtlinearen Materialverhaltens, sowohl quasistatisch als auch dynamisch. Es ergeben sich daraus die folgenden Aufgaben:

• Einarbeitung in den Bereich der Festtreibstoffe, deren mechanische Belastung, sowie in die bestehenden Simulationsmodelle zu Einzelkörner
• Verbesserung der bestehenden FE-Netz-Generationsmethode für Festtreibstoffschüttungen
• Erstellung von Materialmodellen für Schüttungen aus Charakterisierungsexperimenten und Vergleich mit bestehenden Einzelkorn-Modellen in LS-DYNA
• Bei Bedarf erfolgt eine Optimierung der Modellparameter mit LS-OPT

Hiermit bringen Sie sich ein

• Sie absolvieren ein wissenschaftliches Hochschulstudium (Diplom oder Master) der Ingenieurwissenschaften, (angewandten) Physik/Mechanik, Computational Engineering, oder einem vergleichbaren Fachgebiet
• Sie verfügen über Kenntnisse im Bereich der Festkörpermechanik, Werkstofftechnik, sowie idealerweise Grundkenntnisse in einem kommerziellen FEA-Tool (z.B. LS-DYNA)
• Kenntnisse in der Plastizitätstheorie, Werkstoffuntersuchung, Kontaktmechanik sowie Programmierkenntnisse sind von Vorteil
• Interesse am Thema und an numerischer Simulation, sowie Eigeninitiative bei der Bearbeitung von wissenschaftlichen Fragestellungen
• Deutsch- und Englischkenntnisse auf mind. B2-Niveau

Was wir für Sie bereithalten

• Sehr gute Betreuung durch erfahrene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Sie bei Ihrer Arbeit unterstützen.
• Interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen aus verschiedenen Fachgebieten.
• Unterstützung durch das Angebot unserer Bibliothek bei Literaturrecherche, Beschaffung von Fachliteratur sowie der Erstellung und Finalisierung der Abschlussarbeit.
• Sehr gutes Betriebsklima in einem hochmodernen Arbeitsumfeld, das mit den neuesten Technologien und Ressourcen ausgestattet ist.
• Möglichkeit, an wegweisenden Forschungsprojekten teilzunehmen.
• Flexible Arbeitszeiten und Homeoffice bis zu 50% nach Absprache möglich

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Die Stelle ist in Vollzeit zu besetzen. Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Bewerbung

Veränderung startet mit Ihnen – bewerben Sie sich jetzt!

Bitte bewerben Sie sich online mit Ihren vollständigen Bewerbungsunterlagen (Anschreiben, Lebenslauf, Immatrikulationsbescheinigung, ggf. Arbeitserlaubnis)!

Fragen zu dieser Position beantwortet Ihnen gerne:
Frau Katriya Seitz
Recruiting
[email protected]
Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI
www.emi.fraunhofer.de

Kennziffer: 85816