Mitarbeiterin / Mitarbeiter (w/m/d) in der Wissenschaft im Bereich Modellierung und Simulation von Faserverbundprozessen

Organisationseinheit

Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)

Ihre Aufgaben

Am Institut für Fahrzeugsystemtechnik, beschäftigt sich der Institutsteil Leichtbau mit der Entwicklung und Simulation von Faserverbundstrukturen für den Einsatz in der Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie, der Medizintechnik und Windenergie. Dabei werden Simulationsmethoden sowohl für den Herstellprozess als auch für das Strukturverhalten entwickelt und zur Auslegung eingesetzt. Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung einer durchgängigen CAE-Kette, die alle für die Bauteilentwicklung erforderlichen Simulationsschritte miteinander verknüpft. Das Tätigkeitsfeld des Institutsteils erstreckt sich von der Grundlagenforschung bis zur anwendungsnahen Produktentwicklung. Ein starker Praxisbezug ist durch unsere Nähe zur Faserverbundproduktion am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT) sowie zur Automobil- und Luftfahrtindustrie gegeben.

Sie werden im Bereich der Prozesssimulation von Leichtbaufertigungstechnologien mit faserverstärkten Polymerwerkstoffen tätig sein. Dabei steht die Simulation des Umspritzens von dreidimensionalen Skelett-Wickelstrukturen im Vordergrund Ihrer Forschungsarbeit. Die Methodenentwicklung erfolgt auf Basis der am Institut für die Spritzgieß- und Fließpresssimulation bereits entwickelten Methoden unter Anwendung des Coupled Eulerian-Lagrange (CEL) Ansatzes in Abaqus/Explicit. Zur Erarbeitung des Stands der Forschung ist zunächst eine Literaturrecherche zu bestehenden Materialmodellen, Kennwertermittlung und experimenteller Validierung der thermoplastischen Spritzgießsimulation sowie zum CEL-Ansatz zur Abbildung von Fluid-Struktur-Interaktionen erforderlich. Hauptaugenmerk Ihrer Forschungsarbeit liegt auf der thermomechanisch gekoppelten Modellierung des Umspritzens bis hin zur Füllung. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist Modellierung des Verzugs, der sich durch die Abkühlung des Bauteils und den Nachdruck einstellt. Aus der simulierten thermomechanischen Historie soll zusätzlich ein empirisches Modell zur Bewertung der Grenzflächenfestigkeit zwischen Wickelstruktur und Matrix entwickelt werden. Schließlich werden Sie Simulationen zur Prozessauslegung des Umspritzens von 3D-Skelettwickelstrukturen durchführen und virtuelle Prozessoptimierungsstrategien entwickeln.

Ihre Forschungsarbeit wird hauptsächlich im Rahmen eines DFG-Projekts und in enger Zusammenarbeit mit der Prozessentwicklung am Fraunhofer ICT erfolgen. Die für die Simulation erforderlichen Charakterisierungs- und Validierungsversuche werden am Fraunhofer ICT durchgeführt, je nach Versuch auch mit Ihrer aktiven Mitwirkung. Zusätzlich zum DFG-Projekt werden Sie in kleineren Drittmittelprojekten Formfüllsimulationen nach Stand der Forschung durchführen und die Simulationsergebnisse in Form von z.B. geeigneten Prozessrandbedingungen und resultierenden Faserorientierungen den Projektpartnern bereitstellen. Nach einer gewissen Einarbeitungszeit werden Sie auch in Akquisetätigkeiten und in die Lehre des Instituts eingebunden.

Eine Promotion im Rahmen der Tätigkeit ist ausdrücklich erwünscht und wird am Institut kontinuierlich unterstützt.

Eintrittstermin

zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Ihre Qualifikation

• Sie verfügen über eine überdurchschnittliche abgeschlossene Wissenschaftliche Hochschulbildung (Master) im Bereich des Maschinenbaus, der Luft- und Raumfahrttechnik oder eines vergleichbaren Studiengangs.
• Sie arbeiten selbstständig, zielstrebig und strukturiert.
• Sie haben Spaß an festkörper- und strömungsmechanischen Fragestellungen sowie an der Entwicklung neuer Konzepte und Simulationsmodelle.
• Mit der Anwendung von FE-Software und der Programmierung eigener Skripte – etwa Python, Fortran, C++, oder Matlab - haben Sie idealerweise bereits Erfahrung.
• Sie arbeiten gern interdisziplinär und sind auch an der Durchführung und Analyse experimenteller Versuche interessiert.
• Die Zusammenarbeit in fachübergreifenden Teams bereitet Ihnen Freude und Sie sind in der Lage, andere für Ihre Ideen zu begeistern.

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind.