Masterarbeit (w/m/d) Finite-Elemente-Modellierung der Spannungsfelder

Das erwartet Dich

Die Abteilung Thermoelektrische Materialien und Systeme entwickelt und baut Demonstratoren thermoelektrischer Generatoren (TEGs). Die strukturelle Integrität der montierten TEGs ist für die Gewährleistung der Funktionalität von größter Bedeutung. Die Kontakte zwischen dem thermoelektrischen Material mit der Elektrode, der Brücke und den Keramikplatten zum Aufbau eines funktionsfähigen Bauteils sind ein entscheidender und anspruchsvoller Schritt für die technologische Anwendung.

Mechanisch stabile Verbindungen sind durch die Kontrolle von Reaktion und Diffusion im Kontaktbereich entworfen. Die mechanischen Anforderungen der Verbindung unter Betriebsbedingungen werden mittels Finite-Elemente-Modellierung simuliert. Das Spannungsfeld für den gesamten TEG und die Energiefreisetzungsrate, insbesondere in der Verbindungszone, müssen für Mg-Si-basierte Beine und die ausgewählten Elektroden analysiert werden.

Deine Aufgaben

• Finite-Elemente-Modellierung (FE) der Spannungsfelder und Energiefreisetzungsraten in thermoelektrischen Modulen mit Schwerpunkt auf den elektrischen Verbindungen
• FE-Analyse von Spannungen und Energiefreisetzungsraten unter verschiedenen mechanischen Randbedingungen
• Ermittlung der Materialeigenschaften, die als Input für die mechanische Modellierung und Bewertung der thermophysikalischen Eigenschaften von TE-Materialien und Elektroden aus Literatur und Berechnungen verfügbar sind
• weitere Designexperimente zur Ermittlung fehlender Materialeigenschaften, die für eine sinnvolle Eingabe in die FE-Analyse erforderlich sind

Das bringst Du mit

• laufendes Studium (Master) der Materialwissenschaft, Werkstofftechnik, des Maschinenbaus oder einer vergleichbaren Fachrichtung
• Kenntnisse in Finite-Elemente-Modellierung und FE-Software, beispielsweise Erfahrung mit ANSYS
• Kenntnisse in einer Programmiersprache, selbstständiges Programmieren
• Interesse an der experimentellen Bestimmung von Materialeigenschaften, praktische Erfahrung in der Arbeit in mechanischen Laboren
• sehr gute mündliche und schriftliche Kommunikationsfähigkeiten in Englisch
• Engagement und Lernbereitschaft sowie kommunikatives und teamorientiertes Auftreten