15.09.2026 aktualisiert
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FEM-Berechnungsingenieur | Strukturmechanik, Betriebsfestigkeit, Druckgeräte | Abaqus, ANSYS
Niedernhall, Deutschland
Nur Remote
M.Sc. Maschinenbau, RWTH AachenÜber mich
Berechnungsingenieur (M.Sc. RWTH Aachen), knapp sechs Jahre FEM-Strukturberechnung: Festigkeit, Betriebsfestigkeit, Druckgeräte-Nachweise (EN 13445-3, VDI 2230), Bewertung und Optimierung bestehender Konstruktionen, Berichte DE/EN. Nebenberuflich, remote, bis 20 Std./Woche, auf Kundeninfrastruktur.
Skills
Fem-berechnungenAbaqusBerechnungenComputational Fluid DynamicsSolidWorks (CAD)Finite-Elemente-MethodenStrömungsmechanikPythonStrukturelle BelastungMaschinenbauSimulationenStrukturdynamikStrukturmechanikTechnische DokumentationFestigkeitsanalyse
Strukturberechnung (FEM) und Konstruktion druckbelasteter und zyklisch belasteter Bauteile: Armaturen, Ventilblöcke, Flansche und Rohre bis 500 bar (Prototyp 1.000 bar), Kompressorsysteme bis 900 bar; Metalle und glasfaserverstärkte Kunststoffe.
Berechnung und Nachweis: statische und dynamische Festigkeits-, Steifigkeits- und Spannungsanalysen, nichtlinear mit Kontakt, Schraubenvorspannung, Plastizität, großen Verformungen und transienter Belastung. Definition und Dokumentation von Lastfällen, Randbedingungen und Nachweiskonzepten. Nachweise nach EN 13445-3 mit Spannungskategorisierung und Linearisierung, ASME VIII (Spannungskategorien), EN 12516-2 und Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU. Lamé-Dickwandrechnung, Knicknachweis, Flanschberechnung, Einschraubtiefe, Schraubenverbindungen nach VDI 2230. Prüfdruck- und Temperaturlastfälle.
Betriebsfestigkeit und Dynamik: Lebensdauer bei zyklischer Belastung mit fe-safe (S-N, Goodman), Druckspitzen und Druckstoß in Hydraulikkreisen, transiente Stoßvorgänge, Modalanalyse und Eigenfrequenzen, Topologieoptimierung (OptiStruct).
Werkstoffmodelle: validierte Materialkarten aus Zeugnis- und Versuchsdaten, elastisch-plastisch, glasfaserverstärkte Polyamide, hyperelastische Elastomere, PEEK; Werkstoffkennwerte aus 3.1-Zeugnissen.
Konstruktion und Revalidierung: Bewertung, Optimierung und Revalidierung bestehender Konstruktionen (Druckstufenerhöhung, Umstellung von Schweiß- auf Gussbauteile, Schadensfälle mit Ursachenanalyse), fertigungsgerechte Auslegung und Zeichnungen in SolidWorks; Abgleich von Simulation und Prüfstandsdaten.
Dokumentation: normgerechte Berechnungsdokumentation, Nachweisberichte und Präsentationen auf Deutsch und Englisch, unter anderem vom TÜV SÜD akzeptiert.
Strömung und Thermik: CFD mit SolidWorks Flow Simulation und ANSYS (Kv-Werte, Druckverlust, Kühlströmung), stationäre und transiente Thermik.
Werkzeuge: Abaqus/CAE, fe-safe, ANSYS (Workbench, APDL), SolidWorks, SolidWorks Simulation, SolidWorks Flow Simulation, LS-DYNA, HyperMesh, OptiStruct, Python (Modellaufbau, Parameterstudien, Auswertung), Excel-Berechnungsengines.
Werkstoffe: nichtrostende Stähle (1.4404, 1.4408, 1.4571), Aluminium (6061-T6, 6082-T6, 7075-T6), S355, GF-verstärkte Polyamide, PEEK, Elastomere.
Branchen: Armaturen- und Ventilbau, Kompressorenbau, Wasserstofftechnik, Gastechnik, Maschinenbau.
Arbeitsweise: nebenberuflich, remote, bis zu 20 Stunden pro Woche; Berechnung auf Kundeninfrastruktur (Remote-Zugang, Kundenlizenzen).
Erfahrung
Berufserfahrung5 - 10 Jahre
Freelancer seit2026
Sprachen
DeutschgutEnglischverhandlungssicherHindiMuttersprache
Projekthistorie
Verantworte die Struktursimulation des Produktprogramms (DN 8 bis DN 40, PN 16 bis 500 bar) auf Baugruppenebene mit Kontakt, Schraubenvorspannung und transienter Druckbelastung.
Klärte einen Riss an einem Aluminium-Ventilblock eines Maschinenbaukunden auf: Die gemessene Schließdruckspitze von 95 bar wirkte an der Rissstelle als reflektierte Spitze von rund 190 bar; das Modell zeigte den Hotspot an der realen Rissstelle, die Lebensdauerrechnung lag in der Größenordnung des Feldausfalls. Legte den Block im bestehenden Bauraum neu aus: rechnerisch rund 18-fache relative Lebensdauer, Fertigbarkeit mit der Fertigung abgestimmt, Fertigungszeichnung erstellt.
Wies eine bestehende Ventilbaureihe (DN 15 bis DN 25) für 250 bar nach, die doppelte bisherige Druckstufe; neue Druckklasse freigegeben.
Dimensionierte Bauteile eines 1.000-bar-Wasserstoff-Prototyps mit nichtlinearer FEM.
Prüfte an einem Pilotfall die Festigkeit für eine Zulassung nach ANSI Z21.21 vor (Lamé-Dickwandrechnung, Knicknachweis, VDI 2230).
Automatisierte den Weg von SolidWorks nach Abaqus in Python: Aufwand je Variante von rund zwei Stunden auf unter fünf Minuten.
Werkzeuge: Abaqus, fe-safe, SolidWorks, SolidWorks Simulation, SolidWorks Flow Simulation, Python.
Bewertete eine bestehende Armatur ohne Neukonstruktion für 100 bar Auslegungsdruck bei Raumtemperatur und 150 °C sowie 150 bar Prüfdruck, einschließlich der ursprünglich für PN 63 ausgelegten Flansche.
Rechnete die Flansche als Sektormodell mit Spannungskategorisierung und Linearisierung nach EN 13445-3 Anhang C, Rohrbauteile axialsymmetrisch mit Druckzonen, Deckel und Antriebszylinder nach Lamé; Gehäuseverschraubung, Stiftschrauben und Einschraubtiefen nach VDI 2230, Werkstoffkennwerte auf Normmindestwerte gestützt.
Berechnete zusätzlich die Schließzeit des federrückstellenden pneumatischen Kolbenantriebs (Kammerentlüftung nach ISO 6358, Bewegungsgleichung) als Grundlage für die Auslegung der Entlüftung.
Werkzeuge: Abaqus, Python, Handrechnung.
Legte für ein DVGW-zertifiziertes Armaturenprogramm die Berechnungsbasis fest, wo die Produktnorm keine Rechenwerte vorgibt: Anschlusslasten nach EN 161 und EN 13611 (Momente bis 610 Nm), zulässige Spannungen nach EN 12516-2, Kennwerte aus EN 10213 und 3.1-Zeugnissen.
Wies 17 Bauteile über alle Nennweiten in je drei Lastfällen nach (40 bar bei 80 °C, 60 bar Prüfdruck, Rohrleitungsmomente) und bewertete knappe Stellen über Linearisierung statt über örtliche Kerbspitzen; der TÜV SÜD akzeptierte Methode, Randbedingungen und Ergebnisse des ersten Berichts.
Werkzeuge: Abaqus, Python.
Zertifikate
Comprehensive Abaqus Course (Mechanical Eng.)
CAE Assistant2025
Different Techniques for Meshing in Abaqus
CAE Assistant2025
Ductile Damage in Abaqus (VUMAT Subroutine)
CAE Assistant2025