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Forschung

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eHARSH - Sensorsysteme für raue Umgebungen

© Fraunhofer EMI

Als Co-Simulation wird der Ansatz bezeichnet, ein System durch die parallele, gekoppelte Simulation seiner Komponenten zu modellieren. Am Fraunhofer EMI werden Simulationsmethoden mit Schnittstellen für die Co-Simulation von Fluid-Struktur-gekoppelten Systemen entwickelt.

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Co-Simulation für die Fluid-Struktur-Kopplung

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Als Co-Simulation wird der Ansatz bezeichnet, ein System durch die parallele, gekoppelte Simulation seiner Komponenten zu modellieren. Am Fraunhofer EMI werden Simulationsmethoden mit Schnittstellen für die Co-Simulation von Fluid-Struktur-gekoppelten Systemen entwickelt.

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Das Potenzial von Nanosatelliten für militärische Zwecke

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Kleinsatelliten verändern derzeit die Raumfahrt. Der Aufbau großer Satellitenkonstellationen,
bestehend aus seriengefertigten Kleinsatelliten und gestützt durch beträchtliche Investitionen, wird Realität. Das Fraunhofer EMI entwickelt den Nanosatelliten ERNST, um den Nutzen dieser aufkommenden Satellitentechnik für militärische Anwendungen zu demonstrieren.

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Tragfähigkeit und Funktionalität von Schutzwällen

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Zur Umschließung von Schutzzonen werden im Militärbereich einfache, aber effektive Lösungen benötigt, die Personen und Material gegen Extremeinwirkungen wie Detonationsereignisse abschirmen. Oft werden hierbei Korbsysteme eingesetzt, die sich mit vor Ort vorhandenem Erdmaterial befüllen lassen. Dadurch wird schnell und mit geringem logistischem Aufwand ein Wall errichtet, der durch seine hohe Masse den erforderlichen Schutz bietet.

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BREAS - Blast Response Assessment of Structures

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Bei Auslandseinsätzen der Bundeswehr müssen Soldatinnen und Soldaten an ihrem Einsatzort untergebracht werden. Die Lagerung der von ihnen benötigten Munition in ihrer Nähe birgt Gefahren. Die Software BREAS ermöglicht eine detaillierte Schadensbewertung von baulichen Strukturen unter Einwirkung von Detonationsereignissen und schafft damit die Grundlage, um effiziente Schutzmaßnahmen ergreifen zu können.

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Analyse Systemtechnologie

Das Gesamtsystem Handfeuerwaffe besteht in der Regel aus den von unterschiedlichen Herstellern stammenden Subsystemen Waffe, Munition und Optiken, die im Zusammenspiel auch unter dem Einfluss von Umweltbedingungen die von der Bundeswehr gestellten Anforderungen erfüllen müssen.

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Charakterisierung von Gläsern für den transparenten Schutz

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Um die Wechselwirkung zwischen dem vorgeschädigten Glas und dem Projektil beschreiben zu können, werden am Fraunhofer EMI Methoden entwickelt, um Gläser mittels Planarplattenimpakt definiert vorzubelasten, die Schädigung mithilfe röntgentomografischer Untersuchungen quantitativ zu erfassen und die Festigkeitseigenschaften zu bestimmen.

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LSQRA – Laser Safety Quantitative Risk Analysis

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Für die Anwendung von Hochleistungslasern ist es notwendig, die Laserpropagation genau zu untersuchen und mögliche Gefährdungen zu identifizieren. Hierfür entwickelt das Fraunhofer EMI das Sicherheitsanalysetool LSQRA (Laser Safety Quantitative Risk Analysis) zur 3D-visualisierten Simulation von Einsatzszenarien mit Lasereffektoren.

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Skalierbarkeit von Laserwirkung

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Mittlerweile sind auch sehr leistungsfähige Lasersysteme mit Leistungen von über 100 Kilowatt kommerziell verfügbar. Um das Potenzial derartiger Systeme für verschiedene Anwendungen beurteilen zu können, werden am EMI Analysen zur Skalierung der Laserwirkung durchgeführt.

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Mechanische Materialmodelle für polymergebundene Sprengstoffe

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Moderne Munitionen basieren in der Regel auf polymergebundenen Sprengstoffen (Polymer-Bonded Explosive, PBX). Das Fraunhofer EMI erfroscht, wie das mechanische Verhalten von PBX bei seiner Materialbeschreibung berücksichtigt werden kann.

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Erstentwicklung von Prozessparametern für den 3D-Druck von Schwermetallen und Sonderwerkstoffen

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Aufgrund der verschiedensten Anwendungsfelder wächst das Werkstoffportfolio der vielfältigen 3D-Drucktechnologien stetig. Durch dieses additive Prinzip ergeben sich neue Freiheitsgrade im Design. Die Entwicklung einer Methodik am Fraunhofer EMI zur Parameterentwicklung für LBM-Werkstoffe ermöglicht eine effiziente Entwicklung von Fertigungsparametern und somit den Einsatz optimaler Werkstoffe für spezifische Anwendungsfelder.

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3D-Röntgenanalyse der Treibkäfigablösung

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Neue Messmethode ermöglicht vertiefte Auswertungen und detailliertere Einblicke in die dynamischen Vorgänge der Abgangsballistik.

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Hochfester Sicherheitsstahl unter multiaxialer Belastung

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Um Belastungen wie Impakt eines Projektils auf ein mit hochfestem Sicherheitstahl versehenes Auto im Labor nachzubilden, testet das Fraunhofer diesen Werkstoff an einem speziellen Mehrachsenprüfstand.

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Modellierung der Laserwirkung auf energetische Materialien

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Die Untersuchung der Wirkung intensiver Laserstrahlung auf energetische Materialien ist ein Thema mit erheblicher Relevanz für die Sicherheits- und Verteidigungsforschung.

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Sicherheits- und Verteidigungsforschung im neuen Hochleistungslaserlabor

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Das Spektrum reicht von neuen Anwendungen in der Sicherheitsforschung über wehrtechnische Anwendungen bis hin zu Untersuchungen der Vorgänge in geologischen Materialien bei Meteoritenimpakt.

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Laser und Impakt: Einrichtung eines neuen Labors für Hochleistungslaseranwendungen

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Das Fraunhofer EMI richtet ein neues Labor für Anwendungen in der Lasertechnologie mit leistungsstarken Lasern ein. In dem Labor können neuartige Pulslaseranwendungen sowie Dauerstrichlaseranwendungen entwickelt und getestet werden.

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Validiertes und prognosefähiges Simulationsmodell für Penetrationsvorgänge in Lehmsteinwänden

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Die Einsätze der Bundeswehr werfen neue Fragen hinsichtlich der ballistischen Schutzwirkung von Gebäudeelementen und Bauwerkstoffen auf. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise die Bewertung der Schutzwirkung von Mauerwerk von großem Interesse, um in den Einsatzgebieten Schutz von Zivilbevölkerung und eingesetzten Soldaten gewährleisten zu können.

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3D-Druck und Leichtbaupotenzial

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Numerische Designoptimierung bei dynamischen Lastanforderungen für metallische Werkstoffstrukturen und Bauteile

Die Auswirkung, die die generative Fertigung von Metallen haben wird, ist für die Branchen Wehrtechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeutgechnik, Medizintechnik und Werkzeugbau bahnbrechend.

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Transparenter polyvalenter Schutz – Fortschritt durch modernste Messtechnik und dynamische Materialcharakterisierung

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Bei leichten und geschützten Panzerfahrzeugen gehören die transparenten Bereiche zu den kritischsten Komponenten der Panzerung. Damit die Insassen dieser gepanzerten Fahrzeuge lückenlos geschützt sind, ist es notwendig, dass die transparenten Bereiche möglichst das gleiche Schutzniveau aufweisen wie die nicht durchsichtigen Teile der Panzerung.

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Schutzwirkung einer Keramikpanzerung

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Für eine gezielte Verbesserung der Schutzwirkung von Panzerungen ist es notwendig, die Mechanismen für das Versagen von Schutzwerkstoffen zu verstehen.

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