Numerische Simulation der Einflüsse thermischer Prozesse auf die Bauteileigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Paul Drews (†)
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5463359

... In der Forschergruppe werden die Prozesse Plasmaschmelzschneiden, Schmieden, Kovektion bei der Erstarrung, Schmelzschweißen, Schweißen und Lichtbogenspritzen behandelt. In dem Herstellungsprozeß eines Bauteiles durchläuft es häufig mehrerer dieser Prozesse, wobei jeder einzelne Einfluß auf die resultierenden Eigenschaften des Bauteils nimmt. Die Eigenschaften wie Eigenspannung, Verzug und Festigkeit des Bauteiles werden wesentlich durch die mikroskopischen Vorgänge bestimmt. Im Teilprojekt V sollen die Bauteileigenschaften auf makroskopischer Ebene bestimmt werden. Hierdurch ergibt sich eine Schwierigkeit bei der numerischen Simulation: Ein sehr feines Netz zur Simulation der mikroskopischen Vorgänge führt über die Größe eines realen dreidimensionalen Bauteils zu immensen Rechenzeiten, was eine umfassende Simulation aller mikroskopischen Effekte innerhalb eines Modells unmöglich macht.In der ersten Antragszeitphase wurde bei APS ein makroskopisches FEM-Modell zur Bestimmung der Bauteileigenschaften nach Auftragsschweißprozessen entwickelt. Dabei wurde dem Ansatz der Elementgruppenzerlegung nachgegangen, welcher die Berücksichtigung mikroskopischer Vorgänge durch Veränderung von Elementeigenschaften zuläßt. In der zweiten Antragsphase soll dieses Modell neben seiner ständigen Verbesserung um die Möglichkeiten des thermischen Fügens diskreter Bauteile und Heften erweitert werden. Die Erweiterung der technologischen Möglichkeiten (Rechner und Versuchsstand) soll die numerische Simulation komplexer Bauteile ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 251: Werkstoffbezogene numerische Simulation thermischer Prozesse in der Produktionstechnik
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Günther Starke