IGF-Nr.: 16.718N / Schnelle numerische Methoden für die effiziente Temperaturfeldberechnung in bauteilnahen Geometrien und Mehrlagenschweißungen

Produktinformationen

Die Anwendung von Schweißsimulationssoftware ist bisher meist Experten vorbehalten, da die Wirkung des Prozesses auf das Temperaturfeld im Bauteil durch eine äquivalente Wärmequelle abstrahiert werden muss. In Abhängigkeit der Erfahrung des Anwenders ist eine Vielzahl von Iterationsrechnungen notwendig, bis eine Übereinstimmung des mit einer äquivalenten Wärmequelle berechneten Temperaturfeldes mit dem Experiment gefunden ist. Je zeitintensiver die Berechnung eines Modells ist, desto geringer ist daher dessen Anwendbarkeit im industriellen Umfeld.
Eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung besteht in der Substitution konventioneller numerischer Methoden durch schnelle Verfahren zur Berechnung des Temperaturfeldes und Verwendung paralleler Algorithmen auf gebräuchlichen Multi-Core-Prozessoren. Hier bieten neue numerische Methoden die Möglichkeit einer signifikanten Reduktion des benötigten Zeitaufwandes, der mit dem Potential analytischer Lösungen vergleichbar ist.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist, die Berechnungszeit durch Anwendung numerischer Reduktionsmethoden in Verbindung mit parallelisierten Algorithmen oder durch analytische Methoden stark zu reduzieren.
Durch den Einsatz von Reduktions- und Optimierungsmethoden wird der Temperaturfeldabgleich automatisiert und hinsichtlich Berechnungsdauer, Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbessert. Numerische Reduktionsmethoden haben auf Grund ihrer Flexibilität keine Einschränkung bezüglich der Bauteilgeometrie. Die Erweiterung vorhandener analytischer Methoden auf kompliziertere Geometrien, mit denen sich reale Bauteile besser abbilden lassen, sowie eine Kalibrierung von Wärmequellen für Mehrlagenschweißungen an dicken Bauteilen stellen einen weiteren Arbeitspunkt dar. Als Ergebnis steht ein Vergleich numerischer Reduktionsmethoden, konventioneller numerischer sowie analytischer Methoden bezüglich Berechnungsgeschwindigkeit und Übereinstimmung der berechneten Temperaturfelder mit dem Experiment zur Verfügung.

ISBN

978-3-96870-237-7

Reihe

DVS Forschungsvereinigung,

Band

Band: 238

Erscheinungsdatum

Dezember 2012

Bindung

E-Book im PDF Format

Seiten

82