Eigenspannungen beeinflussen die Lebensdauer geschweißter Konstruktionen. Folglich ist die Kenntnis über den genauen Eigenspannungszustand bereits für die Auslegung von großem Interesse. Zerstörende Messverfahren sind nicht zielführend und zerstörungsfreie Verfahren für Tiefenprofile sind nur bedingt praxistauglich. Eine vielversprechende Alternative stellt die Virtualisierung der Konstruktion unter Verwendung der FEM dar. Im numerischen Modell lassen sich sämtliche Ergebnisse an jeder Stelle darstellen.
Jedoch unterliegt die Berechnung mit der FEM gewissen Grenzen insbesondere bezüglich der Rechenzeiten, die der feinen Diskretisierung und der Nichtlinearität geschuldet sind und einen praktischen Nutzen vermissen lassen.
Auf Anwenderseite wird diesem Problem oftmals mit radikalen Vereinfachungen der zu berechnenden Schweißaufgabe begegnet, die zwar zu handhabbaren Rechenzeiten aber gleichzeitig zu Ergebnisverlusten führen können. Im Fokus der Arbeit steht deshalb insbesondere die Frage welche Vereinfachungsstrategien bei der Schweißstruktursimulation anwendbar sind, wenn eine akzeptable Genauigkeit anwendungsnah erreicht werden soll. Hierzu wurden messtechnisch verifizierte Referenzmodelle erstellt. Anhand dieser Modelle wurden anschließend Ansätze steigenden Vereinfachungsgrades untersucht und deren Auswirkungen auf die Ergebnisqualität quantifiziert. Die numerisch untersuchten Vereinfachungen umfassen eine geometrische Skalierung der Ausgangsmodelle sowie die Anwendung aufgebrachter Temperaturzyklen und das Zusammenfassen einzelner Schweißraupen zu größeren Lagen.
Es konnte gezeigt werden, dass die häufig verwendeten Vereinfachungsansätze für die Berechnung von Eigenspannungen und Verzügen nur bedingt und teilweise gar nicht zulässig sind.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Tagungsdokumentation "16. RoundTable - Simulating Manufacturing" - Sammlung der Beiträge zum den Themenfeldern Umformsimulation und Schweißsimulation
Aktualisiert: 2022-12-30
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Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Methoden zur Erreichung der produktbezogenen Qualitätsziele im Fahrzeuganlauf in der Prozesskette Karosseriebau. In der Dissertation wird eine neue Methode zur zielgerichteten Optimierung von Baugruppengeometrien mittels numerischer Berechnungsverfahren vor Fertigstellung realer Baugruppen vorgestellt. Aktuell werden die Qualitätsziele im Karosseriebau iterativ mittels eines reaktiven Analyseprozesses erreicht.
Im Rahmen der vorgestellten „aktiven Steuerung für die geometrischen Qualitätsziele der Prozesskette Karosseriebau“ wird die Berechnung von Baugruppenverzügen unter Berücksichtigung der Einflüsse von Produkt, Prozess und Ressource realisiert. Zu diesem Zweck werden Geometriedaten realer Einzelteile und reale Konfigurationsdaten der Karosseriebauvorrichtung mit einer FE-Analyse verknüpft. Damit wird eine Kopplung des Fertigungsprozesses mit einer Simulation erreicht, mittels derer Optimierungsmaßnahmen systematisch und zielgerichtet ermittelt werden können.
Aktualisiert: 2019-06-18
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