Aktueller Stand, iwm

Forschungsthema

Effiziente numerische Schweißsimulation großer Strukturen im Cluster „Anwendungsnahe Schweißsimulation komplexer Strukturen“

Problemstellung

Die Anpassung einer Ersatzwärmequelle an gemessene Temperatur-Zeit-Verläufe ist neben der reinen Rechenzeit der FE-Analyse sehr zeitintensiv. Die Ersatzwärmequelle beschreibt eine Intensitätsverteilung der zugeführten Wärme innerhalb eines gewählten Volumens. Diese wird so angepasst, dass sich die berechneten und gemessenen Temperatur-Zeit-Verläufe nicht oder nur geringfügig unterscheiden. Dieser aufwändige Prozess, kann bei manueller Durchführung mehrere Tage oder Wochen in Anspruch nehmen.

Lösung

Entsprechend des Forschungsziels sollen Methoden erarbeitet und entwickelt werden, die eine deutliche Rechenzeitersparnis bei ausreichender Ergebnistreue liefern. Eine effiziente Methode zur Rechenzeiteinsparung wurde über einen automatischen Abgleich der Ersatzwärmequelle an die gemessenen Temperatur-Zeit-Verläufe erarbeitet. Nach Eingabe einer Thermoelementposition und eines Startwertes wird über ein mathematisches Näherungsverfahren die Intenstität der zugeführten Wärme solange verändert bis die dort gemessene Spitzentemperatur aus Experiment und Simulation identisch ist.

Die Eingabe erfolgt über ein grafisches User-Interface, welches alle benötigten Daten abfragt und auf Plausibilität überprüft. Somit ist gewährleistet, dass der Anwender nicht über Kenntnisse in Programmiersprachen verfügen muss, sondern ohne Vorkenntnisse ein automatisierter Temperaturabgleich durchgeführt werden kann. Die rechnerische Anpassung der Ersatzwärmequelle benötigte bei der Nutzung am Demonstratorbauteil 8 automatische Iterationsschritte und lediglich 1,5 Stunden.

Automatisch an die Messung angepasste Spitzentemperatur

Beispiel eines Fensters der grafischen Benutzeroberfläche

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