Vereinfachte Modelle zur Schweißverzugsberechnung

Viac o knihe

Die inhomogene Erwärmung von Schweißverbindungen führt zu Verformungen, die kostspielige Nachbehandlungen erfordern. Zunächst wird der Entstehungsmechanismus von Wärmedehnungen und Eigenspannungen erläutert, gefolgt von einer Vorstellung der temperaturabhängigen Werkstoffkennwerte und des signifikanten Temperaturfelds beim Schweißen. Die Vorgehensweise bei der Anwendung der derzeit verfügbaren Methoden und Modelle zur Schweißverzugsberechnung wird behandelt. Beginnend mit der FE-Simulation werden das Maximaltemperaturmodell, das Modell der inhärenten Dehnungen und das Lokal-Global-Modell erklärt. Besonders ausführlich wird das analytische Schrumpfkraftmodell beschrieben. Der zentrale Teil der Arbeit ist ein neues, analytisch-numerisches Hybridmodell, das schnell und präzise Schweißverzüge von Großstrukturen berechnen kann. Um den Anwendungsbereich zu erweitern, werden moderne Schweißverfahren und neue Werkstoffe erfasst, und es wird eine Methode zur Erfassung der Instabilität dünnwandiger Strukturen vorgeschlagen. Zudem wird die Berechnung von Verzügen durch krummlinig wandernde Wärmequellen implementiert. Zur Vereinfachung wird das Schrumpfkraftmodell in einer Software umgesetzt. Die Verifizierung der Software und des Kopplungsalgorithmus sowie die Untersuchung der Stabilität und Sensibilität des Hybridmodells erfolgt an Stumpfstoßverbindungen. Die Validierung beginnt mit elementaren Schweißverbindungen und umfasst die Verzug