@inproceedings{GoebelHildebrandWerner, author = {G{\"o}bel, Michael and Hildebrand, J{\"o}rg and Werner, Frank}, title = {NUMERISCHES MODELL F{\"U}R DIE SIMULATION EINER LASERSTRAHLSCHWEIßUNG VON QUARZGLAS}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2958}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170327-29589}, pages = {14}, abstract = {Ausgehend von den fundierten Erfahrungen, die f{\"u}r das Schweißen von verschiedensten Metallen vorliegen, wird an der Professur Stahlbau der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar ein neuartiges Verfahren zum CO2-Laserstrahlschweißen von Quarzglas numerisch untersucht. Dabei kommt die kommerzielle FE-Software SYSWELD® zum Einsatz. Die erforderlichen Versuche werden in Zusammenarbeit mit dem Institut f{\"u}r F{\"u}getechnik und Werkstoffpr{\"u}fung GmbH aus Jena realisiert. Die numerische Analyse wird eingesetzt, um geeignete Prozessparameter zu bestimmen und deren Auswirkungen auf die transienten thermischen und mechanischen Vorg{\"a}nge, die w{\"a}hrend des Schweißvorgangs ablaufen abzubilden. Um die aus der Simulation erhaltenen Aussagen zu {\"u}berpr{\"u}fen, ist es erforderlich, das Berechnungsmodell mittels Daten aus Versuchsschweißungen zu kalibrieren. Dabei sind die verwendeten Materialmodelle sowie die der Simulation zugrunde gelegten Materialkennwerte zu validieren. Es stehen verschiedene rheologische Berechnungsmodelle zur Auswahl, die die viskosen Materialeigenschaften des Glases abbilden. Dabei werden die drei mechanischen Grundelemente, die HOOKEsche Feder, der NEWTONsche D{\"a}mpfungszylinder und das ST.-VENANT-Element miteinander kombiniert. Die M{\"o}glichkeit, thermische und mechanische Vorg{\"a}nge innerhalb des Glases w{\"a}hrend des Schweißvorgangs und nach vollst{\"a}ndiger Abk{\"u}hlung, vorhersagen zu k{\"o}nnen, gestattet es den Schweißvorgang {\"u}ber eine Optimierung der Verfahrensparameter gezielt dahingehend zu beeinflussen, die Wirtschaftlichkeit des Schweißverfahrens zu verbessern, und ein zuverl{\"a}ssiges Schweißergebnis zu erhalten. Dabei k{\"o}nnen auch nur unter hohem experimentellen Aufwand durchf{\"u}hrbare Versuche simuliert werden, um eine Vorhersage zu treffen, ob es zweckm{\"a}ßig ist, den Versuch auch in der Praxis zu fahren. Dies f{\"u}hrt zu einer Reduzierung des experimentellen Aufwandes und damit zu einer Verk{\"u}rzung des Entwicklungszeitraumes f{\"u}r das angestrebte Verfahren.}, subject = {Architektur }, language = {de} } @phdthesis{Goebel, author = {G{\"o}bel, Michael}, title = {FASER-KUNSTSTOFF-METALL-GLAS-HYBRIDSYSTEME UND DEREN EINSATZ IN TRAGENDEN KONSTRUKTIONEN}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1990}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20131217-19909}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {334}, abstract = {Die Entwicklung von Hybridtechnologien f{\"u}hrt zu vielen neuartigen und effizienten Anwen-dungen. Hybridtechnologien kommen immer dann zum Einsatz, wenn die ausschließliche Nutzung einer Technologie oder eines Werkstoffs nicht zum gew{\"u}nschten Ergebnis f{\"u}hrt. Dann kann durch Kombination unterschiedlicher Werkstoffe oder Technologien ein System geschaffen werden, das in seiner Konfiguration ein Optimum an Eigenschaften darstellt. Im Bauwesen geht die Entwicklung schon seit jeher in Richtung von immer schlankeren ar-chitektonisch ansprechenden Konstruktionen. In der gegenw{\"a}rtigen Entwicklung erm{\"o}glichen hochtechnologische Kunststoffe und Faserwerkstoffe, wie z. B. Kohlenstofffasern, sehr schlanke, leichte und dennoch hochtragf{\"a}higer Konstruktionen. Der wirtschaftliche Aspekt bei der Entwicklung von Tragsystemen bzw. -strukturen erfordert dabei in fast allen F{\"a}llen eine kosteng{\"u}nstig effiziente Ausbildung und die Optimierung von Trageigenschaften und Kostenfaktoren. Daher besteht oft die Anforderung nach einem Verbundsystem, bei dem unterschiedliche Materialien in der Art miteinander kombiniert werden, dass jeder Werkstoff f{\"u}r eine bestimmte Beanspruchung angeordnet wird und sein Tragf{\"a}higkeitspotenzial optimal aussch{\"o}pft. Im Rahmen dieser Arbeit werden an konkreten Beispielen M{\"o}glichkeiten aufge-zeigt, Hochtechnologiewerkstoffe in effizienter Art und Weise zu nutzen. Der Kunststoff-Faser-Verbundwerkstoff stellt eine M{\"o}glichkeit dar, den als solches nur f{\"u}r d{\"u}nnschichtige Klebverbindungen nutzbaren Klebstoff in seinen Anwendungsm{\"o}glichkeiten zu erweitern. Die Fasern wirken dabei dem mechanischen Schwachpunkt des Klebstoffs, einer nur geringen Zugfestigkeit, effektiv entgegen. Mit faserverst{\"a}rkten Klebstoff k{\"o}nnen Anwendungen realisiert werden, bei denen der Klebstoff auch zur Zugkraft{\"u}bertragung ge-nutzt wird. Zus{\"a}tzlich bieten F{\"u}llstoffe eine M{\"o}glichkeit, die Steifigkeit des Klebstoffs zu stei-gern, was f{\"u}r viele mechanischen Beanspruchungen Vorteile mit sich bringt. Die Kombination aus einem partikelgef{\"u}llten und zus{\"a}tzlich faserverst{\"a}rkten Klebstoff f{\"u}hrt zu einem Ver-bundwerkstoff, der f{\"u}r viele unterschiedliche Anwendungen geeignet ist. Praktische Anwen-dungsm{\"o}glichkeiten finden sich in der Herstellung von Fassadenelementen, wo der faserver-st{\"a}rkte Klebstoff zur Verbindung von Aluminiumhohlprofilen verwendet wird. Weitere Anwen-dungsgebiete erstrecken sich auf die Zugkraftbewehrung von Betontragelementen, bei denen der faserverst{\"a}rkte Klebstoff die Rolle einer Zugbewehrung an der Betonoberfl{\"a}che {\"u}bernimmt. Alu-CFK-Hybridelemente erm{\"o}glichen die Herstellung sehr effizienter Tragsysteme, bei de-nen Gewichtsreduzierung der Tragstruktur und Kosteneinsparungen im Betrieb des Bauwerks gleichermaßen erm{\"o}glicht werden. Die CFK-Lamellen werden dabei in den am st{\"a}rksten l{\"a}ngskraftbeanspruchten Bereichen eines Aluminiumtragelementes angeordnet, wodurch sich die Biegetragf{\"a}higkeit des dann hybriden Tragelements signifikant erh{\"o}ht. In der Folge k{\"o}nnen Gewichtsreduzierungen, verglichen mit herk{\"o}mmlichen Aluminiumtragelementen, erzielt werden. Weiterhin k{\"o}nnen die Querschnittsaußenmaße bei Alu-CFK-Hybridelementen deutlich reduziert werden. In der Folge vereinfachen sich der Transport und die Montage dieser Art Tragwerke, was besonders bei fliegenden Bauten einen wesentlichen Vorteil dar-stellt. Der Einsatz von Glas-Kunststoff-Hybridelementen erm{\"o}glicht die Konstruktion transparenter Tragstrukturen in einer optisch einzigartigen Qualit{\"a}t. Die Konstruktion eines Glas-Kunststoff-Hybridelementes erm{\"o}glicht ein redundant wirkendes Tragverhalten, bei dem die Steifigkeit und optische Qualit{\"a}t des Glases optimal im Tragsystem genutzt werden k{\"o}nnen. Der Kunst-stoff stellt eine Art Sicherheitselement dar und {\"u}bernimmt im Falle eines Glasbruchs die Tragwirkung des Glases. Die Eigenschaft der Vorank{\"u}ndigung eines Systemversagens stellt die Grundlage f{\"u}r eine baupraktische Anwendung des Glas-Kunststoff-Hybridelementes als statisches Tragsystem dar. Durch die Redundanz des Tragverhaltens von Glas-Kunststoff-Hybridelementen ist das Versagen dieser Tragstruktur durch optische oder strukturelle An-zeichen erkennbar und eine Bemessung somit m{\"o}glich. F{\"u}r die mechanische Analyse grundlegender Zusammenh{\"a}nge in Hybridsystemen k{\"o}nnen ingenieurm{\"a}ßige, analytische und numerische Betrachtungen durchgef{\"u}hrt werden. Die in-genieurm{\"a}ßigen Betrachtungen sind sehr gut geeignet, um Absch{\"a}tzungen zu treffen, die in sp{\"a}ter durchgef{\"u}hrten experimentellen Bauteiluntersuchungen oft auch ihre Best{\"a}tigung fan-den. Bei Detailbetrachtungen, wie z. B. der Analyse eines nichtlinearen Spannungsverlaufes in mechanisch beanspruchten Klebfugen, bietet eine numerische Betrachtung mittels FEM Vorteile, da sie eine sehr detaillierte Auswertung in Bereichen mit hohen Spannungsgradien-ten erm{\"o}glicht. Durch die Anwendung der FEM ist es m{\"o}glich, Strukturen in unterschiedlichen Skalierungsbereichen zu analysieren und dabei auch Bereiche einzubeziehen, die f{\"u}r experimentelle Untersuchungen nur sehr schwer zug{\"a}nglich sind. Genaue Kenntnisse {\"u}ber das Materialverhalten der zu analysierenden Stoffe stellen dabei eine wesentliche Grundlage f{\"u}r die Erstellung qualitativ hochwertiger Rechenmodelle dar.}, subject = {Klebstoff-Faser-Verbundwerkstoff; Alu-Carbon-Hybridelement; Glas-Kunststoff-Hybridelement; ANSYS; CFK; Klebverbindungen}, language = {de} } @misc{Gundermann2005, type = {Master Thesis}, author = {Gundermann, Ralf}, title = {3D-Simulation des Temperaturfeldes und der Gef{\"u}geumwandlung bei einer Laserstrahlschweißung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.668}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6680}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Das FEM-Programmsystem „SYSWELD" kommt f{\"u}r die Berechnung des Temperaturfeldes bei einer Laserstrahlschweißung zum Einsatz. Insbesondere sollen der Einfluss des Energieeintrages und die damit verbundene Gef{\"u}geumwandlung eines Feinkornbaustahles untersucht und Aussagen zur notwendigen Modellierungsgenauigkeit der Nahtgeometrie bzw. Netzverfeinerung getroffen werden. Im Einzelnen sind folgende Teilaufgaben zu l{\"o}sen: - ausf{\"u}hrliche Literaturrecherche zur numerischen Analyse von Schweißverbindungen insbesondere zu temperaturabh{\"a}ngigen Materialeigenschaften von Feinkornbaust{\"a}hlen, - Darstellung der W{\"a}rmequelle f{\"u}r das Laserstrahlschweißen, - Erprobung unterschiedlicher Netzvarianten f{\"u}r die FE-Analyse von instation{\"a}ren Temperaturfeldern, - Untersuchung zur Modellierungsgenauigkeit der Nahtgeometrie, - Parameterstudien zum Einfluss der Materialkennwerte und Gef{\"u}gekinetik auf das Temperaturfeld sowie das Gef{\"u}ge.}, subject = {Laserschweißen}, language = {de} } @phdthesis{Bubner2006, author = {Bubner, Andr{\´e}}, title = {Datenmodelle zur Bearbeitung von Ingenieuraufgaben am Beispiel von Wohnh{\"a}usern in Stahlbauweise}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.808}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070423-8580}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Modelle bilden die Grundlage der Planung. Sie repr{\"a}sentieren die zur Bearbeitung erforderlichen Eigenschaften eines Bauwerks in einer an die spezifische Aufgabe angepassten Form. Zwischen den verschiedenen zur Abbildung des Bauwerks eingesetzten Modellen bestehen fachliche Zusammenh{\"a}nge bez{\"u}glich der darin abgebildeten Aspekte. Diese Abh{\"a}ngigkeiten werden in der praktischen Planungsbearbeitung gegenw{\"a}rtig auf Grundlage von Erfahrungswerten, normativen Vorgaben und vereinfachenden Annahmen ber{\"u}cksichtigt. Die detailliertere Modellierung von Bauwerkseigenschaften f{\"u}hrt zu einer engeren Verzahnung der verschiedenen Modelle. Um eine fachliche Inselbildung zu vermeiden, ist eine entsprechend angepasste Abbildung der zwischen den einzelnen Modellen bestehenden Beziehungen erforderlich. Mit den steigenden Anspr{\"u}chen an eine Bearbeitung von Ingenieuraufgaben gewinnt eine {\"u}ber den Zweck der Bereitstellung ausgew{\"a}hlter Informationen zum Bauwerk und der Unterst{\"u}tzung eines Datenaustauschs zwischen verschiedenen Fachplanern hinausgehende datentechnische Abbildung an Bedeutung. Dies setzt eine Diskussion der Anforderungen an eine solche Beschreibung aus fachlicher Sicht voraus. Die Untersuchung der fachlichen Anforderungen wird am Beispiel von Wohnh{\"a}usern in Stahlbauweise gef{\"u}hrt.}, subject = {Modellierung}, language = {de} } @misc{Anders2005, type = {Master Thesis}, author = {Anders, Sven}, title = {Numerische Simulation des Energieeintrages zur Modellierung einer Laserstrahlschweißung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.669}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6690}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Energieeintrag beim Laserstrahl-schweißen untersucht. Das verwendete Material ist ein Stahl der Sorte S355 J2G3. F{\"u}r das FE-Programm SYSWELD sind verschiedene W{\"a}rmequellen entwickelt, erprobt und {\"u}ber Temperaturfelder mit einander verglichen wurden. Dabei kamen unterschiedliche Netz-varianten zum Einsatz. Der Energieeintrag wurde abz{\"u}glich der Verluste die beim Laserstrahlschweißen entstehen betrachtet, dabei sind die Verluste aus Transmission, Reflexion und Metalldampf separat betrachtet wurden. Es wurden auch Materialparameter wie: Verdampfungsenthalpie, spezifische W{\"a}rmekapazit{\"a}t sowie W{\"a}rmeleit-f{\"a}higkeit analysiert. Die Ergebnisse zur Anpassung des Energieeintrages waren im Gegensatz zu den Materialparametern noch ausbauf{\"a}hig.}, subject = {Temperaturfeld}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-2457, title = {International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering : July 04 - 06 2012, Bauhaus-University Weimar}, series = {Digital Proceedings, International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering : July 04 - 06 2012, Bauhaus-University Weimar}, booktitle = {Digital Proceedings, International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering : July 04 - 06 2012, Bauhaus-University Weimar}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and Lahmer, Tom and Werner, Frank}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2457}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150916-24571}, pages = {434}, abstract = {The 19th International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering will be held at the Bauhaus University Weimar from 4th till 6th July 2012. Architects, computer scientists, mathematicians, and engineers from all over the world will meet in Weimar for an interdisciplinary exchange of experiences, to report on their results in research, development and practice and to discuss. The conference covers a broad range of research areas: numerical analysis, function theoretic methods, partial differential equations, continuum mechanics, engineering applications, coupled problems, computer sciences, and related topics. Several plenary lectures in aforementioned areas will take place during the conference. We invite architects, engineers, designers, computer scientists, mathematicians, planners, project managers, and software developers from business, science and research to participate in the conference!}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} }