TY - THES A1 - Anders, Sven T1 - Numerische Simulation des Energieeintrages zur Modellierung einer Laserstrahlschweißung T1 - Numerical simulation the application of energy for the modelling of a laser beam welding N2 - Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Energieeintrag beim Laserstrahl-schweißen untersucht. Das verwendete Material ist ein Stahl der Sorte S355 J2G3. Für das FE-Programm SYSWELD sind verschiedene Wärmequellen entwickelt, erprobt und über Temperaturfelder mit einander verglichen wurden. Dabei kamen unterschiedliche Netz-varianten zum Einsatz. Der Energieeintrag wurde abzüglich 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 Wärmekapazität sowie Wärmeleit-fähigkeit analysiert. Die Ergebnisse zur Anpassung des Energieeintrages waren im Gegensatz zu den Materialparametern noch ausbaufähig. N2 - As part of this work the application of energy was explored at the laser beam welding. The used material is a steel of the sort S355 J2G3. For the Fe-program SYSWELD are developed different heat sources, tests and were compared over temperature fields with each other. Thereby different mesh types came to the employment. The application of energy was considered emerge minus the losses them at the laser beam welding, thereby have were considered the losses from transmission, reflection and metal steam separately. There became also materialparameter like: vaporisation enthalpy, specific heat capacity as well as heat conductivity analyzes. The results for the adjustment the application of energy were still promising in contrast to the materialparameters. KW - Temperaturfeld KW - Laserschweißen KW - Anschluss KW - Direkte numerische Simulation KW - Kapillare KW - Dichtes Plasma KW - S355J2G3 KW - numerische Simulation KW - Energieeinkopplung KW - laser beam KW - welding KW - steel Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6690 N1 - Der Volltext-Zugang wurde im Zusammenhang mit der Klärung urheberrechtlicher Fragen mit sofortiger Wirkung gesperrt. ER - TY - THES A1 - Hildebrand, Jörg T1 - Numerische Schweißsimulation - Bestimmung von Temperatur, Gefüge und Eigenspannung an Schweißverbindungen aus Stahl- und Glaswerkstoffen T1 - Numerical welding simulation - determination of temperature, microstructure and residual stress for steel and glass materials in welded joints N2 - Die Komplexität des Schweißprozesses und das Verhalten der Werkstoffe infolge des Energieeintrages erfordern eine umfassende Betrachtungsweise. Die Entwicklung von numerischen Modellen und Methoden in den letzten 50 Jahren ermöglicht die Simulation, Analyse und Optimierung von Schweißverbindungen hinsichtlich Temperatur, Gefügestruktur und Eigenspannungen. Eine Differenzierung der Schweißsimulation in Prozess-, Werkstoff- und Struktursimulation gestattet eine gezielte Untersuchung von einzelnen Aspekten. Diese Unterteilung erfordert zum Teil eine starke Abstraktion und Idealisierung der Realität durch geeignete Annahmen und Randbedingungen, die von der zu untersuchenden Fragestellung abhängen. Dadurch wird eine Kalibrierung und Verifikation der Modelle mit Versuchsergebnissen notwendig. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen beschäftigen sich mit wichtigen Fragestellungen hinsichtlich der numerischen Simulation und experimentellen Untersuchung des Temperaturfeldes sowie des Gefüge- und Eigenspannungszustandes von MAG-Schweißverfahren an den Werkstoffen Feinkornbaustahl und Duplex-Stahl, CO2-Laserstrahlschweißverfahren am Werkstoff Quarzglas, Trennprozessen von Proben, WIG-Nachbehandlungsverfahren. Hinsichtlich der Naht- und Stoßarten orientierte sich die Arbeit an baupraktisch relevanten Schweißverbindungen sowie Besonderheiten, die sich aus Schweißprozessen und unterschiedlichen Werkstoffen ergeben. Eine Interpretation der numerisch und experimentell ermittelten Ergebnisse ermöglicht die Ableitung von allgemeingültigen Erkenntnissen zur Ausbildung des Temperaturfeldes, Entstehung von Gefügestrukturen und Eigenspannungen. Voraussetzungen für eine realitätsnahe Schweißsimulation zur Bestimmung von Temperatur, Gefügeanteil und Eigenspannung sind neben den Geometriemodellen geeignete numerische Modelle für die Einkopplung der Energie aus dem Schweißprozess und für die Abgabe der Energie durch Konvektion und Strahlung an die Umgebung, zur Beschreibung des thermischen und mechanischen Werkstoffverhaltens im Bereich von Raumtemperatur bis zur Schmelztemperatur. N2 - In the last 50 years simulation, analysis and optimization of welded joints makes the development possible of numerical models and methods for determination of temperature, microstructure and residual stress. A differentiation of welding simulation in process, material and structural simulation is possible for a purposeful investigation of individual aspects. This partitioning requires a strong abstraction and idealization of the reality with boundary conditions. Calibrations and verifications of the models with test results are necessary. The investigations concern with important questions in regard to the numerical simulation and experimental investigation of temperature field as well as microstructure and residual stresses of MAG-welding at the materials fine-grain structural steel and duplex steel, CO2-laser welding at the material quartz glass, separation processes of samples, post welding process with TIG. T3 - Schriftenreihe des Instituts für Konstruktiven Ingenieurbau - 18 KW - MAG-Schweißen KW - Schweißen KW - Simulation KW - Eigenspannung KW - Feinkornbaustahl KW - Quarzglas KW - Schweißverbindung KW - Wärmeeinflusszone KW - Laserschweißen KW - Ferri KW - welding KW - numerical simulation KW - residual stress KW - joints KW - steel Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20090617-14753 ER - TY - THES A1 - Gundermann, Ralf T1 - 3D-Simulation des Temperaturfeldes und der Gefügeumwandlung bei einer Laserstrahlschweißung T1 - 3D-simulation the temperature field and the material transformation at a laser beam welding N2 - Das FEM-Programmsystem „SYSWELD“ kommt für die Berechnung des Temperaturfeldes bei einer Laserstrahlschweißung zum Einsatz. Insbesondere sollen der Einfluss des Energieeintrages und die damit verbundene Gefügeumwandlung eines Feinkornbaustahles untersucht und Aussagen zur notwendigen Modellierungsgenauigkeit der Nahtgeometrie bzw. Netzverfeinerung getroffen werden. Im Einzelnen sind folgende Teilaufgaben zu lösen: - ausführliche Literaturrecherche zur numerischen Analyse von Schweißverbindungen insbesondere zu temperaturabhängigen Materialeigenschaften von Feinkornbaustählen, - Darstellung der Wärmequelle für das Laserstrahlschweißen, - Erprobung unterschiedlicher Netzvarianten für die FE-Analyse von instationären Temperaturfeldern, - Untersuchung zur Modellierungsgenauigkeit der Nahtgeometrie, - Parameterstudien zum Einfluss der Materialkennwerte und Gefügekinetik auf das Temperaturfeld sowie das Gefüge. N2 - The FEM-program "SYSWELD" comes for the calculation the temperature field at a laser beam welding to the employment. Particularly the influence of the energy deposit should explored and the with it joined material transformation of a fine grained steel and are met statements to the necessary modelling precision the weld geometry and mesh refinement. In the single following tasks are to be solved: - Comprehensive literature investigation to the numerical analysis of welding joints particularly to temperature dependent material properties of fine grained steels, - Display the heat source for the laser beam welding, - Test different mesh variants for the Fe-analysis of non-stationary temperature fields, - Investigation to the modelling precision on the weld geometry, - Investigation to the influence the material properties and material transformation on the temperature field as well as the material structure. KW - Laserschweißen KW - Finite-Elemente-Methode KW - Direkte numerische Simulation KW - Gefügeumwandlung KW - Feinkornbaustahl KW - Temperaturfeld KW - Laserstrahlschweißen KW - Aufheizraten KW - ZTU-Schaubild KW - laser beam KW - joint weld KW - fine grained steel Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6680 N1 - Der Volltext-Zugang wurde im Zusammenhang mit der Klärung urheberrechtlicher Fragen mit sofortiger Wirkung gesperrt. ER -