Schweißen und Wärmenbehandlung mit FabWeld und LS-DYNA

Die Simulation von Schweißprozessen und Wärmebehandlungen ist eine herausfordende Aufgabe und erfordert
umfangreiche Kenntnisse und Modellierungstrategien der zu Grunde liegende Abläufe, wie beispielweise der Wärmeleitung im Bauteil, der Gefügeumwandlungen im Material oder der Definition des im allgemeinen komplexen Prozesses selbst. Hierbei können FabWeld in Kombination mit LS-DYNA den Berechungsingenieur entscheidend unterstützen, so dass auch komplexe Prozesses effizient und wirtschaftlich simuliert werden können.

FabWeld ist eine leistungsfähige Entwicklungsumgebung und ein Preprozessor für LS-DYNA. Im Gegensatz zum Pre-prozessor LS-PREPOST ist FabWeld speziell auf die Anforderung zur Simulation von Schweiß- und Wärmebehandlungsprozessen zugeschnitten. FabWeld stellt zum Beispiel eine Materialdatenbank mit den für die Simulation notwendigen Kenngröße zur Verfügung. Ergänzt wird diese Funktionalität durch die Möglichkeit zum Datenimport aus anderen Programmen wie WeldWare, JMATPro oder Sysweld. Weiterhin gibt die Software effiziente Unterstützung bei der Modellierung von Spannvorrichtungen,  einschließlich deren Kinematik beim An- und Abfahren, sowie der Definition von komplexen Schweißpfaden, wie sie insbesondere beim gleichzeitigen Einsatz mehrerer Schweißroboter auftreten.

Mit LS-DYNA steht dem Nutzer anschließend ein multi-physikalischer Löser zur Verfügung, der sich insbesondere
für die effizienten Berechnung des zu Grunde liegenden thermo-mechanisch gekoppelten Problems eignet. Ergänzt wird dies zum einen durch die Materialmodelle *MAT_CWM und *MAT_GENERAL_PHASE_CHANGE, die speziell für die Schweiß- und Wärmebehandlungssimulation entwickelt wurden. Zum anderen können in LS-DYNA verschiedene Wärmequellen für Schalen- und Volumenelemente mit Energieeintragskontrolle definiert werden. Hiermit sind z. B. effiziente Verzugsberechnung und eine detailgetreue Eigenspannungs- und Gefügeanalyse möglich.

Ziel des Informationstages ist es, die Möglichkeiten der Schweiß- und Wärmebehandlungsprozesssimulation mit FabWeld in Kombination LS-DYNA aufzuzeigen und einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten zu geben.

Agenda

• Definition adäquater Wärmequellen für die Simulation verschiedener Schweißprozesse mit LS-DYNA
• Exakte Vorhersage des Schweißverzugs mit LS-DYNA
• Kopplungsstrategien für eine effiziente Schweißsimulation in LS-DYNA
• Simulationsbasierte Auslegung des Schweißzusammenbaus: ohne Ausschuss und Zeitverlust in die Produktion starten
• Ein neuartiges Materialmodell zur Vorhersage von lokalen mechanischen Eigenschaften aufgrund von Phasenübergängen
• Simulative Festigkeitsbewertgung von Schweißverbindungen
• FabWeld - Komplexe Schweißsimulationsmodelle für LS-DYNA effizient und schnell erstellen.

(Alle Vorträge von Dr.-Ing Tobias Loose, Loose GmbH und Dr. Thomas Klöppel, DYNAmore GmbH, an Ansys Company)

Der Infotag findet von 13-17 Uhr statt. Die Vorträge sind unterschiedlich lang und werden nacheinander in Absprache mit den Teilnehmende gehalten.

Inhalte

• Schweißsimulation und deren Einbindung in die Fertigungsimulation

• Simulation von Sonderschweißverfahren mit LS-DYNA

• Punktschweißen
• Bolzenschweißen
• Reibschweißen
• Rührreibschweißen
• Induktionsrichten

• Wärmequellenberechnung für das MSG-schweißen (Schnittstelle zwischen SimWeld und LS-DYNA)
• Wärmebehandlung / Preßhärten
• Weitere aktuelle Entwicklungen LS-DYNA