Entwicklung einer gekoppelten fluid- und strukturmechanischen Simulationsmethode für den Rührreibschweißprozess und experimentelle Validierung

开发搅拌摩擦焊接过程的耦合流体和结构力学模拟方法并进行实验验证

基本信息

批准号：
195256063
负责人：
Professor Dr.-Ing. Manfred Piesche
金额：
--
依托单位：
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik (IMVT)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/195256063?language=en
关键词：
Entwicklung einer gekoppelten fluid und

项目摘要

Ziel des beantragten Projekts ist die Entwicklung einer Simulationstools zur Darstellung des Rührreibschweißprozesses, mit welchem sich die Eigenschaften der Schweißnaht und die Prozesskräfte vorhersagen lassen. Um der Komplexität der Aufgabe gerecht zu werden soll das Projekt als Verbundprojekt zwischen dem Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und dem Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre durchgeführt werden. Die Beschreibung des Rührreibschweißprozesses wirft sowohl struktur- als auch strömungsmechnanische Fragestellungen auf. Am IMWF wird dafür aufbauend auf einem bestehenden Simulationswerkzeug der strukturmechanische Anteil abgebildet. Am IMVT wird ein Simulationstool entwickelt, welches die Geschwindigkeits- und Temperaturfelder unter Berücksichtigung der freien Phasengrenze beschreibt. Für beide Ansätze werden Gesetze zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens und der durch Reibung eingetragenen Energie benötigt, welche am IMWF anhand von experimentellen Untersuchungen für den Anwendungsbereich des Rührreibschweißprozesses ermittelt werden. Insbesondere wird dabei auch das Plastifizieren des Werkstoffes, im vorliegenden Fall von Aluminium berücksichtigt. Die beiden Simulationstools werden mit einer zu implementierenden Programmierschnittstelle verbunden. Aus den Simulationen lassen sich dann charakteristische Größen wie Form, Dimension sowie die Eigenschaften der Schweißnaht bestimmen. Diese werden insbesondere aus dem Deformationsverhalten der Fluidelemente bestimmt. Validiert werden die Simulationen anhand experimenteller Untersuchungen, wobei die Struktur der Schweißnaht durch metallographische Schliffe und computertomographische Aufnahmen unter Einmischung von Fremdlegierungen bestimmt wird. Aus diesen lassen sich Rückschlüsse auf die Temperatur- und Geschwindigkeitsfelder ziehen.

Rührreibschweißprozesses 的模拟工具，与 Schweißnaht 的 Eigenschaften 和 Prozesskräfte vorhersagen lassen 一起使用。该项目是机械技术研究所和材料检验研究所、Werkstoffkunde 和 Festigkeitslehre durchgeführt werden 的一体化项目。 IMWF 的结构是机械结构的最佳设计。 Berücksichtigung der freien Phaseengrenze beschreibt。 Insbesondere wird dabei auch das Plastifizieren des Werkstoffes, im vorliegenden Fall von Aluminium berücksichtigt.其形状、尺寸是最佳特征的特征。金相学和计算机断层扫描是最佳的测量方法。