Simulation & Berechnung

Dr.-Ing. Thomas Nitschke-Pagel (Schweißsimulation) / Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen (Klebsimulation)

Immer kürzere Produktwechselzeiten, erhöhter nationaler und internationaler Kostendruck sowie gestiegene Anforderungen an die Produktsicherheit und -qualität führen zu der Notwendigkeit, schon in einem frühen Stadium der Entwicklung möglichst viel über die späteren Eigenschaften eines Produktes in Erfahrung zu bringen.

Die heutigen Simulations- und Berechnungsmethoden bieten in vielen Fällen bereits die Möglichkeit, das Verhalten gefügter Bauteile zu berechnen. Hierzu sind genaue Kenntnisse über das Verhalten der beteiligten Werkstoffe unter verschiedenartigsten Beanspruchungen und über die Auswirkung der eingesetzten Fügeprozesse notwendig. Die Umsetzung dieses Wissens in eine praktisch anwendbare Methodik erlaubt schließlich die rechnerische Vorhersage. In anderen Fällen sind die heutigen Verfahren jedoch noch nicht hinreichend und bieten vielfältige Ausgangspunkte für unsere Forschungstätigkeit.

Die Mitarbeiter des Arbeitsgebietes Simulation und Berechnung setzen sich seit Jahren mit der Auslegung und Berechnung gefügter Verbindungen und der Simulation von Fügeprozessen auseinander. Sie befassen sich z.B. mit der numerischen Beanspruchungs- und Beanspruchbarkeitsanalyse von Werkstoffen in und für Konstruktionen unter Berücksichtigung der angewandten Fertigungsverfahren, der vorliegenden Werkstoffzustände und der relevanten Umgebungsbedingungen. Diese Arbeiten decken einen großen Bereich der in der Praxis auftretenden Beanspruchungen, z.B. statische, zyklische und stoßartige Beanspruchungen (Crash) ab.

In verschiedensten öffentlich geförderten und bilateralen Projekten konnten Erfahrungen mit der Modellbildung für die unterschiedlichsten Werkstoffe (z.B. für Metalle, Kunststoffe/Klebstoffe und polymere Schäume) und Fügeprozesse (z.B. Schweißen und Kleben) gesammelt werden. Einen wichtigen Schwerpunkt bilden die verschiedenen Konzepte zur Lebensdauerabschätzung von geschweißten Strukturen bei Betriebsbeanspruchung.

Wichtiges Ziel neben der Weiterentwicklung von Berechnungs- und Simulationsmethoden ist es, die Ergebnisse auch für klein- und mittelständische Unternehmen nutzbar zu machen.

Forschungsschwerpunkte

  • Anwendung und Weiterentwicklung von Werkstoffgesetzen zur numerischen Vorhersage des Verhaltens von Schweiß- und Klebverbindungen im Vergleich mit experimentellen Ergebnissen
  • Anwendung und Weiterentwicklung moderner Konzepte zur Lebensdauerabschätzung bei zyklischer Beanspruchung (Strukturspannungskonzepte, örtliche Konzepte)
  • Berechnung des Verhaltens von gefügten Strukturen bei Crashbeanspruchung
  • Wasserstoff im Schweißgut – rechnerische Simulation seiner Verteilung und Auswirkungen

Kompetenzbereiche

  • Struktursimulation
  • Prozesssimulation
  • Werkstoffsimulation
  • Festigkeitskonzepte

Leistungsspektrum

  • Strukturberechnungen an geschweißten
    und geklebten Verbindungen
  • Statische und dynamische Auslegung
    von Strukturen
  • Vorhersage und Optimierung von Prozessergebnissen
  • Crashberechnungen
  • Ermittlung von Werkstoffkennwerten

Ausstattung

  • Rechner zur Durchführung von Simulationsrechnungen
  • Explizite und implizite FE-Solver zur Struktur- bzw. Crashsimulation
  • Softwarewerkzeuge zur Prozesssimulation
  • Softwarewerkzeuge zum Pre- und Postprocessing, CAD-Software

Kontakt

Technische Universität Braunschweig
Institut für Füge- und Schweißtechnik

Langer Kamp 8
38106 Braunschweig

Tel: 0531 391 - 95501
Fax: 0531 391 - 95599

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