Prozesssimulation

 

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Mit Hilfe der kommerziellen Simulationssoftware Simufact.welding ist es möglich, transiente thermische Prozesse auf Basis der numerischen Berechnung finiter Elemente zu beschreiben.

Die Software ist in der Lage, dynamische Gefügeumwandlungsprozesse anhand von Materialkenndaten abzubilden. Es können Auswirkungen der Prozessführung während der EB-Behandlung (wie verschiedene Zeit-Temperatur-Verläufe) berechnet und deren Auswirkungen auf das Gefüge untersucht werden.

Elektronenstrahltechnologien unterscheiden sich hinsichtlich der Prozesszeiten, des Energieeintrags sowie der Materialbehandlung grundlegend von konventionellen thermischen Prozessen. Aus diesem Grund ist eine Reihe von verfahrensspezifische Anpassungen in Simufact.welding integriert, um eine realitätsnahe Simulation zu ermöglichen.

Darstellung einer zylindrischen Ersatzwärmequelle für die Simulation von LaserschweißprozessenSo ist es mittels Simufact.welding möglich, neben konventionellen auch spezielle zylindrische Wärmequellen zur Berechnung zu verwenden, welche die verfahrenstypischen Besonderheiten (große Schweißtiefe, geringe Nahtbreite) des EB-Schweißens berücksichtigen. Weiterhin bietet der modulare Aufbau von Simufact.welding die Möglichkeit, prozessspezifische Ersatzwärmequellen zu definieren, um z. B. Mehrspottechnologien, Oszillationsfiguren oder Thermofelder zur Randschichtbehandlung detailliert abzubilden.

Darstellung der dynamischen Meshverfeinerung am Beispiel eines Mehrspot ProzessesDa EB-Prozesse im Allgemeinen mit hohen lokalen Energiedichten verbunden sind, müssen zu berechnende Volumen entsprechend eng vernetzt sein. Durch eine dynamische Netzverfeinerung ist es dabei möglich, den Grad der Vernetzung auf den Ort des Energieeintrags zu begrenzen, um somit Simulationskapazität einzusparen.

Abbildung eines Dell Precision Towers 7910Für  die Prozesssimulation werden spezielle Workstations verwendet, die für den Einsatz rechenintensiver Programme wie Simufact.welding maßgeschneidert sind. Diese zeichnen sich durch eine deutlich erhöhte Anzahl an CPUs sowie gesteigerte RAM-Größen und professionelle GPU-Lösungen zur besseren Parallelisierung von Simulationsrechnungen aus.

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