Analyse der Effizienz von Mehrstrahltechnikanwendungen beim Elektronenstrahlschweißen mit Hilfe der mathematischen Modellierung und FEM-Simulation

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Durch den Einsatz einer sogenannten "Mehrstrahltechnik" können neue Horizonte in der industriellen Anwendung der Elektronenstrahlschweißverfahren eröffnet werden. Eine erfolgreiche Anwendung dieser neuen Technik ist allerdings mit einem hohen experimentellen Aufwand verbunden. Einen Vorteil bringt hier der Einsatz der rechnerischen Simulationstechniken. Im Rahmen des Projektes soll das inverse Problem der Simulation des Elektronenstrahlschweißens durch den Einsatz der entsprechenden Optimierungsalgorithmen gelöst werden. Die zu optimierenden Parameter sollen neben den herkömmlichen Schweißparametern auch die für die Mehrstrahltechnik spezifischen Daten umfassen. Die reale Bauteilgeometrien sowie die Art der Schweißnaht sollen in der Simulation Berücksichtigung finden. Dabei sollen Näherungsmethoden für die Berücksichtigung entsprechender Randbedingungen für die analytischen Lösungen des Wärmeübertragungsproblems erarbeitet werden. Die Reduzierung der Eigenspannungen und des Bauteilverzuges soll anhand der FEM untersucht werden. Für diesen Zweck ist die Erarbeitung einer Schnittstelle zwischen den Simulationssoftwares EBSIM und ABAQUS (MARC) erforderlich.