Tobias Loose Einfluß des transienten Schweißvorganges ... - Tl-ing.de

3 Finite-Element-Berechnung
Bei der strukturmechanischen Berechnung werden für die Membranverschiebung
Ansatzfunktionen aus Lagrange-Polynomen und für die Biegeverformung
Ansatzfunktionen aus Hermite-Polynomen verwendet. Die Schubverformung
rechtwinklig zur Schalenebene wird berücksichtigt.
Die Schalenelemente sind ausgelegt für Berechnungen von Systemen mit
großen Verformungen, großen Rotationen und kleinen Verzerrungen. Sie sind
sowohl für die Berechnung von Schweißeigenspannungen und Schweißverzug,
als auch für anschließende Beuluntersuchungen geeignet.
Für reine Schalenelementmodelle werden Elemente mit quadratischen
Ansätzen und für Schalen-Volumenelementmodelle Elemente mit linearen
Ansätzen verwendet.
3.2.4 Oberflächenelemente
Die Berechnung des Wärmeüberganges vom Bauteil in den umgebenden Raum
erfolgt über zweidimensionale Oberflächenelemente, die an der Oberfläche des
Modells zwischen den äußeren Randknoten eingebracht werden. Die Oberflächenelemente
werden nur zur Definition der elastischen Randbedingung des
Wärmeübergangs verwendet. Die Oberflächenelemente liefern keinen Beitrag
zur Steifigkeitsmatrix bei der strukturmechanischen Berechnung.
3.2.5 Trajektorienelemente
Die Trajektorienelemente sind eindimensionale Elemente. Mit ihnen wird der
Weg der Wärmequelle im Modell beschrieben. Die Wärmequelle wandert an
der aus zusammenhängenden Trajektorienelementen bestehenden Schweißlinie
entlang.
Eine Schweißlinie allein ist hinreichend, um eine um die Wegachse rotationssymmetrische
Wärmequelle zu definieren. Parallel zur Schweißlinie kann eine
Referenzlinie mit gleicher Netztopologie definiert werden, die ebenfalls aus
Trajektorienelementen besteht. Mit Schweiß- und Referenzlinie ist ein lokales
Koordinatensystem eindeutig bestimmbar.
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