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

3 Finite-Element-Berechnung
Abbildung 3.7: Volumetrische doppelt-halbellipsoide Wärmequelle
Das in Abbildung 3.7 dargestellte Ellipsoid ist in ein frontseitiges (Index f)
und ein rückwärtiges (Index r) Halbellipsoid aufgeteilt. Jedes Halbellipsoid
besitzt im Zentrum den Maximalwert der Gauß normalverteilt angenommenen
Wärmequelldichte. Die Wärmequelle wird mit der effektiv eingebrachten
Wärmeleistung q definiert, die sich aus der Effektivleistung des Schweißvorganges
ergibt. Mit dem Wirkungsgrad η, der Schweißstromstärke I und der
Schweißspannung U beträgt sie:
q = I · U · η (3.1)
Das lokale Koordinatensystem (x, y, z) wird durch die in Abschnitt 3.2.5 beschriebene
Schweiß- und Referenzlinie festgelegt. Die Wärmequelldichte bezogen
auf das lokale Koordinatensystem beträgt für das frontseitige Halbellipsoid:
q ∗∗ (x, y, z) =
und für das rückwärtige Halbellipsoid:
q ∗∗ (x, y, z) =
6√ nx2
3∆ f · q
a f · b · c · π √ a
· e− 2 f
· e − ny2
b
π 2 · e − nz2
c 2 (3.2)
6√ 3∆ r · q
a r · b · c · π √ nx2
a · e− 2 r · e − ny2
b
π 2 · e − nz2
c 2 (3.3)
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