SB_14.814B

p
dX = α dε
[5.4]
X : Verschiebungstensor
α :
σ
f
Materialkonstante
: Streckgrenze
S :Spannungsdeviator
σ : Spannungstensor
λ : Plastischer Multiplikator
5.6 Rand- und Anfangsbedingungen
Im Pre-Processing werden die Rand- und Anfangsbedingungen typischerweise vom
Benutzer eingegeben. Bei einer thermischen transienten Analyse muss die Starttemperatur
vorgegeben werden (T 0 = 300 K). Die Bauteile werden an der Oberfläche auf
Löttemperatur erwärmt. Der Temperatur-Zeit-Zyklus wird tabellarisch eingegeben,
die Anzahl der zeitabhängigen Lasten wird vom Benutzer bestimmt. Im Rahmen des
Forschungsvorhabens wurden die Einzelteile nach mit dem projektbegleitenden
Ausschuss festgelegten Zyklen stufenweise mit einer Aufheizrate von 10 K/min auf
die Löttemperatur von 1323 K erwärmt. Die Lötzeit betrug 30 min. Nach dem Löten
wurden die Bauteile mit verschiedenen Abkühlraten auf Raumtemperatur abgekühlt.
Der Einfluss der Abkühlrate auf den Spannungszustand wurde analysiert. Es wurden
Berechnungen mit unterschiedlichen Temperatur-Zeit-Zyklen durchgeführt. Für den
ersten Zyklus wurde mit einer Abkühlrate von 35 K/min gerechnet. Die Ergebnisse
wurden dann mit denen einer Berechnung mit einer Abkühlrate von 100 K/min
verglichen. Das untere Bauteil wurde auf der Ebene z=0 positioniert. Die auf dem
Lötgestell aufliegende Seite des unteren Bauteils konnte nur in der x-y Richtung frei
bewegt werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt des Lötprozesses ist der thermomechanische Kontakt.
Hier sollte die Art des Kontakts bestimmt werden, d.h. welche Effekte und Vereinfachungen
bei der Modellierung berücksichtigt werden sollen. Es wurde ein Makro
[Procedure] erstellt und im Pre-Processing abgerufen. Für eine thermo-mechanische
Analyse wurden bestimmte Elementtypen ausgewählt, (CONTA174, TARGE170),
wie in Abb. 5.11 dargestellt. Für Conta174 gibt es beispielsweise zwölf Keyoptionen
[KEYOPT], die die Art und die Eigenschaften des Kontaktes beschreiben. Außerdem
wird das Kontaktstatut auch durch bestimmte Realkonstanten [Ansys] eingestellt. In
Tab. 5.5 sind die unterschiedlichen Konstanten dargestellt.
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