@phdthesis{Doynov2023, author = {Doynov, Nikolay}, title = {Hybride Modelle f{\"u}r Verzugs- und Eigenspannungsberechnung von großen und komplexen Schweißkonstruktionen}, doi = {10.26127/BTUOpen-6453}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64536}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {Das Schweißen f{\"u}hrt zu einer lokalen, ungleichm{\"a}ßigen Erw{\"a}rmung der F{\"u}gestelle. Die dadurch hervorgerufenen lokalen plastischen Verformungen und metallurgischen Werkstoffver{\"a}nderungen bewirken nach der Abk{\"u}hlung bleibenden Verzug und Eigenspannungen. Diese beeinflussen die reibungslose Durchf{\"u}hrung des Fertigungsprozesses und die Qualit{\"a}t der geschweißten Konstruktion und schließlich stellen letztlich deren Einsatz in Frage. Somit steht f{\"u}r die meisten Industrieanwendungen die gesicherte Minimierung bzw. Beherrschung des Schweißverzuges und der Schweißeigenspannungen, insbesondere bei großen Konstruktionen im Vordergrund. Mittels der Vorkenntnis {\"u}ber den zu erwartenden Verzug und die Entwicklung der Eigenspannungen w{\"a}hrend und nach dem Schweißen k{\"o}nnen zum einen geeignete Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise Einspannszenarien, Vorverformungen oder Schweißreihenfolgen sowie eine gezielte Vor-, Zwischen- oder Nachw{\"a}rmebehandlung zweckm{\"a}ßig gew{\"a}hlt werden. Zum anderen ist es m{\"o}glich, die darauffolgenden notwendigen Nachbehandlungen, wie z.B. das thermische Richten, schon in einem sehr fr{\"u}hen Stadium des Produktentwicklungsprozesses vorauszuplanen. Demzufolge besteht seitens der Forschung ein sehr großes Interesse an der Entwicklung verl{\"a}sslicher Modelle und Methoden zur Schweißverzugs- und Eigenspannungsberechnung. Die vorliegende Habilitationsschrift befasst sich mit den theoretischen Grundlagen und den simulationstechnischen Aspekten der Schweißverzug- und Eigenspannungsberechnung von großen komplexen Schweißkonstruktionen. Im Mittelpunkt stehen die analytisch-numerische Hybridmodelle. Diese bestehen aus einem analytischen Teil f{\"u}r die lokale thermomechanische Berechnung und einen numerischen Teil f{\"u}r die globale strukturmechanische Berechnung. Die beiden Teilaufgaben sind stark gekoppelt. Der Schwerpunkt liegt in der Weiteentwicklung und in den Umsatzm{\"o}glichkeiten des analytischen Ansatzes. Dar{\"u}ber hinaus wird die Anwendung der Hybriden Modellierung zur Berechnung von Verzug und Eigenspannungen in praxisrelevanten Schweißkonstruktionen an zahlreichen Beispielen demonstriert. Die Aspekte der Einbringung der Simulation in die Fertigungs- oder Produktkette werden ebenso thematisiert.}, subject = {Schweißsimulation; Eigendehnung; Schweißverzug; Schweißeigenspannungen; Vortgeschrittene Schweißfertigung; Computational welding mechanics; Inherent strain; Welding distortions; Welding residual stresses; Advanced welding manufacturing; Schweißen; Schweißspannung; Thermomechanik; Strukturmechanik; Tragf{\"a}higkeit; Richten ; Intelligente Fertigung; Computersimulation; Konzeptionelle Modellierung}, language = {de} } @phdthesis{Sparr2023, author = {Sparr, Holger}, title = {Thermomechanische Analyse von inelastischen Deformationsvorg{\"a}ngen bei komplexer Beanspruchung in Modellierung und Experiment}, doi = {10.26127/BTUOpen-6419}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64197}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {Anwendbare Materialgesetze im Rahmen der ph{\"a}nomenologischen Kontinuumsmechanik sind durch die ber{\"u}cksichtigten Deformationsmechanismen gepr{\"a}gt und sind in der Regel f{\"u}r einen anzugebenden G{\"u}ltigkeitsbereich einsatzf{\"a}hig. Die verwendeten mathematischen Werkzeuge geben einen ausreichenden Anpassungsspielraum experimenteller Daten, beziehen jedoch die Physikalit{\"a}t des Materialgesetzes bedingt ein, da der thermodynamische Prozess der Deformation als n{\"a}herungsweise isotherm behandelt wird. In dieser Arbeit wird der Deformationsvorgang unter mechanischer Last als vollst{\"a}ndiger thermodynamischer Prozess verstanden, der eine Temperaturentwicklung im Werkstoff einbezieht und die kalorischen Zustandsgr{\"o}ßen auswertet. Die Konzepte der Kontinuumsthermomechanik werden in der Beschreibung f{\"u}r thermodynamisch konsistente Materialgesetze genutzt. Die zugeh{\"o}rigen, mikrostrukturell motivierten Entwicklungsgr{\"o}ßen beschreiben das nichtlineare Verhalten f{\"u}r eine große Bandbreite von Materialklassen und in komplexen Belastungspfaden. Um dies f{\"u}r die Ermittlung geeigneter Materialgesetze nutzbar zu machen wird die Infrarotthermografie f{\"u}r die Ermittlung der Oberfl{\"a}chentemperatur in den Messablauf integriert. Hauptaugenmerk liegt auf dem technisch relevanten Anwendungsbereich der kleinen Deformationsgradienten bei Raumtemperatur. Anhand charakteristischer Belastungspfade f{\"u}r metallische Konstruktionswerkstoffe wird gezeigt, dass die Dynamik der Deformationsmechanismen sich in der Spannungs-Dehnungs-Charakteristik, in der Temperaturentwicklung und bei den kalorischen Zustandsgr{\"o}ßen signifikant widerspiegeln. Dies trifft insbesondere auch dann zu, wenn die Versuchsanforderungen minimiert werden und die gemessenen Temperatur{\"a}nderungen klein sind. Die Ergebnisse der Arbeit weisen mit der Erweiterung des ver{\"a}nderlichen Temperaturfeldes einen Zugewinn in der Physikalit{\"a}t der thermodynamisch konsistenten Materialgesetze nach.}, subject = {Thermomechanik; Infrarotthermografie; Viskoplastizit{\"a}t; Eigenerw{\"a}rmung; Thermomechanics; Infrared Thermography; Viscoplasticity; Self-heating; Thermomechanik; Eigenerw{\"a}rmung; Viskoplastizit{\"a}t; Infrarotthermographie}, language = {de} }