Arbeitskreisgruppe Modellbildung und Simulation

 

Arbeitskreis M1: Modellierung des Energietransfers an Grenzflächen

Verantwortlicher: Ilkin Alkhasli

Wann wurden Treffen durchgeführt?

10.07.2019 / 26.08.2019 / 06.02.2020

Welche Fragestellung wird aktuell bearbeitet?

  • Einsatz passiver Wärmedämmschichten im Gießen und Spritzgießen
  • Einsatz aktiver Heizleiterschichten im Gießen und Spritzgießen

Füllsimulationen vom Gießen und Spritzgießen

  • Verzugsverringerung beim Spritzgießen durch passive Wärmedämmung
  • Aktive Temperatursteuerung beim Gießen und Spritzgießen durch Heizleiterschichten

Experimentelle Validierung der Simulationsergebnisse anhand hergestellter Prototypen

  • Thermokameraaufnahmen beim Spritzgießen
  • Langzeitbeständigkeit der passiven und aktiven Beschichtungen

Auswertung und Veröffentlichung der gewonnenen Erkenntnisse

Wann soll eine Publikation diesbezüglich durchgeführt werden?

Thema Application of plasma sprayed coatings in injection molding and permanent mold casting in Kooperation mit dem Teilprojekt A10, A12, B1, B3, B8 und B9

Thema Application of electrical heater coatings in injection molding and permanent mold casting in Kooperation mit dem Teilprojekt A10, A12, B1, B3, B8 und B9

 

Arbeitskreis M2: Prozessmodell zur Schmelzbaddynamik und Mehrphasenmodellierung der Schmelze

Verantwortlicher: Christoph Schöler

Wann wurden Treffen durchgeführt?

17.01.2019 / 20.03.2019 / 27.05.2019

Welche Fragestellung wird aktuell bearbeitet?

  • Verdampfungsmodellierung (A3, A4, A9)
    • Verdampfung in Schweißkapillare (A3)
    • Verdampfung an Werkstückoberseite (A4) zunächst nicht relevant
    • Verdampfung auf Schmelzfront (A9)
    • Problem: große antreibenden Kräfte kleine Zeitschrittweiten
  • Modellierung der Erstarrung dünner Filme (A9, A10)
    • Methoden aus A9 nicht anwendbar in A10
    • Problem: räumliche Integration über Schmelzfilm, Singularitäten
    • Umkehrung…?
  • Erstarrungsmodellierung (A3, A4, A9, A10, B5)
    • Erweiterte Enthalpie-Methode mit Darcy-Term in Impulsgleichung
    • Momentum-Source-Methode
    • Enthalpie-Porositäts-Methode
    • Mischungsmodell
    • Aktueller Status in den TP
    • A10 und B5 haben die Methode bereits implementiert
    • A3 und A9 sind dabei…
    • Schnittstelle zu AK M3

Wann soll eine Publikation diesbezüglich durchgeführt werden?

Publikationen aus Kooperationen

  • A3, A4: Mokrov et al., Simulation des Laser- und MSG-Schweißens für die Schweißstruktursimulation, Simulationsforum Weimar (tbp 2020)
  • A3, A4, A9: Verdampfungsmodellierung in Schmelzbadsimulationen (geplant )
  • AK M4: Erstarrungsmodellierung in Schmelzbadsimulationen (in Diskussion)

Publikationen mit Informationsfluss aus dem Arbeitskreis

  • A3: Schöler et al., Modeling and simulation of laser micro welding, LiM 2019 (2019)

Feedback aus den Teilprojekt:

„Die in den Arbeitskreisen gemeinsam definierten Arbeitspunkte und das gegenseitige Controlling des Fortschritts bei den Treffen haben wesentlich zu dem Fortschritt und der Entwicklung des Teilprojekts A4 beigetragen. Die AKs unterstützten insbesondere eine Breite der Themen, welche ohne die AKs womöglich aus dem Fokus geraten wäre.“ M. Simon

 

Arbeitskreis M3: Modellierung und Simulation der Erstarrung, des Verzugs und der Restspannungen

Verantwortlicher: Dr. G. Laschet

Wann wurden Treffen durchgeführt?

  • 09.01.2019: Thema u.a. Modellierung des Füllvorgangs, des Wärmetransfers und der Erstarrung von teilkristallinen Polymeren auf der Makroskala
  • 29.10.2019: Thema: Einfluss des Kristallisationsgrads und des Lamellendesigns auf die effektiven mechanischen Eigenschaften eines PP Bauteils

- DSC Messungen des Kristallisationsgrads über die Bauteildicke

- Lamellendesign hängt nicht nur vom Kristallisationsgrad sondern auch vom Abstand zum Sphärolithzentrum a

  • 04.12.2019: selbstkonsistente mikro-makro Simulation (B7)

    - iterative Verbesserung der Gießsimulation eines A356 Napfs durch gekoppelte Gefügesimulation unter Berücksichtigung der Sr Veredelung

Welche Fragestellung wird aktuell bearbeitet?

Modellierung der Erstarrung teilkristalliner Polymere

 

Arbeitskreis M4: Effiziente numerische Methoden

Verantwortliche: Violeta Karyofylli

Wann wurden Treffen durchgeführt?

08.11.2018 / 11.12.2018 / 14.01.2019 / 05.02.2019 / 14.03.2019 / 29.03.2019 / 09.04.2019 / 17.05.2019 / 04.07.2019 / 05.08.2019 / 23.09.2019 / 07.10.2019 / 23.10.2019 / 21.11.2019 / 21.01.2020

Welche Fragestellung wird aktuell bearbeitet?

  • Tropfenablösung beim MSG – Schweißen kombiniert mit adaptiver zeitlicher Verfeinerung (TP A4, B5)
  • Erstarrung/Aufschmelzen: Level-Set-Methode vs. Enthalpie-Porosität-Methode (TP A3, A10, B5, B7)
  • Stokes‘schen Strömung um Kugeln: ein Vergleich verschiedener numerischer Methoden und Randbedingungen (TP A3, B5, B7)

Wann soll eine Publikation diesbezüglich durchgeführt werden?

Thema Application of space-time refinement for droplet formation during GMA welding in Kooperation mit dem Teilprojekt A4 und B5

Thema Axisymmetric two-phase flow simulations on space-time meshes in Kooperation mit dem Teilprojekt A4 und B5

Thema Raum-Zeit Diskretisierung am Beispiel der Tropfenablösung beim MSG-Schweißen (2019) in Kooperation mit dem Teilprojekt A4 und B5

Thema Phase Transition: Enthalpy-Porosity Method vs. Level-Set Method on 4D Simplex Space-Time Meshes

Thema 4D Simplex Space-Time Meshes for Production Engineering Applications

Thema Stokes flow around spheres: a comparison of different numerical methods