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Teilvorhaben: Prozessentwicklung für das 3D-Laserstrahlschweißen von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen^Teilvorhaben: Laserstrahlschweißen von Aluminium/Stahlverbindungen für den Karosseriebau^Teilvorhaben: Zerstörungsfreie Prüftechnik für lasergeschweißte Stahl-/Aluminium-Verbindungen^Entwicklung von laserbasierten Fügetechnologien für artungleiche Leichtbaukonstruktionen (LaserLeichter)^Teilvorhaben: Leichtbau-Lehnenstruktur Fond mit Rückwand^Teilvorhaben: Mechanische Modelle für hybride Verbindungen^Teilvorhaben: Integration der entwickelten Verfahren, Prüf-/Messsysteme und Strahlführungssysteme in ein industrienahes, robotergestütztes Fertigungssystem, Teilvorhaben: Simulationsmodelle für das 3D-Laserstrahlschweißen von Stahl/Aluminium Mischverbindungen

Innerhalb des Verbundprojektes werden vom Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik validierte Lösungsansätze und Modelle zur numerischen Simulation des Laserstrahlschweißens von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen entwickelt. Der Schwerpunkt liegt in der Abbildung der schweißprozessspezifischen Wärmeeinbringung sowie in der Berücksichtigung der metallurgischen Vorgänge und deren Einfluss auf die thermomechanischen Eigenschaften. Die entwickelten Vorgehensweisen und die ermittelten Werkstoffkennwerte sollen den industriellen Anwendern eine effiziente Simulation der Aluminium-Stahl-Mischverbindungen mit den verbreiteten und bereits eingesetzten Simulationsprogrammen ermöglichen. Der methodische Ansatz des Forschungsvorhabens beruht auf einer mehrstufigen Vorgehensweise. Zunächst werden die Wärmequellenmodelle für das Laserstrahlschweißen der Stahl-Al-Mischverbindungen qualifiziert und in Temperaturfeldsimulationen verifiziert. Die thermomechanischen Kennwerte der Grundwerkstoffe, Wärmeeinflusszone sowie des vermischten Schweißgutes werden unter Schweißbedingungen experimentell ermittelt. Mit den thermomechanischen Werkstoffkennwerten erfolgt die Kalibrierung der Werkstoffmodelle für die Gefüge-, Verzugs- und Eigenspannungssimulation.

HiPOC - High Performance Oxide Ceramics: Hochleistungs-Oxidkeramiken zur Steigerung der Energieeffizienz, HiPOC - High Performance Oxide Ceramics: Hochleistungs-Oxidkeramiken zur Steigerung der Energieeffizienz

Thermische Wechselbeanspruchung, Thermische Ermüdung in Kraftwerkskomponenten - Teilprojekt: Charakterisierung und Weiterentwicklung von Lebensdauermodellen, Lebensdauerbewertung mit mikromechanischen Werkstoffmodellen

Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen Strömung und Struktur in Leichtwasserreaktoren - Teilprojekt strukturmechanische Modellierung für gekoppelte Strömungs-Struktur-Simulationen^Teilprojekt: Numerische Simulation und experimentelle Charakterisierung des Ermüdungsrisswachstums unter thermozyklischer Beanspruchung^Thermische Ermüdung in Kraftwerkskomponenten - Teilprojekt: Charakterisierung und Weiterentwicklung von Lebensdauermodellen, Lebensdauerbewertung mit mikromechanischen Werkstoffmodellen^Thermische Wechselbeanspruchung, Thermische Ermüdung in Kraftwerkkomponenten - Charakterisierung und Weiterentwicklung von lebensdauermodellen; Teilprojekt: Lebensdauerbewertung mit atomistischen und schädigungsmechanischen Werkstoffmodellen

Erfassung und Bewertung des plastischen Deformationsverhaltens von Kraftwerkskomponenten unter mechanischer und thermo-zyklischer Belastung

In Kraftwerkskomponenten unter ueberlagerter mechanischer und thermo-zyklischer Belastung koennen plastische Deformationen auftreten, die nach Regelwerk bewertet bzw begrenzt werden muessen. Dieser Nachweis erfordert die Ermittlung des wirklichen Werkstoffverhaltens und komplexe Berechnungen. In den dabei eingesetzten, kommerziellen nicht-linearen F+E-Programmen werden klassische Materialmodelle verwendet, die zur Beschreibung der relevanten Phaenomene nur unzureichend geeignet sind. Die Beschreibung des realen Werkstoffverhaltens erfordert Materialmodelle von hoeherer mathematischer Komplexitaet mit einer groesseren Zahl von Werkstoffparametern, die ueber die Simulation geeigneter mechanischer zyklischer Versuche ermittelt werden muessen. Die Schwerpunkte der geplanten Arbeiten liegen in der Entwicklung erweiterter Modelle zur Beschreibung des mechanischen und thermozyklischen Deformationsverhaltens, in der Ermittlung der erforderlichen Werkstoffparameter in Laborversuchen an austenitischen Staehlen und in der Verifikation an geeigneten Begleitexperimenten und Bauteilversuchen (SH: MPA-Antrag). Diese Werkstoffmodelle erlauben eine genauere Vorhersage des Bauteilverhaltens und der Ermittlung der jeweiligen Sicherheitsreserven bei vorgegebener Werkstoffnutzung.

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