Numerische Modellierung, Analyse und Design von induktiven Systemen für das Randschichthärten komplexer Werkstückgeometrien

Autor*innen

• Tatiana Zedler

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Die vorliegende Arbeit analysiert und gestaltet induktive Systeme für das Randschichthärten komplexer Werkstückgeometrien mithilfe numerischer Simulation. Ein effektiver Ansatz zur optimalen Auslegung des induktiven Härteprozesses ist die numerische Modellierung vor Experimenten, um ein konturgetreues Härteprofil zu erreichen und kostenintensive Versuchsreihen zu minimieren. Erfolgreiches Design und Optimierung der Induktionssysteme erfordern neben fachspezifischer Simulationssoftware und leistungsfähigen Rechnern auch geeignete Modellierungsansätze sowie Kenntnisse der Materialeigenschaften, insbesondere der relativen Permeabilität. Zunächst werden Systeme mit komplexen Geometrien und deren Auswirkungen auf die induktive Erwärmung untersucht, Geometrien klassifiziert und eine Modellierungsstrategie entwickelt. Die Anwendbarkeit dieser Methode wird an einem realen Werkstück demonstriert. Eine umfangreiche Sensibilitätsanalyse zur relativen Permeabilität und deren Eingabe in die Simulation wird mit der FEM-Software ANSYS und FLUX durchgeführt. Zudem wird eine neue Messmethode zur Bestimmung der relativen Permeabilität entwickelt, die den Aufbau einer Versuchsanlage und ein spezielles Simulationsprogramm umfasst. Abschließend werden drei Simulationsprogramme für industrielle Serienwerkstücke unterschiedlicher Geometriekomplexität erstellt, um die Möglichkeiten der numerischen Analyse und des Designs sowie Richtlinien zur experim

• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 2010