Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)
-
C. Franz
Kurzfassung
Die Simulation von Fertigungsprozessen hat sich immer stärker als ein entscheidendes Werkzeug im Rahmen des Simultaneous Engineering etabliert. Durch Simulationen der kompletten Fertigungskette können Entwicklungszeiten verkürzt und Verfahren optimiert werden. Der Bereich der Wärmebehandlung von Stählen mit vergleichsweise langen Prozesszeiten und komplexen Veränderungen des Werkstoffzustandes im Bauteil würde dem Einsatz von Simulationswerkzeugen ein breites Anwendungsgebiet mit vielfältigen Optimierungsmöglichkeiten ermöglichen. Es bestehen jedoch immer noch Schwierigkeiten und Restriktionen, z.B. die Komplexität der zu untersuchenden Bauteile, um verlässliche Wärmebehandlungssimulationen durchzuführen. Deshalb wurden im Projekt “Computer Aided Simulation of Heat Treatment – C.A.S.H.” zwei Methoden zur effizienten Durchführung von Wärmebehandlungssimulationen entwickelt. Eine Methode ist die Abstraktion, die in dieser Veröffentlichung erläutert wird.
Abstract
The numerical simulation of production processes is widely used to ensure and to improve product quality. Today, this tool is hardly established in industry for the evaluation of heat treatment processes. There are still several difficulties and limitations to set up reliable simulations, e.g. the complexity of the parts of interest. Therefore two methods for the efficient simulation of heat treatment processes were developed and tested in the project “Computer Aided Simulation of Heat treatment – C.A.S.H.” One method is the use of abstraction. In this paper selected results of simulations using this strategy are presented, evaluated and compared with experimentally determined results at two different complex components.
Literatur
1. Denis, S.; Simon, A.: Modelling of Heat Treatment of Steels: From Concepts to Process Simulation. Proc. 2nd Int. Conf. on Quenching and Control of Distortion, 1996, ASM International, S. 239–240Search in Google Scholar
2. Denis, S.; Simon, A.; Beck, G.: Berücksichtigung des Werkstoffverhaltens eines Stahles mit Martensitumwandlung bei der Berechnung von Eigenspannungen während des Abschreckvorganges. Härterei-Techn. Mitt.37 (1982) 1, S. 18–27Search in Google Scholar
3. Fletcher, A. J.; Price, R. F.: Generation of thermal stresses and strain during quenching of low-alloy steel plates. Mater. Sci. Tech.8 (1981), S. 427–446Search in Google Scholar
4. Fletcher, A. J.: Thermal stresses and strain generation in heat treatment. Elsevier Applied Science, London/New York, 1989Search in Google Scholar
5. Yu, H.-J.; Schröder, R.; Graja, P.; Besserdich, G.; Majorek, A.; Hoferer, M.: Zur Modellierung und Simulation der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe. Härterei-Techn. Mitt.51 (1996) 1, S. 48–55Search in Google Scholar
6. Denis, S.; Gautier, E.; Simon, A.; Beck, G.: Stress-phase transformation interactions – basic principles, modelling and calculation of internal stresses. Mater. Sci. Tech. Vol. 1 (1985), S. 805–81410.1179/026708385790124071Search in Google Scholar
7. Franz, C.: Experimentelle Untersuchungen und Simulationen der Eigenspannungsausbildung und des Verzugsverhaltens bei der Durch- und Einsatzhärtung von Stählen. Dissertation, Universität Karlsruhe (TH), 2005. – ISBN 3-8322-4099-3Search in Google Scholar
8. Franz, C.; Schulze, V.; Macherauch, E.; Löhe, D.: Simulation der Wärmebehandlung von Stählen am Institut für Werkstoffkunde I. Mat.-wiss. u. Werkstofftech.34 (2003) 1, S. 162–17110.1002/mawe.200390009Search in Google Scholar
9. Schwarzer, J.; Ehlers, M.; Güttler, J.: C.A.S.H., Teil 1: Ein Überblick. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung, in dieser Ausgabe, S. 5–9Search in Google Scholar
10. Trapp, N.; Fiderer, M.; Ehlers, M.; Schulze, V.; Lübben, Th.: C.A.S.H., Teil 4: Strategien zur Wärmebehandlungssimulation komplexer Stahlbauteile. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung, in dieser Ausgabe, S. 25–33Search in Google Scholar
11. Heuer, V.; Löser, K.: Visualisation and experimental determination of local heat transfer coefficients in high pressure gas quenching cells. Proc. 1st Int. Conf. on Distortion Engineering, 14.-16.09.2005 in Bremen, Zoch, H.-W.; Lübben, Th. (Hrsg.), 2005, S. 105–114Search in Google Scholar
12. Heuer, V.; Löser, K.: Experimentelles Verfahren zur Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten bei der Hochdruckgasabschreckung. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung59 (2004) 6, S. 432–438Search in Google Scholar
13. Lütjens, J.; Heuer, V.; König, F.; Lübben, Th.; Schulze, V.; Trapp, N.: C.A.S.H., Teil 2: Bestimmung von Eingabedaten zur FEM-Simulation des Einsatzhärtens. HTM Z. Werkst. Wärmebeh. Fertigung, in dieser Ausgabe, S. 10–17Search in Google Scholar
© 2006, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Kurzfassungen/Summaries
- Kurzfassungen
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)∗
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)∗
- Einfluss von Prozessparametern und Abmessungsvarianten auf die Maß- und Formänderungen einsatzgehärteter Scheiben aus 20MnCr5∗
- Beeinflussung der Randzoneneigenschaften des Werkstoffs 42CrMo4 durch einen geregelten Festwalzprozess
- Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Kurzfassungen/Summaries
- Kurzfassungen
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)∗
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)
- Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)∗
- Einfluss von Prozessparametern und Abmessungsvarianten auf die Maß- und Formänderungen einsatzgehärteter Scheiben aus 20MnCr5∗
- Beeinflussung der Randzoneneigenschaften des Werkstoffs 42CrMo4 durch einen geregelten Festwalzprozess
- Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl
