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Modellierung, Simulation und Optimierung des Mehrfrequenzverfahrens für die Induktive Wärmebehandlung

Arbeitsgruppe:AG Numerik PDE
Leitung: Prof. Dr. Alfred Schmidt ((0421) 218-63851, E-Mail: schmidt@math.uni-bremen.de)
Bearbeiter: Dr. Qingzhe Liu
Dr.-Ing. Jonathan Montalvo Urquizo
Projektförderung: BMBF
Projektpartner: IWT, Stiftung Institut für Werkstofftechnik
Weierstraß-Institut (Berlin)
Institut für Mathematik, Universität Augsburg
Laufzeit: 01.01.2011 - 31.12.2013
Webseite:http://www.me-fre-sim.de/index.php?lang=en
Bild des Projekts Modellierung, Simulation und Optimierung des Mehrfrequenzverfahrens für die Induktive Wärmebehandlung

Ziel des Projekts ist die Modellierung, Simulation und Optimierung des Mehrfrequenzverfahrens für die Induktionswärmebehandlung von Verzahnungsbauteilen aus Stahl. Aus industrieller Sicht geht es einerseits um die Entwicklung eines Softwaretools, das in der Projektierungsphase entsprechender Anlagen eine möglichst genaue bauteilbezogene Anlagenspezi fizierung ermöglicht. Andererseits soll es die Berechnung optimaler Prozessparameter für den industriellen Einsatz in der Prozesskette erlauben.

Für eine praxisrelevante Umsetzung der Forschungsresultate muss sicher gestellt werden, dass und wie sich die berechneten optimalen Modellparameter maschinenseitig umsetzen lassen. Da die Hauptanwendung der Mehrfrequenztechnologie bei Verzahnungsbauteilen liegt, müssen entsprechend komplexe dreidimensionale Bauteilgeometrien berücksichtigt werden. Die chemische Zusammensetzung von Stahlwerkstoff en bei unterschiedlichen Chargen derselben Stahlsorte ist Schwankungen unterworfen, auch das Ausgangsgefüge kann variieren. Daher ist es wichtig, die Auswirkung dieser Schwankungen auf das Bearbeitungsresultat abschätzen zu können.


Publikationen

  1. D. Hömberg, Q. Liu, J. Montalvo Urquizo, D. Nadolski, T. Petzold, A. Schmidt, A. Schulz.
    Simulation of multi-frequency-induction-hardening including phase transitions and mechanical effects.
    Finite Elements in Analysis and Design, Vol 121:86-100, Elsevier, 2016.
  2. J. Montalvo Urquizo, Q. Liu, A. Schmidt.
    Simulation of quenching involved in induction hardening including mechanical eff ects.
    Computational Materials Science, 79:639-649, Elsevier, 2013.

    DOI: 10.1016/j.commatsci.2013.06.058