DE202019006018U1 - Device for modeling and strength assessment of welds between mechanical components - Google Patents
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Abstract
Computerimplementierte Vorrichtung (100) zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten (4a, 4b) zwischen mechanischen Bauteilen (2, 3) einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode, gekennzeichnet durch:
eine erste Einheit (101) zum Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells (40, 50, 60) für die Baugruppe, bei welchem ein erstes Finite-Elemente-Netz für ein erstes Bauteil (2), ein getrenntes zweites Finite-Elemente-Netz für ein zweites Bauteil (3) und ein drittes Finite-Elemente-Netz für eine das erste (2) und das zweite Bauteil (3) verbindende Schweißnaht (4a, 4b) aufweisend eine Anzahl von Kerben (5a, 5b, 5c) erzeugt werden, wobei das dritte Finite-Elemente-Netz eine Anzahl von weniger als 20 finiten Elementen (6a, 6b, 6c) im Querschnitt aufweist, die Kerben (5a, 5b, 5c) der Schweißnaht (4a, 4b) dabei scharfkantig modelliert sind und die Aufteilung der finiten Elemente einem definierten Netzmuster (8a, 8b, 8c) folgt,
eine zweite Einheit (102) zum Berechnen des Finite-Elemente-Modells (40, 50, 60), wobei von dem definierten Netzmuster (8a, 8b, 8c) des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht (4a, 4b) Ergebnisgrößen der finiten Elemente und Knoten bereitgestellt werden, und
eine dritte Einheit (103) zum Anwenden eines auf das definierte Netzmuster (8a, 8b, 8c) des dritten Finite-Elemente-Netzes abgestimmten Kerbspannungs-Prognosealgorithmus zur Prognose auftretender Kerbspannungen in den Kerben (5a, 5b, 5c) unter Verwendung der bereitgestellten Ergebnisgrößen als Eingabeparameter.
Computer-implemented device (100) for modeling and strength assessment of weld seams (4a, 4b) between mechanical components (2, 3) of an assembly using a finite element method, characterized by:
a first unit (101) for providing a finite element model (40, 50, 60) for the assembly, in which a first finite element mesh for a first component (2), a separate second finite element mesh for a second component (3) and a third finite element mesh for a weld seam (4a, 4b) connecting the first (2) and the second component (3) having a number of notches (5a, 5b, 5c) are generated, wherein the third finite element mesh has a number of less than 20 finite elements (6a, 6b, 6c) in cross-section, the notches (5a, 5b, 5c) of the weld seam (4a, 4b) are modeled with sharp edges and the distribution of the finite elements follows a defined mesh pattern (8a, 8b, 8c),
a second unit (102) for calculating the finite element model (40, 50, 60), wherein result variables of the finite elements and nodes are provided by the defined mesh pattern (8a, 8b, 8c) of the third finite element mesh for the weld seam (4a, 4b), and
a third unit (103) for applying a notch stress prediction algorithm adapted to the defined mesh pattern (8a, 8b, 8c) of the third finite element mesh for predicting notch stresses occurring in the notches (5a, 5b, 5c) using the provided result variables as input parameters.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine computerimplementierte Vorrichtung zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente -Methode.The present invention relates to a computer-implemented device for modeling and strength assessment of weld seams between mechanical components of an assembly using a finite element method.
Das technische Gebiet der Erfindung betrifft die Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode.The technical field of the invention relates to the modeling and strength assessment of weld seams between mechanical components of an assembly using a finite element method.
CAE-Analysen (CAE, Computer-Aided-Engineering), die von einem Computer durchgeführt werden, sind weit verbreitet, um die Gebrauchstauglichkeit von technischen Strukturen zu simulieren und zu beurteilen. Eine gängige Methode von CAE-Analysen sind Finite-Elemente-Analysen. Dabei werden mechanische Bauteile mit finiten Elementen vernetzt und damit zum Beispiel Verformungen oder mechanische Spannungen unter gegebenen Lasten berechnet. Damit kann weiters zum Beispiel die Festigkeit einer Struktur bewertet werden.CAE analyses (CAE, computer-aided engineering), which are carried out by a computer, are widely used to simulate and assess the usability of technical structures. A common method of CAE analyses is finite element analysis. In this method, mechanical components are networked with finite elements and thus, for example, deformations or mechanical stresses under given loads are calculated. This can also be used, for example, to assess the strength of a structure.
Werden Finite-Elemente-Modelle (FE-Modelle) berechnet, die Schweißnähte enthalten, liefern die berechneten Spannungen in den Schweißnähten nicht direkt eine Aussage über deren Tragfähigkeit. Einerseits bilden die FE-Modelle meist die Kerben (siehe
Hierzu zeigt die
Es gibt eine Reihe von Regelwerken, die ergänzenden Methoden beschreiben, um auf Basis der FE-Ergebnisse Schweißnahtbewertungen durchzuführen. Die Methoden gliedern sich insbesondere in die folgenden drei Gruppen A, B und C:
- Gruppe A: Bei Nennspannungsmethoden werden Kräfte und Momente an der Schweißnaht ausgewertet und damit Nennspannungen für einen Schweißnahtquerschnitt berechnet. Diese Nennspannungen müssen anschließend mit zulässigen Werten entsprechend einer Kerbfall-Klasse (FAT-Klasse) verglichen werden, welche der Anwender manuell wählen muss. Das erfordert gewisses Know-How und lässt fallweise Interpretationsspielraum, der zu Diskussionen und schwankenden Ergebnissen führt. Sonderfälle von Schweißnahtkonstellationen sind oft nicht in Standard-Kerbfall-Kathalogen enthalten.
- Gruppe B:
2 zeigt Strukturspannungskonzepte. Dafür werden die Schweißnähte ausmodelliert und durchgängig (ohne Kontakt) vernetzt. Für die Bewertung werden Spannungen von Stützstellen im Grundmaterial (also neben der Schweißnaht) ausgewertet und in die Schweißnaht-Kerbe extrapoliert. Diese Spannungen werden dann wieder je nach Art der Schweißnaht mit Kerbfall- oder FAT-Klassen verglichen. Das bedeutet erheblichen Aufwand in der Modellerstellung und Auswertung. Und es erfordert wieder gewisses Know-How vom Anwender und lässt teilweise Interpretationsspielraum bei der Wahl der richtigen Kerbfall-Klasse. Die Abbildungen der2 sind der IIW-Richtlinie gemäß Referenz [1] entnommen. - Gruppe C: Am genauesten und allgemein gültigsten sind Kerbspannungsmethoden, wie in
3 dargestellt. In3 zeigt Bezugszeichen 30 ein fein vernetztes FE-Modell einer Baugruppe mit zwei 2, 3, wobei diegeschweißten Bauteilen 4a, 4bjeweilige Schweißnaht 5a, 5b, 5c aufweist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Kerben nur für dieverrundete Kerben rechte Schweißnaht 4a mit dem 5a, 5b, 5c versehen. Dabei müssen dieBezugszeichen 5a, 5b, 5c mit einem normierten Radius modelliert und sehr fein vernetzt werden. Auch das bedeutet erheblichen Modellierung- und Berechnungsaufwand. Die Bewertung läuft hier etwas einfacher, da die Kerbspannungen mit fixen normierten zulässigen Werten (z.B. FAT 225) verglichen werden. Diese Methode ist zwar für jede beliebige Schweißnahtkonstellation geeignet, lässt wenig Interpretationsspielraum und ist daher einfacher in der Anwendung. Aber da eine sehr feine Vernetzung und damit großer Rechenaufwand notwendig ist, wird die Kerbspannungsmethode typischerweise nur für kleine, sehr lokale Geometriedetails in sogenannten Submodellen verwendet. Für große Modelle mit vielen Schweißnähten kann die Kerbspannungsmethode wirtschaftlich nicht flächendeckend angewendet werden.Kerben
- Group A: With nominal stress methods, forces and moments on the weld seam are evaluated and nominal stresses are calculated for a weld seam cross-section. These nominal stresses must then be compared with permissible values according to a notch case class (FAT class), which the user must select manually. This requires a certain amount of know-how and leaves room for interpretation in certain cases, which leads to discussions and fluctuating results. Special cases of weld seam constellations are often not included in standard notch case catalogs.
- Group B:
2 shows structural stress concepts. For this, the welds are modeled and networked continuously (without contact). For the evaluation, stresses from support points in the base material (i.e. next to the weld) are evaluated and extrapolated into the weld notch. These stresses are then compared with notch case or FAT classes depending on the type of weld. This means considerable effort in model creation and evaluation. And it again requires a certain amount of know-how from the user and sometimes leaves room for interpretation when choosing the right notch case class. The images of the2 are taken from the IIW guideline according to reference [1]. - Group C: The most accurate and generally valid are notch stress methods, as in
3 shown. In3 Reference number 30 shows a finely meshed FE model of an assembly with two 2, 3, where thewelded components 4a, 4b hasrespective weld seam 5a, 5b, 5c. For reasons of clarity, the notches are only provided with therounded notches 5a, 5b, 5c for thereference number right weld seam 4a. The 5a, 5b, 5c must be modeled with a standardized radius and meshed very finely. This also means considerable modeling and calculation effort. The evaluation is somewhat simpler here, since the notch stresses are compared with fixed standardized permissible values (e.g. FAT 225). Although this method is suitable for any weld seam constellation, it leaves little room for interpretation and is therefore easier to use. However, since very fine meshing and thus a large amount of calculation effort is necessary, the notch stress method is typically only used for small, very local geometric details in so-called submodels. For large models with many weld seams, the stress concentration method cannot be applied economically across the board.notches
Kerbspannungs-Bewertungsmethoden sind zwar am universellsten einsetzbar und am genauesten, erfordern aber auch den meisten Rechenaufwand. Außerdem erfordern Kerbspannungsmethoden weniger Erfahrung und Know-How vom Anwender, da hier keine Schweißnaht-Kerbfälle oder Fatigue-Klassen aus Kathalogen gewählt werden müssen.Notch stress assessment methods are the most universally applicable and most accurate, but they also require the most computational effort. In addition, notch stress methods require less experience and know-how from the user, since no weld notch cases or fatigue classes have to be selected from catalogs.
Alle herkömmlichen Methoden erfordern eine entsprechend gezielte Modellierung und Vernetzung. Nenn- und Strukturspannungsmethoden kommen mit FE-Modellen mit weniger Knoten und damit Rechenaufwand aus, benötigen aber mehr Benutzer-Input und Erfahrung und sind in der Ergebnisgenauigkeit schlechter als Kerbspannungsmethoden. Letztere sind sehr genau und eindeutig in der Anwendung, aber auch sehr rechenaufwändig.All conventional methods require appropriately targeted modeling and meshing. Nominal and structural stress methods use FE models with fewer nodes and thus less computational effort, but require more user input and experience and are less accurate in terms of results than notch stress methods. The latter are very precise and unambiguous in application, but also very computationally intensive.
Informationen zu herkömmlichen Methoden zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe finden sich in den Referenzen [1] bis [9].Information on conventional methods for modeling and strength assessment of welds between mechanical components of an assembly can be found in references [1] to [9].
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe zu verbessern.Against this background, one object of the present invention is to improve the modeling and strength assessment of weld seams between mechanical components of an assembly.
Es wird ein computerimplementiertes Verfahren zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells für die Baugruppe, bei welchem ein erstes Finite-Elemente-Netz für ein erstes Bauteil, ein getrenntes zweites Finite-Elemente-Netz für ein zweites Bauteil und ein drittes Finite-Elemente-Netz für eine das erste und das zweite Bauteil verbindende Schweißnaht aufweisend eine Anzahl von Kerben erzeugt werden, wobei das dritte Finite-Elemente-Netz eine Anzahl von weniger als 20 finiten Elementen im Querschnitt aufweist, die Kerben der Schweißnaht dabei scharfkantig modelliert sind und die Aufteilung der finiten Elemente einem definierten Netzmuster folgt,
- b) Berechnen des Finite-Elemente-Modells, wobei von dem definierten Netzmuster des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht Ergebnisgrößen der finiten Elemente und Knoten bereitgestellt werden, und
- c) Anwenden eines auf das definierte Netzmuster des dritten Finite-Elemente-Netzes abgestimmten Kerbspannungs-Prognosealgorithmus zur Prognose auftretender Kerbspannungen in den Kerben (in einem verrundeten Zustand) unter Verwendung der bereitgestellten Ergebnisgrößen als Eingabeparameter.
- a) providing a finite element model for the assembly, in which a first finite element mesh for a first component, a separate second finite element mesh for a second component and a third finite element mesh for a weld seam connecting the first and the second component having a number of notches are generated, wherein the third finite element mesh has a number of less than 20 finite elements in the cross-section, the notches of the weld seam are modeled with sharp edges and the distribution of the finite elements follows a defined mesh pattern,
- b) calculating the finite element model, whereby result quantities of the finite elements and nodes are provided by the defined mesh pattern of the third finite element mesh for the weld, and
- c) Applying a notch stress prediction algorithm tailored to the defined mesh pattern of the third finite element mesh to predict notch stresses occurring in the notches (in a rounded state) using the provided result variables as input parameters.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine computerimplementierte Vorrichtung zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst:
- eine erste Einheit zum Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells für die Baugruppe, bei welchem ein erstes Finite-Elemente-Netz für ein erstes Bauteil, ein getrenntes zweites Finite-Elemente-Netz für ein zweites Bauteil und ein drittes Finite-Elemente-Netz für eine das erste und das zweite Bauteil verbindende Schweißnaht aufweisend eine Anzahl von Kerben erzeugt werden, wobei das dritte Finite-Elemente-Netz eine Anzahl von weniger als 20 finiten Elementen im Querschnitt aufweist, die Kerben der Schweißnaht dabei scharfkantig modelliert sind und die Aufteilung der finiten Elemente einem definierten Netzmuster folgt,
- eine zweite Einheit zum Berechnen des Finite-Elemente-Modells, wobei von dem definierten Netzmuster des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht Ergebnisgrößen der finiten Elemente und Knoten bereitgestellt werden und
- eine dritte Einheit zum Anwenden eines auf das definierte Netzmuster des dritten Finite-Elemente-Netzes abgestimmten Kerbspannungs-Prognosealgorithmus zur Prognose auftretender Kerbspannungen in den Kerben unter Verwendung der bereitgestellten Ergebnisgrößen als Eingabeparameter.
- a first unit for providing a finite element model for the assembly, in which a first finite element mesh for a first component, a separate second finite element mesh for a second component and a third finite element mesh for a weld seam connecting the first and the second component having a number of notches are generated, wherein the third finite element mesh has a number of less than 20 finite elements in the cross section, the notches of the weld seam are modeled with sharp edges and the distribution of the finite elements follows a defined mesh pattern,
- a second unit for calculating the finite element model, whereby result variables of the finite elements and nodes are provided by the defined mesh pattern of the third finite element mesh for the weld seam and
- a third unit for applying a notch stress prediction algorithm adapted to the defined mesh pattern of the third finite element mesh to predict notch stresses occurring in the notches using the provided result variables as input parameters.
Die jeweilige Einheit kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor, ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.The respective unit can be implemented in hardware and/or software. In a hardware implementation, the unit can be designed as a device or as part of a device, for example as a computer or as a microprocessor. In a software implementation, the unit can be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code or as an executable object.
Hierdurch werden die Berechnungen und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten in Finite-Elemente-Modellen unter Verwendung von Kerbspannungs-Prognosealgorithmen erleichtert und beschleunigt. Hierbei wird es ermöglicht, die Schweißnähte scharfkantig zu modellieren und relativ grob zu vernetzen und trotzdem eine gute Prognose für die Kerbspannungen zu erhalten, mit denen anschließend eine Festigkeitsbewertung durchgeführt werden kann. Dies beschleunigt den Berechnungs- und Bewertungsprozess erheblich und ermöglicht ferner, auch bei FE-Modellen mit sehr vielen Schweißnähten, einen Kerbspannungs-Prognosealgorithmus anzuwenden. Die Modellierung und Auswertung der Schweißnähte ist vorteilhafterweise gut automatisierbar und von Software-Programmen ausführbar.This makes the calculations and strength assessment of weld seams in finite element models easier and faster using stress-prediction algorithms. This makes it possible to model the weld seams with sharp edges and mesh them relatively roughly, while still obtaining a good forecast for the stress-prediction, which can then be used to carry out a strength assessment. This speeds up the calculation and assessment process considerably and also makes it possible to use a stress-prediction algorithm even for FE models with a large number of weld seams. The modeling and evaluation of the weld seams can advantageously be easily automated and carried out by software programs.
Da die Kerbspanungsmethode mit dem vorliegenden computerimplementierten Verfahren auch bei komplexen FE-Modellen herangezogen werden kann, braucht der Anwender weniger Know-How als bei herkömmlichen Methoden, welche die Wahl einer Kerbfallklasse erfordern. Des Weiteren kann der Anwender die genaue Art und die geometrischen Abmessungen der Schweißnähte anhand der Volumenvernetzung intuitiv kontrollieren und damit Fehler vermeiden. Dadurch, dass das Kerbspannungskonzept zugrunde gelegt ist, ist man mit der vorliegenden Methode auch nicht auf eine eingeschränkte Gruppe von Schweißnahttypen aus einem Kerbfallkatalog eingeschränkt, sondern kann jede beliebige Schweißkonstellation analysieren.Since the notch chip method can also be used with complex FE models using the computer-implemented method, the user needs less know-how than with conventional methods that require the selection of a notch case class. Furthermore, the user can intuitively check the exact type and geometric dimensions of the weld seams using the volume meshing and thus avoid errors. Because the notch chip concept is used as a basis, the method is not limited to a restricted group of weld seam types from a notch case catalog, but can analyze any welding constellation.
Wenn man Schweißnaht-Bewertungsmethoden kategorisieren möchte, kann man die vorgeschlagene Methode zwischen die bestehenden Strukturspannungs- und Kerbspannungsmethoden einordnen. Die vorgeschlagene Methode vereint durch die kleinere Knotenanzahl den geringeren Berechnungsaufwand der Strukturspannungsmethoden mit der allgemeiner gültigen Anwendbarkeit und der genaueren geometrischen Abbildung und leichteren Auswertbarkeit der Kerbspannungsmethoden.If one wants to categorize weld evaluation methods, the proposed method can be placed between the existing structural stress and notch stress methods. The proposed method combines the lower calculation effort of the structural stress methods with the more general applicability and the more precise geometric representation and easier evaluation of the notch stress methods due to the smaller number of nodes.
Das dritte Finite-Elemente-Netz weist erfindungsgemäß eine Anzahl von 1 bis 20 finiten Elementen im Querschnitt auf. Eine geringe Elementanzahl führt zwar zu geringerer Berechnungsgenauigkeit, allerdings auch vorteilhafterweise zu kürzeren Rechenzeiten. Eine größere Elementanzahl und speziell kleinere Elemente in der Nähe der Schweißnahtkerben führen bei größerem Berechnungsaufwand und -zeit zu genaueren Ergebnissen. Die Methode kann also je nach Bedarf mehr in Richtung kürzere Berechnungszeit oder höhere Genauigkeit getrimmt werden.According to the invention, the third finite element mesh has a number of 1 to 20 finite elements in the cross-section. A small number of elements leads to lower calculation accuracy, but also advantageously to shorter calculation times. A larger number of elements and especially smaller elements near the weld seam notches lead to more accurate results with greater calculation effort and time. The method can therefore be trimmed more towards shorter calculation times or higher accuracy as required.
Das finite Element ist insbesondere ein Volumenelement. Die finiten Elemente der Schweißnähte sind bei 3D-Modellen insbesondere als 3D-Volumenelemente und bei 2D-Modellen als 2D-Elemente ausgebildet und ergänzen das FE-Modell der ungeschweißten Bauteile.The finite element is in particular a volume element. The finite elements of the weld seams are designed in particular as 3D volume elements in 3D models and as 2D elements in 2D models and complement the FE model of the unwelded components.
Beispiele für mechanische Bauteile umfassen dünnwandige Teile, wie zum Beispiel Bleche oder Profile, oder dickwandige bzw. voluminöse Teile, wie zum Beispiel Gußteile.Examples of mechanical components include thin-walled parts, such as sheet metal or profiles, or thick-walled or voluminous parts, such as castings.
Gemäß einer Ausführungsform werden das erste Finite-Elemente-Netz und das dritte Finite-Elemente-Netz mittels einer ersten Anzahl von Koppelelementen gekoppelt und das zweite Finite-Elemente-Netz und das dritte Finite-Elemente-Netz werden mittels einer zweiten Anzahl von Koppelelementen gekoppelt.According to one embodiment, the first finite element mesh and the third finite element mesh are coupled by means of a first number of coupling elements and the second finite element mesh and the third finite element mesh are coupled by means of a second number of coupling elements.
Durch die Verwendung der Koppelelemente ist keine gemeinsame durchgängige Vernetzung zwischen dem dritten Finite-Elemente-Netz für die Schweißnaht und dem ersten Finite-Elemente-Netz für das erste Bauteil notwendig. Entsprechend ist auch keine gemeinsame durchgängige Vernetzung zwischen dem dritten Finite-Elemente-Netz für die Schweißnaht und dem zweiten Finite-Elemente-Netz für das zweite Bauteil notwendig. Folglich kann das dritte Finite-Elemente-Netz nachträglich einem bestehenden und unverschweißten Bauteilnetz umfassend das erste Finite-Elemente-Netz und das zweite Finite-Elemente-Netz hinzugefügt werden. Zwischen den Finite-Elemente-Netzen für die Schweißnaht und für die Bauteile sind vorteilhafterweise keine gemeinsamen Knoten notwendig. Hierdurch ist der Aufwand für die Vernetzung vorteilhafterweise geringer. Auch kann das dritte Finite-Elemente-Netz für die Schweißnaht nachträglich eingebunden werden.By using the coupling elements, no common continuous networking is necessary between the third finite element mesh for the weld seam and the first finite element mesh for the first component. Accordingly, no common continuous networking is necessary between the third finite element mesh for the weld seam and the second finite element mesh for the second component. Consequently, the third finite element mesh can be subsequently added to an existing and unwelded component mesh comprising the first finite element mesh and the second finite element mesh. Advantageously, no common nodes are necessary between the finite element meshes for the weld seam and for the components. This advantageously reduces the effort required for networking. The third finite element mesh for the weld seam can also be subsequently integrated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Schritt b) ausgebildet durch:
- b1) Berechnen des Finite-Elemente-Modells, und
- b2) Auswerten der Ergebnisgrößen der finiten Elemente und der Knoten des definierten Netzmusters für die Schweißnaht auf der Basis des berechneten Finite-Elemente-Modells.
- b1) Calculating the finite element model, and
- b2) Evaluating the result quantities of the finite elements and the nodes of the defined mesh pattern for the weld on the basis of the calculated finite element model.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden in dem Schritt b2) Ergebnisgrößen ausschließlich innerhalb der finiten Elemente und den Knoten des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht ausgewertet.According to a further embodiment, in step b2) result variables are evaluated exclusively within the finite elements and the nodes of the third finite element mesh for the weld seam.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die Ergebnisgrößen, welche in dem Schritt b2) ausgewertet werden:
- - Spannungsergebnisse,
- - Reaktionskraftergebnisse,
- - Geometrieparameter, und/oder
- - Materialparameter.
- - Voltage results,
- - Reaction force results,
- - geometry parameters, and/or
- - Material parameters.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen die Ergebnisgrößen, welche in dem Schritt b2) ausgewertet werden, aus:
- - Spannungsergebnisse,
- - Reaktionskraftergebnisse,
- - Geometrieparameter, und
- - Materialparameter.
- - Voltage results,
- - Reaction force results,
- - geometry parameters, and
- - Material parameters.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Kerbspannungs-Prognosealgorithmus vor der Anwendung des Schrittes c) mit einer Mehrzahl von Schweißnahtkonstellationen unter Verwendung des definierten Netzmusters trainiert.According to a further embodiment, the stress notch prediction algorithm is tested with a plurality of Weld seam constellations are trained using the defined mesh pattern.
Jede Schweißnahtkonstellation hat dabei vorzugsweise unterschiedliche geometrische Abmessungen (Parameter) der Bauteile und der Schweißnaht sowie unterschiedlichen Belastungen (Parameter) und stellt einen Designpoint im Parameterraum dar. Von jedem Designpoint wird vorzugsweise erstens die vorliegende Modellierungsmethode und zweitens eine Variante mit normgemäßem Kerb-Verrundungsradius und sehr feiner Vernetzung wie in
Der Kerbspannungs-Prognosealgorithmus erfordert zwar in der Erstellung (beim Fitten bzw. Trainieren) einen gewissen Aufwand, ist aber in der nachfolgenden Anwendung sehr effizient und benötigt nur sehr geringe Rechenzeiten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt c) eine Mehrzahl von Parametern der Kerben mittels des Kerbspannungs-Prognosealgorithmus prognostiziert.Although the notch stress prediction algorithm requires a certain amount of effort to create (when fitting or training), it is very efficient in subsequent use and requires very little computing time. According to a further embodiment, in step c) a plurality of parameters of the notches are predicted using the notch stress prediction algorithm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen diese Parameter:
- - Hauptnormalspannungen,
- - Schubspannungen,
- - Von-Mises-Vergleichsspannungen, und/oder
- - Radial-, Tangential- und/oder Axial-Spannungskomponenten im Kerbradius der jeweiligen Kerbe.
- - principal normal stresses,
- - shear stresses,
- - Von Mises equivalent stresses, and/or
- - Radial, tangential and/or axial stress components in the notch radius of the respective notch.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden mit den prognostizierten Kerbspannungen anschließend Festigkeitsbewertungen der Baugruppe durchgeführt.According to a further embodiment, strength assessments of the assembly are subsequently carried out using the predicted stress concentrations.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.According to a second aspect, a computer program product is proposed which causes the method as explained above to be carried out on a program-controlled device.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikations-Netzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.A computer program product, such as a computer program means, can be provided or delivered, for example, as a storage medium, such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file from a server in a network. This can be done, for example, in a wireless communications network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt einen Querschnitt einer geschweißten Baugruppe; -
2 zeigt als erstes Beispiel für den Stand der Technik die Strukturspannungsmethode; -
3 zeigt als zweites Beispiel für den Stand der Technik das Kerbspannungskonzept; -
4 zeigt den Querschnitt eines FE-Modells einer Baugruppe mit erfindungsgemäß modellierter Schweißnaht; -
5 zeigt den Querschnitt eines FE-Modells einer Baugruppe mit einer Variante einer erfindungsgemäß modellierten Schweißnaht; -
6 zeigt den Querschnitt eines FE-Modells einer Baugruppe mit einer weiteren Variante einer erfindungsgemäß modellierten Schweißnaht; -
7 zeigt Querschnitte von FE-Modellen von Baugruppen mit verschiedenen Varianten von erfindungsgemäß modellierten Schweißnähten; -
8 zeigt verschiedene Anwendungsfälle von erfindungsgemäß modellierten Schweißnähten; -
9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Beispiels eines computerimplementierten Verfahrens zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode; und -
10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer computerimplementierten Vorrichtung zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten zwischen mechanischen Bauteilen einer Baugruppe unter Zuhilfenahme einer Finite-Elemente-Methode.
-
1 shows a cross-section of a welded assembly; -
2 shows the structural stress method as a first example of the state of the art; -
3 shows the notch stress concept as a second example of the state of the art; -
4 shows the cross-section of an FE model of an assembly with a weld seam modelled according to the invention; -
5 shows the cross-section of an FE model of an assembly with a variant of a weld seam modelled according to the invention; -
6 shows the cross-section of an FE model of an assembly with another variant of a weld seam modelled according to the invention; -
7 shows cross-sections of FE models of assemblies with different variants of weld seams modelled according to the invention; -
8th shows various application cases of weld seams modelled according to the invention; -
9 shows a schematic flow diagram of an example of a computer-implemented method for modeling and strength assessment of welds between mechanical components of an assembly using a finite element method; and -
10 shows a schematic block diagram of an embodiment of a computer-im implemented device for modeling and strength assessment of welds between mechanical components of an assembly using a finite element method.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.In the figures, identical or functionally equivalent elements have been given the same reference numerals unless otherwise stated.
Ausführungsbeispiele zur Modellerstellung und Festigkeitsbewertung von Schweißnähten 4a, 4b zwischen mechanischen Bauteilen 2, 3 einer Baugruppe werden unter gemeinsamer Bezugnahme auf die
Beginnend mit
Die finiten Elemente 6a, 6b, 6c sind bei 3D-Modellen insbesondere als 3D-Volumenelemente und bei 2D-Modellen als 2D-Elemente ausgebildet und ergänzen das FE-Modell 40 des geschweißten Bauteils. Die Bauteile 2, 3 und die Schweißnähte 4a, 4b können dabei entweder mit gemeinsamen Knoten durchgängig gemeinsam oder unabhängig voneinander mit getrennten Knoten vernetzt werden. Eine getrennte, unabhängige Vernetzung hat den Vorteil, dass die Variation der Schweißnaht-Geometrie leichter möglich ist und dabei keine Änderung des Grundmodells der Bauteile 2, 3 notwendig ist.The finite elements 6a, 6b, 6c are designed as 3D volume elements in 3D models and as 2D elements in 2D models and complement the FE model 40 of the welded component. The
Bei unabhängiger Vernetzung werden die Schweißnahtelemente 6a, 6b, 6c mit den Bauteilen 2, 3 mithilfe von Koppelelementen 7a, 7b verbunden (siehe hierzu auch
Die unabhängige Vernetzung und Verbindung mit Koppelelementen 7a, 7b wird ermöglicht, da vorzugsweise Ergebnisgrößen nur von innerhalb der Schweißnahtelemente oder -knoten ausgewertet werden.The independent networking and connection with
Die Schweißnähte 4a, 4b werden mit einem definierten Netzmuster vernetzt, wobei diese Netzmuster auf einen nachfolgend verwendeten Kerbspannungs-Prognosealgorithmus abgestimmt sind. Die Schweißnahtelemente 6a, 6b, 6c weisen vorzugsweise eine vordefinierte Anzahl, eine vordefinierte Aufteilung und eine vordefinierte Position innerhalb der Schweißnaht 4a, 4b auf. Die Kerben 5a, 5b, 5c der Schweißnaht 4a werden dabei nicht verrundet, sondern scharfkantig modelliert. Dies erlaubt eine relativ grobe Vernetzung und spart dadurch erheblich Berechnungsaufwand und Berechnungszeit ein. Die Geometrie, die Abmessungen und die Position der jeweiligen Schweißnaht 4a, 4b werden vorzugsweise realistisch modelliert, weshalb die Steifigkeit mit guter Genauigkeit abgebildet wird und das definierte Netzmuster wird an die gegebene Schweißnahtgeometrie proportional angepasst. Hierzu zeigt die
Das so aufbereitete FE-Modell der Baugruppe inklusive der Schweißnähte 4a, 4b wird anschließend mittels eines Berechnungsverfahrens gelöst und die Ergebnisse werden ausgewertet (siehe Verfahrensschritt S2 der
Von den Schweißnähten 4a, 4b werden eine Reihe von Parametern ausgewertet und dem Kerbspannungs-Prognosealgorithmus als Inputdaten zur Verfügung gestellt. Die Parameter können Spannungen, Dehnungen und/oder Reaktionskräfte der Schweißnaht-Elemente 6a, 6b, 6c und Knoten sein. Zusätzlich können Material- und/oder Geometrieparameter, wie zum Beispiel die Abmessungen des Schweißnahtquerschnittes, relative Positionskoordinaten einzelner Knoten innerhalb des Schweißnahtquerschnittes oder Anschlußwinkel der Anschlußgeometrie in den einzelnen Schweißnaht-Querschnitten und -Kerben, verwendet werden.A number of parameters are evaluated from the
Der Kerbspannungs-Prognosealgorithmus umfasst insbesondere Metamodelle oder Response-Surface-Methoden, wie zum Beispiel:
- - Globale Polynome
- - Moving least squares
- - Kriging
- - Radial basis functions
- - Neuronale Netze
- - Global polynomials
- - Moving least squares
- - Kriging
- - Radial basis functions
- - Neural Networks
Diese Modelle werden beispielsweise erstellt (gefittet bzw. trainiert) mittels:
- - Regression
- - Interpolation
- - Extrapolation
- - Regression
- - Interpolation
- - Extrapolation
Die Kerbspannungs-Prognosealgorithmen werden jeweils auf eine gegebene Schweißnaht-Modellierungsmethode mit gegebenem Netzmuster gefittet (trainiert). Inputdaten des Kerbspannungs-Prognosealgorithmus sind eine relevante Untergruppe der oben genannten Parameter. Outputdaten sind Kerbspannungen und Kerbspannungskomponenten für jede Schweißnahtkerbe je SchweißnahtQuerschnitt.The notch stress prediction algorithms are each fitted (trained) to a given weld modeling method with a given mesh pattern. Input data of the notch stress prediction algorithm are a relevant subset of the parameters mentioned above. Output data are notch stresses and notch stress components for each weld notch per weld cross-section.
Um den Kerbspannungs-Prognosealgorithmus fitten (trainieren) zu können, wird vorzugsweise eine ausreichende Anzahl von Schweißnahtkonstellationen berechnet. Jede Schweißnahtkonstellationen hat unterschiedliche geometrische Abmessungen (Parameter) der Bauteile und der Schweißnaht sowie unterschiedlichen Belastungen (Parameter) und stellt einen Designpoint im Parameterraum dar. Von jedem Designpoint wird vorzugsweise erstens die vorliegende Modellierungsmethode und zweitens eine Variante mit normgemäßem Kerb-Verrundungsradius und sehr feiner Vernetzung wie in
Mit den so prognostizierten Kerbspannungen und Kerbspannungskomponenten kann in weiterer Folge eine Betriebs- oder Dauerfestigkeitsbewertung der Schweißnaht durchgeführt werden.The notch stresses and notch stress components thus predicted can subsequently be used to carry out an operational or fatigue strength assessment of the weld.
Diese Kerbspannungs-Bewertungsmethode wird jeweils für einen Querschnitt einer Schweißnaht angewendet, das heißt in Schweißnaht-Längsrichtung können damit in definierten Abständen jeweils neue lokale Kerbspannungen prognostiziert werden.This notch stress evaluation method is applied to a cross-section of a weld seam, i.e. new local notch stresses can be predicted at defined intervals in the longitudinal direction of the weld seam.
Die Modellierungsmethode kann in gleicher Art und Weise für unterschiedliche Schweißnaht-Anwendungsfälle eingesetzt werden.
Wie zum Beispiel in
Die vorliegende Modellierungsmethode erlaubt auch, wie in
- In Schritt S1 wird ein Finite-Elemente-Modell 40 (siehe
4 ), 50 (siehe5 ), 60 (siehe6 ) für die Baugruppe bereitgestellt. Bei diesem Finite-Elemente-Modell 40, 50, 60 wird ein erstes Finite-Elemente-Netz fürein erstes Bauteil 2, ein getrenntes Finite-Elemente-Netz fürein zweites Bauteil 3 und ein drittes Finite-Elemente-Netz für einedas erste Bauteil 2 unddas zweite Bauteil 3 verbindende Schweißnaht 4a, 4b aufweisend eine 5a, 5b, 5c erzeugt. Dabei weist das dritte Finite-Elemente-Netz eine Anzahl von weniger als 20 finiten Elementen 6a, 6b, 6c im Querschnitt auf.Anzahl von Kerben 5a, 5b,Die Kerben 4a, 4b werden dabei scharfkantig modelliert. Die Aufteilung der finiten Elemente folgt dabei einem definierten Netzmuster 8a, 8b, 8c (siehe5c der Schweißnaht 8 ). Beispielsweise werden das erste Finite-Elemente-Netz und das dritte Finite-Elemente-Netz mittels einer 7a, 7b, 7c gekoppelt und das zweite Finite-Elemente-Netz und das dritte Finite-Elemente-Netz werden mittels einer zweitenAnzahl von Koppelelementen 7a, 7b, 7c gekoppelt.Anzahl von Koppelelementen
- In step S1, a finite element model 40 (see
4 ), 50 (see5 ), 60 (see6 ) for the assembly. In thisfinite element model 40, 50, 60, a first finite element mesh for afirst component 2, a separate finite element mesh for asecond component 3 and a third finite element mesh for a 4a, 4b connecting theweld seam first component 2 and thesecond component 3 and having a number of 5a, 5b, 5c are generated. The third finite element mesh has a number of less than 20 finite elements 6a, 6b, 6c in the cross section. Thenotches 5a, 5b, 5c of thenotches 4a, 4b are modeled with sharp edges. The distribution of the finite elements follows a defined mesh pattern 8a, 8b, 8c (seeweld seam 8th ). For example, the first finite element mesh and the third finite element mesh are coupled by means of a number of 7a, 7b, 7c and the second finite element mesh and the third finite element mesh are coupled by means of a second number ofcoupling elements 7a, 7b, 7c.coupling elements
In Schritt S2 wird das Finite-Elemente-Modell 40, 50 ,60 berechnet, wobei von dem definierten Netzmuster 8a, 8b, 8c des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht 4a, 4b Ergebnisgrößen der definierten Elemente und Knoten bereitgestellt werden.In step S2, the
Beispielsweise umfasst der Schritt S2 die folgenden Teilschritte:
- - Berechnen des Finite-Elemente-
Modells 40, 50, 60, und - - Auswerten der Ergebnisgrößen der finiten Elemente und der Knoten des definierten Netzmusters 8a, 8b, 8c für die
4a, 4b auf der Basis des berechneten Finite-Elemente-Schweißnaht Modells 40, 50, 60.
- - Calculate the
finite element model 40, 50, 60, and - - Evaluation of the result quantities of the finite elements and the nodes of the defined mesh pattern 8a, 8b, 8c for the
4a, 4b on the basis of the calculatedweld seam finite element model 40, 50, 60.
Dabei werden vorzugsweise Ergebnisgrößen ausschließlich innerhalb der finiten Elemente und den Knoten des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht 4a, 4b ausgewertet. Die Ergebnisgrößen umfassen und bestehen vorzugsweise aus: Spannungsergebnisse, Reaktionskraftergebnisse, Geometrieparameter, und/oder Materialparameter.In this case, result variables are preferably evaluated exclusively within the finite elements and the nodes of the third finite element mesh for the
In Schritt S3 wird ein Kerbspannungs-Prognosealgorithmus zur Prognose auftretender Kerbspannung in den Kerben 5a, 5b ,5c unter Verwendung der bereitgestellten Ergebnisgrößen als Eingabeparameter angewendet. Der Kerbspannungs-Prognosealgorithmus prognostiziert die auftretenden Kerbspannungen in den Kerben 5a, 5b ,5c in deren verrundeten Zustand. Der angewendete Kerbspannungs-Prognosealgorithmus ist auf das definierte Netzmuster 8a, 8b, 8c des dritten Finite-Elemente-Netzes abgestimmt.In step S3, a notch stress prediction algorithm is applied to predict notch stress occurring in the
Der Kerbspannungs-Prognosealgorithmus wird vorzugsweise vor dessen Anwendung mit einer Mehrzahl von Schweißnaht-Parametervarianten für die Schweißnaht 4a, 4b unter Verwendung des definierten Netzmusters 8a, 8b, 8c trainiert. Mittels des Kerbspannungs-Prognosealgorithmus wird eine Mehrzahl von Parametern prognostiziert. Diese Mehrzahl von Parametern umfasst: Hauptnormalspannungen, Schubspannungen, Von-Mises-Vergleichsspannungen, Radial-Tangential-Spannungskomponenten und/oder Axial-Spannungskomponenten im Kerbradius der jeweiligen Kerbe 5a, 5b, 5c.The notch stress prediction algorithm is preferably trained before its application with a plurality of weld parameter variants for the
Mit den prognostizierten Kerbspannungen können anschließend Festigkeitsbewertungen der Baugruppe durchgeführt werden.The predicted stress concentrations can then be used to perform strength assessments of the assembly.
In
Die Vorrichtung 100 umfasst eine erste Einheit 101, eine zweite Einheit 102 und eine dritte Einheit 103.The
Die erste Einheit 101 ist zum Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells 40, 50, 60 für die Baugruppe eingerichtet, bei welchem ein erstes Finite-Elemente-Netz für ein erstes Bauteil 2, ein getrenntes zweites Finite-Elemente-Netz für ein zweites Bauteil 3 und ein drittes Finite-Elemente-Netz für eine das erste Bauteil 2 und das zweite Bauteil 3 verbindende Schweißnaht 4a, 4b aufweisend eine Anzahl von Kerben 5a, 5b, 5c erzeugt werden. Dabei weist das dritte Finite-Elemente-Netz eine Anzahl von weniger als 20 finiten Elementen 6a, 6b, 6c im Querschnitt auf, die Kerben 5a, 5b, 5c der Schweißnaht 4a, 4b sind dabei scharfkantig modelliert und die Aufteilung der finiten Elemente folgt einem definierten Netzmuster 8a, 8b, 8c.The
Die zweite Einheit 102 ist zum Berechnen des Finite-Elemente-Modells 40, 50, 60 eingerichtet, wobei von dem definierten Netzmuster 8a, 8b, 8c des dritten Finite-Elemente-Netzes für die Schweißnaht 4a, 4b Ergebnisgrößen der finiten Elemente und Knoten bereitgestellt werden.The
Die dritte Einheit 103 ist zum Anwenden eines auf das definierte Netzmuster 8a, 8b, 8c des dritten Finite-Elemente-Netzes abgestimmten Kerbspannungs-Prognosealgorithmus zur Prognose auftretender Kerbspannungen in den Kerben 5a, 5b, 5c unter Verwendung der bereitgestellten Ergebnisgrößen als Eingabeparameter eingerichtet.The
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 22
- BauteilComponent
- 33
- BauteilComponent
- 44
- SchweißnahtWeld
- 4a4a
- SchweißnahtWeld
- 4b4b
- SchweißnahtWeld
- 5a5a
- Kerbescore
- 5b5b
- Kerbescore
- 5c5c
- Kerbescore
- 6a6a
- finites Elementfinite element
- 6b6b
- finites Elementfinite element
- 6c6c
- finites Elementfinite element
- 3030
- Finite-Elemente-ModellFinite element model
- 7a7a
- KoppelelementCoupling element
- 7b7b
- KoppelelementCoupling element
- 7c7c
- KoppelelementCoupling element
- 8a8a
- NetzmusterNet pattern
- 8b8b
- NetzmusterNet pattern
- 8c8c
- NetzmusterNet pattern
- 9a9a
- T-StößeT-joints
- 9b9b
- Stumpf-StößeStump impacts
- 9c9c
- Überlapp-StößeLap joints
- 1010
- Baugruppemodule
- 4040
- Finite-Elemente-ModellFinite element model
- 5050
- Finite-Elemente-ModellFinite element model
- 6060
- Finite-Elemente-ModellFinite element model
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 101101
- erste Einheitfirst unit
- 102102
- zweite Einheitsecond unit
- 103103
- dritte Einheitthird unit
- S1S1
- VerfahrensschrittProcess step
- S2S2
- VerfahrensschrittProcess step
- S3S3
- VerfahrensschrittProcess step
REFERENZEN:CREDENTIALS:
- [1] IIW-Richtlinie: „Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components“ vom International Institute of Welding (IIW) bzw. A. F. Hobbacher[1] IIW Guideline : “Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components” by the International Institute of Welding (IIW) or AF Hobbacher
- [2] FKM-Richtlinie: „Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile“ vom Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM) (Herausgeber)[2] FKM guideline: “Calculated strength verification for machine components” from the Research Committee for Mechanical Engineering (FKM) (publisher)
-
[3]
[3]CN103838975A CN103838975A -
[4]
[4]DE102012023670A1 DE102012023670A1 -
[5]
[5]DE102014224129A1 DE102014224129A1 -
[6]
[6]EP1337942B1 EP1337942B1 -
[7]
[7]EP3267338A1 EP3267338A1 -
[8]
[8th]JP2003080393A JP2003080393A -
[9]
[9]US2013325417A1 US2013325417A1
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 103838975 A [0065]CN103838975A [0065]
- DE 102012023670 A1 [0065]DE 102012023670 A1 [0065]
- DE 102014224129 A1 [0065]DE 102014224129 A1 [0065]
- EP 1337942 B1 [0065]EP 1337942 B1 [0065]
- EP 3267338 A1 [0065]EP 3267338 A1 [0065]
- JP 2003080393 A [0065]JP 2003080393 A [0065]
- US 2013325417 A1 [0065]US 2013325417 A1 [0065]
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|---|---|
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003080393A (en) | 2001-09-07 | 2003-03-18 | Nkk Corp | Welding deformation estimation method and welding deformation estimation device |
| US20130325417A1 (en) | 2012-05-29 | 2013-12-05 | Livermore Software Technology Corp | Numerical Simulation Of A Structure Having A Heat-Affected Zone Using A Finite Element Analysis Model |
| CN103838975A (en) | 2014-03-18 | 2014-06-04 | 唐山轨道客车有限责任公司 | Method and device for calculating fatigue life of vehicle welding lines |
| DE102012023670A1 (en) | 2012-12-04 | 2014-06-05 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Arranging welding points in a welded connection of two components, comprises e.g. describing strength of the welded connection over a finite element model with a first set of a predetermined number of first welding points |
| DE102014224129A1 (en) | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | CAE analysis method and CAE analysis device |
| EP1337942B1 (en) | 2000-11-17 | 2016-10-12 | Battelle Memorial Institute | Method and system for structural stress analysis |
| EP3267338A1 (en) | 2016-07-06 | 2018-01-10 | Siemens AG Österreich | Method for calculating notch stresses in a weld seam |
-
2019
- 2019-07-25 DE DE202019006018.9U patent/DE202019006018U1/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1337942B1 (en) | 2000-11-17 | 2016-10-12 | Battelle Memorial Institute | Method and system for structural stress analysis |
| JP2003080393A (en) | 2001-09-07 | 2003-03-18 | Nkk Corp | Welding deformation estimation method and welding deformation estimation device |
| US20130325417A1 (en) | 2012-05-29 | 2013-12-05 | Livermore Software Technology Corp | Numerical Simulation Of A Structure Having A Heat-Affected Zone Using A Finite Element Analysis Model |
| DE102012023670A1 (en) | 2012-12-04 | 2014-06-05 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Arranging welding points in a welded connection of two components, comprises e.g. describing strength of the welded connection over a finite element model with a first set of a predetermined number of first welding points |
| DE102014224129A1 (en) | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | CAE analysis method and CAE analysis device |
| CN103838975A (en) | 2014-03-18 | 2014-06-04 | 唐山轨道客车有限责任公司 | Method and device for calculating fatigue life of vehicle welding lines |
| EP3267338A1 (en) | 2016-07-06 | 2018-01-10 | Siemens AG Österreich | Method for calculating notch stresses in a weld seam |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R207 | Utility model specification | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |