Bearbeiter: D. Hömberg, J. Fuhrmann (FG 3)
Beschreibung der Forschungsarbeit:
Die Arbeiten zur Modellierung, Analyse und Simulation von Wärmebehandlungen wurden fortgesetzt. Schwerpunkt waren die Betrachtung von zwei Technologien zum Oberflächenhärten, das Induktions- und das Laserhärten.
Für die Simulation des Induktionshärtens, bei dem die Erwärmung auf Grund des Joule'schen Effektes durch im Werkstück induzierte Wirbelströme erzeugt wird, wurde ein numerisches Verfahren entwickelt und mit Hilfe von Komponenten der PDELIB implementiert. Wegen der hohen Stromfrequenzen mußten dabei unterschiedliche Zeitschrittweiten für Maxwell-Gleichung und Energiebilanz gewählt werden.
Für Induktionswärmebehandlungen im dreidimensionalen Fall wird in [1] ein mathematisches Modell formuliert und die Existenz einer schwachen Lösung gezeigt.
Beim Laserhärten ist es von großer Bedeutung, die Beschädigung der Oberfläche durch Anschmelzen zu verhindern. Daher wurde in [2] das entsprechende Kontrollproblem unter Berücksichtigung von Zustandsbeschränkungen untersucht.
Die numerischen Algorithmen und Ergebnisse der Simulationsrechnungen für das Induktions- und Laserhärten von Stahl wurden in [3] dokumentiert.
Projektliteratur: