Effiziente Schweißnahtbewertung mit Ansys
Branche: SchienenfahrzeugbauFachgebiet: Skalierbarkeit der Simulation, StrukturmechanikDie Firma ROBEL Bahnbaumaschinen GmbH entwirft und fertigt Maschinen und Geräte für den Gleisbau. Um die Effizienz zu erhöhen, wurden Arbeitsschritte zur Berechnung und Bewertung von Schweißverbindungen mit Ansys Workbench und Routinen der Ansys Skriptsprache APDL automatisiert.
Zusammenfassung
Aufgabe
Aufgrund der großen Anzahl der Nähte (mehrere Tausend) ist eine manuelle Berücksichtigung und Bewertung aller Schweißnähte wirtschaftlich kaum durchführbar.
Lösung
Um die Effizienz zu erhöhen, wurden Arbeitsschritte zur Berechnung und Bewertung von Schweißverbindungen mit Ansys Workbench und Routinen der Ansys Skriptsprache APDL automatisiert.
Kundennutzen
Mit der speziell für ROBEL entwickelten Bewertungsfunktionalität in Ansys können die Nachweise für die Schweißnähte konform zur DVS 1612 in kürzerer Zeit erstellt werden.
Die Firma ROBEL Bahnbaumaschinen GmbH entwirft und fertigt Maschinen und Geräte für den Gleisbau und die Wartung des Oberbaus. Dabei handelt es sich vorwiegend um geschweißte Baugruppen. Diese müssen den einschlägigen Normen (wie EN 15085, EN 12663, EN 13749) entsprechen. Zur Bewertung von Schweißverbindungen kommt u.a. auch die DVS 1612 zum Einsatz. Die Anzahl der zu berücksichtigen Schweißnähte bewegt sich bei solchen Maschinen teilweise im vier- oder gar fünf stelligen Bereich.
Aufgrund der großen Anzahl der Nähte (mehrere Tausend) ist eine manuelle Berücksichtigung und Bewertung aller Schweißnähte wirtschaftlich kaum durchführbar. Mit der speziell für ROBEL entwickelten Bewertungsfunktionalität in Ansys können die Nachweise für die Schweißnähte konform zur DVS 1612 in kürzerer Zeit erstellt werden. Darüber hinaus ergeben sich ein erheblicher Sicherheitszuwachs in der Bewertung und ein reduzierter Aufwand für die Dokumentation zur Abnahme bei den Behörden.
Die Arbeitsschritte wurden mit Ansys Workbench und der Ansys Skriptsprache APDL automatisiert. Baugruppenweise wird aus dem CAD-Modell in Ansys ein Mittelflächenmodell aufgebaut. Darin werden die Schweißnähte an Kontaktdefinitionen und in durchvernetzten Kanten von Schalenbaugruppen erkannt, um den Nachweis der statischen und zyklischen Festigkeit (nach DVS 1612 o.ä.) zu führen. Für die Schweißnahteigenschaften, wie die Kerbfallklasse und Nahtdicke, wird für eine Vorabbewertung zunächst der ungünstigste Fall angenommen (d.h. schlechteste Kerbfalllinie, mögl. einseitiges a-Maß nach EN 15085 und schlechtester Partner bei inhomogener Materialbesetzung). An den kritischen Stellen können anschließend die Eigenschaften an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden. Der Nachweis erfolgt normkonform mit beliebig kombinierbaren Lastfallüberlagerungen (gemäß EN 12663, EN 13749, usw.). Die Ergebnisdarstellung kann grafisch am Schalenmodell und auch in Tabellenform erfolgen, so dass die Informationen für weitere Betrachtungen zur Verfügung stehen, z.B. zur Eingabe und Auswertung alternativer Querschnittsdaten der Naht.
