Schweißeigenspannungen 4
Aus ESOCAETWIKIPLUS
Variante 3: Wärmeausdehnungskoeffizient als f(Temp)
In dieser Variante 3 wird zusätzlich aus den Materialdaten der Wärmeausdehnungskoeffizient als Funktion der Temperatur eingesetzt. Dieser Koeffizient sagt aus, wie sehr sich das Material ausdehnt, wenn die Temperatur erhöht wird. In 1. Näherung wird oft angenommen, dass dieser Koeffizient konstant ist, dass also die Ausdehnung proportional zur Temperaturdifferenz gegenüber der Raumtemperatur ist. Die Raumtemperatur wird im allgemeinen als derjenige Temperaturpunkt angesehen, bei dem diese thermische Dehnung Null sind.
Bei niedriglegierten Stählen und Baustählen ist meistens mit einer Phasenumwandlung zu rechnen. Ein Dilatogramm zeigt hierfür den Verlauf der thermisch induzierten Dehnung. Typisch für den Verlauf solcher Dilatogramme ist eine Zacke der Funktion beim Aufheizen bei der Umwandlung des Gefüges zu Austenit (meistens bei etwa 800°) und eine weitere Zacke der Funktion beim Abkühlen bei der Rückumwandlung des Austenits (meistens bei etwa 100..400°). Hier wird zunächst nur der Verlauf des Dilatogramms für den Aufheizbereich zugrunde gelegt.
Die eingegebene Funktion des Wärmeausdehnungskoeffizienten ist ebenfalls - wie vorher bei Variante 2 - eine Abhängigkeit der Materialdaten von der Temperatur, also NICHT eine Abhängigkeit von den Freiheitsgraden dieser Strukturmechanik-Simulation. Damit ist weiterhin eine Linearität der Simulation gegeben.
Das Ergebnis der Spannung, aufgetragen über der Temperatur, zeigt gegenüber Variante 2 eine Zacke im Bereich von 800°. Hier zeigt sich der Einfluss der Funktion des Wärmeausdehnungskoeffizienten in dieser Variante 3.
Zum Vergleich ist hier rechts nochmal der Verlauf aus der zugrundegelegten Veröffentlichung dargestellt. In der Referenz sind der Einfluss der Umwandlung und derjenige des Elastizitätsmoduls verwischt im Bereich um 800° vorhanden.
