DE10296584T5 - Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung basierend auf vorhergesagten Beanspruchungen und Verwerfungen - Google Patents

Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung basierend auf vorhergesagten Beanspruchungen und Verwerfungen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung, welches folgende Schritte aufweist:
Modellieren eines Satzes von Verzerrungen, die durch angelegte mechanische Kräfte an einem zu schweißenden Material (102) erzeugt werden;
Modellieren eines Satzes von weiteren Verzerrungen, die durch angelegte thermische Kräfte an dem zu schweißenden Material (102) angelegt werden;
Bestimmung eines Satzes von maximalen Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung als eine Funktion der modellierten Verzerrungen; und
Auslegung einer Schweißbefestigung als eine Funktion des Satzes von maximalen Reaktionskräften.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Auslegung einer Befestigung, um Material zu halten, welches während eines Schweißprozesses zu schweißen ist, und insbesondere auf ein Verfahren zur Modellierung einer simulierten Schweißbefestigung, um Reaktionskräfte zu bestimmen, die von dem Schweißprozeß erzeugt werden.
  • Das Schweißen eines Materials ist ein übliches und wohlbekanntes Verfahren in einem Herstellungsprozeß. Das geschweißte Material, typischerweise ein Metall von einer gewissen Art, wird durch den Schweißprozeß zu einer Form geändert, die mindestens so fest sein kann, wie das ursprüngliche zu schweißende Material. Viele Industriezweige, beispielsweise Hersteller von mobilen Maschinen, wie beispielsweise Erdbearbeitungsmaschinen, Transportmaschinen usw. beruhen auf dem Schweißen als ein integraler Teil des Herstellungsprozesses.
  • Der Schweißprozeß erzeugt jedoch unerwünschte Nebeneffekte in dem zu schweißenden Material. Distorsionen bzw. Verzerrungen kommen oft von der intensiven verwendeten Hitze, und das resultierende Material kann nicht die erwünschte Form beibehalten, wenn der Schweißvorgang vollendet ist.
  • Daher ist es in der Schweißindustrie üblich, Techniken vor dem Schweißprozeß einzusetzen, die Verzerrungen in dem Material einleiten, die im wesentlichen entgegengesetzt zu den Verzerrungen sind, die durch den Schweißprozeß eingeleitet werden. Die Absicht dieser eingeleiteten Verzerrungen ist es, zu bewirken, daß das Material während des Schweißens sich zurück zu der ursprünglichen erwünschten Form verzerrt. Beispielsweise wird oft eine Technik verwendet, die als Vorausrichten bekannt ist, d.h. das Biegen des Materials in eine zeitweise verzerrte Form. Das Vorausrichten wird erreicht durch Anordnung des Materials in einer Schweißbefestigung, die das Material in der erwünschten verzerrten Form hält, bis der Schweißvorgang vollendet ist. Jedoch muß eine Schweißbefestigung dieser Art ausgelegt sein, um Widerstandskräften von den mechanischen Verzerrungen Widerstand zu bieten, die in das Material eingeleitet werden, und auch von thermischen Verzerrungen, die durch den Schweißprozeß erzeugt werden. Diese Kräfte sind von variierender Größe an unterschiedlichen Stellen der Befestigung, und die Größe variiert mit der Zeit während des Schweißens. Es ist schwierig, ordnungsgemäß eine Schweißbefestigung auszulegen, um diesen Reaktionskräften an den ordnungsgemäßen Stellen an der Befestigung Widerstand zu bieten. Daher werden typische Schweißbefestigungen entweder zu schwach ausgelegt oder zu stark ausgelegt. Wenn eine Befestigung zu schwach ausgelegt ist, wird die Befestigung während des Schweißens brechen und eine neue Befestigung muß konstruiert und gebaut werden. Dieses Verfahren mit Versuch und Irrtum ist sehr teuer. Andererseits kann die Befestigung zu stark ausgelegt sein, um einen Bruch zu vermeiden. Dieses Verfahren ist auch sehr teuer, da die Befestigung für viel höhere Toleranzen gebaut wird, als benötigt.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung offenbart. Das Verfahren weist die Schritte auf, einen Satz von Verzerrungen zu modellieren, die durch angelegte mechanische Kräfte an einem zu schweißenden Material erzeugt werden, weiter einen Satz von Verzerrungen zu modellieren, die durch angelegte thermische Kräfte an dem zu schweißenden Material erzeugt werden, einen Satz von Reaktionskräften an einer Abfolge von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung als eine Funktion der modellartig dargestellten Verzer rungen zu bestimmen, und eine Schweißbefestigung als eine Funktion des Satzes von Reaktionskräften auszulegen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine diagrammartige Darstellung eines zu schweißenden Materials;
  • 2 ist eine diagrammartige Darstellung des Materials der 1, welches eingeleitete Verzerrungen aufweist;
  • 3 ist eine diagrammartige Darstellung des Materials der 1, welches Schweißverzerrungen aufweist;
  • 4 ist eine diagrammartige Darstellung des Materials der 1, welches in eine Befestigung geklemmt ist;
  • 5 ist eine diagrammartige Darstellung eines Schweißprozesses des Materials der 1;
  • 6 ist ein Flußdiagramm, welches ein bevorzugtes Verfahren zur Modellierung eines Schweißprozesses eines Materials veranschaulicht;
  • 7 ist ein Flußdiagramm, welches einen weiteren Aspekt eines bevorzugten Verfahrens zur Modellierung eines Schweißprozesses eines Materials veranschaulicht; und
  • 8 ist ein Flußdiagramm eines bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere mit Bezug auf die 13 wird ein Verfahren zur Steuerung des Schweißprozesses offenbart.
  • 1 veranschaulicht ein Material 102, welches zu schweißen ist. Die Form und die Merkmale des Materials 102 sind nur zu Veranschaulichungszwecken. Das Material 102 kann von irgend einer erwünschten Form sein und kann irgend welche erwünschten Merkmale haben. Ein vorstehender Teil 103 des Materials 102 ist gezeigt, um mit Deutlichkeit Verzerrungen zu veranschaulichen, die mit Bezug auf die vorliegende Erfindung auftreten. Es sei jedoch bemerkt, daß viele Teile in dem gesamten Material 102 Verzerrungen aufgrund des Schweißprozesses unterworfen sein können.
  • In 2 ist der vorstehende Teil 103 derart gezeigt, daß er in einer im wesentlichen nach links zeigenden Richtung aufgrund von Kräften gebogen ist, die durch Verzerrungen eingeleitet werden. Beispiele von eingeleiteten Verzerrungen sind beispielsweise Verzerrungen aufgrund des Vorausrichtens, d.h. das Biegen des Materials in eine temporär verzerrte Form, und vorgespannte Verzerrungen, d.h. das Biegen des Materials in eine permanent verzerrte Form, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt. Eingeleitete Verzerrungen, wie sie sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, werden genauer unten besprochen.
  • In 3 ist der vorstehende Teil 103 so gezeigt, daß er in einer Richtung im wesentlichen nach rechts aufgrund von Kräften gebogen ist, die durch Schweißverzerrungen verursacht werden. Historisch ist es erwünscht, eingeleitete Verzerrungen einzuleiten, wie es in 2 beispielhaft dargestellt wird, und zwar zum Zwecke der Gegenwirkung gegen die Verzerrungen, die durch den Schweißprozeß verursacht werden, wie beispielhaft in 3 dargestellt, was somit ein endbearbeitetes geschweißtes Material zur Folge hat, welches sich an den ursprünglichen Zustand der 1 so nah wie möglich annähert.
  • Es sei bemerkt, daß die jeweiligen Richtungen nach links und rechts der eingeleiteten Verzerrungen und Schweißverzerrungen nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind. Die während des Schweißens eingeleiteten Verzerrungen können bewirken, daß das Material die Form ändert, und auch andere Eigenschaften in irgend einer von einer Vielzahl von Arten.
  • Mit Bezug auf 4 ist das Material 102 derart veranschaulicht, daß es in eine Vorausrichtungsbefestigung 402 mittels einer Vielzahl von Klemmen 404 geklemmt wird. Zu Verdeutlichungszwecken ist nur eine Klemme 404 mit dem Bezugszeichen in 4 bezeichnet. Es ist jedoch offensichtlich, daß eine Anzahl von Klemmen 404 an verschiedenen Positionen verwendet wird, um das Material 102 in der Vorausrichtungsbefestigung 402 zu halten.
  • Eine Vorausrichtung ist in der Technik wohlbekannt und wird nicht weiter besprochen außer der Anmerkung, daß das Material 102 in die Vorausrichtungsbefestigung 402 geklemmt wird, um temporäre Verzerrungen in dem Material 102 einzuleiten, bis der Schweißprozeß vollendet ist. Ein alternatives Verfahren zur Einleitung von Verzerrungen ist die Vorspannung, die auch in der Technik wohlbekannt ist und eine Einleitung von permanenten Verzerrungen durch Biegung des Materials 102 in einer erwünschten Weise aufweist, so daß der Schweißprozeß bewirkt, daß sich das Material 102 zurück zu einer erwünschten Endkonfiguration verzerrt. Da der Vorspannungsprozeß permanente Verzerrungen bzw. Verformungen einleitet, wird eine Klemmbefestigung im allgemeinen nicht benötigt.
  • Mit Bezug auf 5 ist das in der Vorausrichtungsbefestigung 402 montierte Material so gezeigt, daß es an einer Roboterschweißstation 502 gelegen ist. Es wird immer üblicher, Schweißprozesse in Herstellungseinrichtungen zu automatisieren. Fortschritte bei Robotertechnologien haben das automatische Schweißen zu einer wirtschaftlichen, zuverlässigen und wünschenswerten Alternative für manuelle Schweißverfahren gemacht.
  • Ein Roboterschweißarm 504 kann sich frei um die Roboterschweißstation 502 in gesteuerter Weise bewegen, um die Schweißschritte auszuführen, die bei dem Material 102 benötigt werden. Wie jedoch genauer unten besprochen wird, müssen die Klemmen 404, die das Material 102 in der Vorausrichtungsbefestigung 402 halten, so positioniert sein, daß sie nicht mit der Bewegung des Roboterarms 504 oder dem Schweißvorgang in Gegenwirkung treten, der von dem Arm 504 ausgeführt wird. Weiterhin muß die gesamte Konfiguration der Befestigung 402 so ausgelegt sein, daß eine Einwirkung auf die Bewegung des Roboterschweißarms 504 nicht stattfindet.
  • Mit Bezug auf 6 ist ein Flußdiagramm gezeigt, welches ein bevorzugtes Verfahren zur Modellierung eines Schweißprozesses an einem Material veranschaulicht. Das bevorzugte Verfahren, wie es in 6 abgebildet ist, ist ausgelegt, um die Verzerrungen zu modellieren, die vor dem Schweißen und während dem Schweißen eingeleitet werden, und zwar in einer Simulationsumgebung, bevor ein tatsächlicher Schweißvorgang stattfindet. Die Simulation der Verzerrungen sieht Mittel vor, um die erwünschten Verzerrungen zu bestimmen, die einzuleiten sind, die zur Folge haben würden, daß das letztendliche geschweißte Material 102 die erwünschte Form und die erwünschten Charakteristiken hat. Die in 6 gezeigten Schritte sind daher ausgelegt, um die früheren Verfahren zur Bestimmung der Größe der eingeleiteten anzuwendenden Verzerrungen mit Versuch und Irrtum zu eliminieren.
  • In einem ersten Steuerblock 602 wird der Schweißprozeß des Materials 102 modelliert. Dieses Modell berücksichtigt die Charakteristiken und Abmessungen des Materials 102 genauso wie andere Charakteristiken, wie beispielsweise die Art des Schweißverfahrens, die eingeleiteten Temperaturen, die Dauer der erzeugten Wärme usw.
  • In einem zweiten Steuerblock 604 werden die Verzerrungen bestimmt, die durch den Schweißprozeß am Material 102 erzeugt werden. Vorzugsweise werden die Verzerrungen durch eine Finite-Elemente-Analyse des Materials 102 während des Schweißens bestimmt. Techniken der Finiten-Elemente-Analyse eines Schweißprozesses sind in der Technik wohlbekannt und werden nicht weiter besprochen. Jedoch können die Verzerrungen alternativ durch irgend eine von einer Anzahl von anderen analytischen oder numerischen Analysetechniken bestimmt werden.
  • In einem dritten Steuerblock 606 wird eine Vielzahl von simulierten eingeleiteten Verzerrungen in dem Modell bestimmt, die die Verzerrungen verschieben bzw. ausbalancieren würden, die durch den oben beschriebenen simulierten Schweißprozeß eingeleitet werden würden. In dem bevorzugten Aus führungsbeispiel wird der Ansatz der Finiten-Elemente-Analyse verwendet, um die eingeleiteten Verzerrungen an einer Vielzahl von Finiten-Elementen-Stellen zu bestimmen, um ein Gesamtmodell der benötigten eingeleiteten Verzerrungen zu erhalten. Alternativ kann ein analytischer Ansatz oder irgend ein anderer numerischer Analyseansatz verwendet werden, um die eingeleiteten Verzerrungen zu bestimmen.
  • In einem vierten Steuerblock 608 werden die simulierten eingeleiteten Verzerrungen als ein Modell verwendet, um eine Vielzahl von tatsächlichen eingeleiteten Verzerrungen in dem Material 102 zu erzeugen. Wenn Vorausrichtungstechniken verwendet werden, wird das Material 102 vorzugsweise in die Vorausrichtungsbefestigung 402 an erwünschten Klemmenstellen geklemmt, um das Material 102 in der erwünschten verzerrten Position zu halten, bis der Schweißvorgang vollendet ist. Wenn alternativ Vorspannungstechniken verwendet werden, wird das Material 102 dauerhaft in die erwünschte verzerrte Form als Vorbereitung für den Schweißprozeß gebogen. Dieser Biegevorgang kann erreicht werden unter Verwendung von üblichen wohlbekannten Techniken, wie beispielsweise Stanzen, Biegen, Hämmern usw.
  • In einem fünften Steuerblock 610 wird der tatsächliche Schweißprozeß an dem Material 102 ausgeführt. Vorzugsweise wirken die durch das Schweißen eingeleiteten Verzerrungen gegen die eingeleiteten Verzerrungen, und das letztendliche Ergebnis des Materials 102 ist derart, daß die erwünschte endbearbeitete Form wieder hergestellt wird, was somit irgend welche Verzerrungen aus dem Schweißprozeß minimiert.
  • Mit Bezug auf 7 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Verfahrens der 6 in einem Flußdiagramm veranschaulicht. Das Ausführungsbeispiel der 7 wird typischerweise angewandt, wenn Vorausrichtungsverzerrungen verwendet werden, und es ist ausgelegt, um eine Gegenwirkung während eines automatisierten Schweißprozesses zu eliminieren.
  • In einem ersten Steuerblock 702 werden die Stellen der Vielzahl von Klemmen 40 als eine Funktion der erwünschten durch Vorausrichtung eingeleiteten Verzerrungen modelliert, und zwar aus einem Modell, welches mit Bezug auf 6 beschrieben wird.
  • In einem zweiten Steuerblock 704 werden die Schritte modelliert, die benötigt werden, um den Schweißvorgang auszuführen, und zwar unter Verwendung einer Simulation von mindestens einem Roboterschweißarm 504. Insbesondere werden die erwünschten Bewegungen des Roboterschweißarms 504 simuliert, um den Schweißvorgang auszuführen.
  • In einem dritten Steuerblock 706 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob irgend eine der modellierten Klemmen 404 mit der Bewegung des Roboterschweißarms 504 in Gegenwirkung treten würde oder mit dem Schweißprozeß, der von dem Roboterschweißarm 504 ausgeführt wird. Irgendwelche Klemmen, die in Gegenwirkung treten würden, müssen zu einer neuen Stelle bewegt werden, ohne die erwünschten eingeleiteten Verzerrungen zu modifizieren. Zusätzlich wird die Konfiguration der Vorausrichtungsbefestigung 402 analysiert, um irgend eine mögliche Gegenwirkung zwischen dem Roboterschweißarm 504 und der Befestigung 402 zu bestimmen. Beispielsweise würde die Vorausrichtungsbefestigung 402 eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Stellen aufweisen, die eine Unterstützung gegen das Material 102 vorsehen würden, wenn die Klemmen 404 angewandt werden. Diese Tragstellen dürfen nicht mit der Bewegung und dem Betrieb des Roboterschweißarms 504 in Gegenwirkung treten. Alternativ kann die Bewegung und der Betrieb des Roboterschweißarms 504 verändert werden, um die Gegenwirkung zu eliminieren.
  • In einem vierten Steuerblock 708 wird eine Vielzahl von tatsächlichen Klemmen 404 an den erwünschten Stellen eingebaut, um das Material 102 in die Vorausrichtungsbefestigung 402 zu klemmen, um die erwünschten Vorausrichtungsverzerrungen einzuleiten, ohne eine Gegenwirkung mit dem Roboterschweißarm 504 vorzusehen.
  • In einem fünften Steuerblock 710 wird der tatsächliche Schweißprozeß an dem Material 102 durch mindestens einen tatsächlichen Roboterschweißarm 504 ausgeführt. Es sei bemerkt, daß der typische Schweißprozeß in einer Herstellungsumgebung wiederholt auftritt, so daß die obigen Modellierungs- und Simulationsschritte nur einmal für eine Massenproduktion des geschweißten Materials 102 ausgeführt werden müssen, bis irgend welche Veränderungen vorgenommen werden, wie beispielsweise Veränderungen der Form, der Abmessungen oder der Charakteristiken des zu schweißenden Materials 102, oder Veränderungen an dem Schweißprozeß selbst.
  • Mit Bezug auf 8 ist ein Flußdiagramm gezeigt, welches ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung erweitert die Modellierung des Schweißprozesses, wie sie oben beschrieben wird, so daß sie die Modellierung der Kräfte, mechanisch und thermisch, die auf die Vorausrichtungsbefestigung 402 aufgebracht werden, aufweist, die im Folgenden als die Schweißbefestigung 402 bezeichnet wird. Die Modellierung der Reaktionskräfte der Schweißbefestigung 402 auf diese angelegten Kräfte ist auch ein Teil der vorliegenden Erfindung.
  • In einem ersten Steuerblock 802 wird der Schweißprozeß des Materials 102 modelliert, wie im Detail oben beschrieben. Vorzugsweise weist der Schweißprozeß das Schweißen von Material 102 auf, welches in eine Schweißbefestigung 402 geklemmt ist.
  • In einem zweiten Steuerblock 804 wird ein Satz von Verzerrungen modelliert, der durch angelegte mechanische Kräfte an dem Material 102 erzeugt wird. Die mechanischen Verzerrungen werden durch die mechanischen Kräfte erzeugt, die durch die Schweißbefestigung 402 während der Vorausrichtung des Materials 102 angelegt werden. Es sei bemerkt, daß die Schweißbefestigung 402 auch verwendet werden kann, um zwei oder mehr Materialstücke während des Schweißprozesses zusammen zu halten, um die Stücke zu einer Einheit zu verschweißen. In dieser Situation können mechanische Kräfte angelegt werden, um die Stücke in einer erwünschten Weise zusammen zu halten, und eine Vorausrichtung kann zusätzlich verwendet werden oder kann nicht zusätzlich verwendet werden.
  • In einem dritten Steuerblock 806 wird ein Satz von Verzerrungen modelliert, die durch thermische Kräfte in dem Material 102 angelegt werden. Vorzugsweise werden die thermischen Kräfte durch Wärme erzeugt, die während des Schweißprozesses erzeugt wird. Die erzeugte Wärme bewirkt, daß sich das Material 102 biegt und verzerrt, was somit Kräfte gegen die Schweißbefestigung 402 aufbringt.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die modellierten thermischen Verzerrungen mit den modellierten mechanischen Verzerrungen während des Schweißprozesses gekoppelt, um daraus resultierende Kräfte aus beiden Verzerrungsquellen zu bestimmen.
  • In einem vierten Steuerblock 808 wird ein Satz von Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen der Schweißbefestigung 402 als eine Funktion der modellierten Verzerrungen bestimmt. Eine Reaktionskraft ist die Kraft, die von der Schweißbefestigung 402 angelegt wird, und zwar gleich und entgegengesetzt zu einer Kraft, die auf die Schweißbefestigung 402 durch die mechanischen und thermischen Verzerrungen angelegt wird. Vorzugsweise werden die Reaktionskräfte an verschiedenen Stellen der Schweißbefestigung 402 variieren und werden auch mit der Zeit variieren. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Satz von maximalen Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen der Schweißbefestigung 402 bestimmt. Beispielsweise wird an jeder erwünschten Stelle der Schweißbefestigung 402 eine maximale Reaktionskraft über eine Zeitperiode bestimmt, während der der simulierte Schweißprozeß stattfindet.
  • Der Satz von maximalen Reaktionskräften, die durch den im vierten Steuerblock 808 beschriebenen Schritt erhalten werden, sieht die Informationen vor, die benötigt werden, um die Schweißbefestigung 402 mit der erwünsch ten Festigkeit an jeder erwünschten Stelle der Schweißbefestigung 402 auszulegen, wie in einem fünften Steuerblock 810 gezeigt. Beispielsweise werden einige Teile der Schweißbefestigung 402 Charakteristiken bzw. Merkmale mit höherer Festigkeit erfordern als andere Teile, da die Kräfte, die an diesen Teilen mit höherer Festigkeit erzeugt werden, in dem Modell als größer bestimmt wurden. Weiterhin kann der Satz der maximalen Reaktionskräfte anzeigen, daß einige Konstruktionsparameter neu konfiguriert werden müssen. Beispielsweise eine andere Form, andere Materialzusammensetzungen oder eine andere Anordnung der Klemmen 404.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Schweißbefestigungen sind typischerweise aus empirischen Daten über die Erfahrung und mit Techniken von Versuch und Irrtum ausgelegt worden. Sobald eine Schweißbefestigung ausgelegt wurde, wurde sie früher getestet, in dem man sie in der erwünschten Anwendung verwendet hat. Wenn die Schweißbefestigung gebrochen ist, wurde eine neue Befestigung mit anspruchsvolleren Konstruktionsspezifikationen konstruiert. Da viele der größeren Schweißbefestigungen mehrere tausend Dollar in der Herstellung kosten könnten, ist das frühere Verfahren der Konstruktion und des Baus von Schweißbefestigungen mit Versuch und Irrtum sehr teuer.
  • Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, die minimalen Konstruktionskriterien zur Anwendung für eine Befestigung zu bestimmen, die in adäquater Weise die Aufgabe ausführen würde. Weiterhin bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, die minimalen Konstruktionskriterien für spezielle Stellen der erwünschten Befestigung zu bestimmen, was somit teuren Abfall vermeidet, der mit der Konstruktion und dem Aufbau der gesamten Befestigung zu einem maximalen Standard assoziiert ist.
  • Andere Aspekte, Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
  • Zusammenfassung
  • Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung basierend auf vorhergesagten Beanspruchungen und Verwerfungen
  • Ein Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung wird offenbart. Das Verfahren weist die Modellierung eines Satzes von Verzerrungen auf, die durch angelegte mechanische Kräfte an einem zu schweißenden Material erzeugt werden, die Modellierung eines Satzes von Verzerrungen, die durch angelegte thermische Verzerrungen des zu schweißenden Materials erzeugt werden, weiter die Bestimmung eines Satzes von Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung als eine Funktion der modellierten Verzerrungen und die Auslegung einer Schweißbefestigung als eine Funktion des Satzes von Reaktionskräften.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Auslegung einer Schweißbefestigung, welches folgende Schritte aufweist: Modellieren eines Satzes von Verzerrungen, die durch angelegte mechanische Kräfte an einem zu schweißenden Material (102) erzeugt werden; Modellieren eines Satzes von weiteren Verzerrungen, die durch angelegte thermische Kräfte an dem zu schweißenden Material (102) angelegt werden; Bestimmung eines Satzes von maximalen Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung als eine Funktion der modellierten Verzerrungen; und Auslegung einer Schweißbefestigung als eine Funktion des Satzes von maximalen Reaktionskräften.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die angelegten mechanischen Kräfte Kräfte einschließen, die durch Vorausrichtungsverzerrungen an dem zu schweißenden Material (102) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vorausrichtungsverzerrungen Verzerrungen mit einschließen, die durch das Biegen des zu schweißenden Materials (102) in eine temporär verzerrte Form eingeleitet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die angelegten thermischen Kräfte Kräfte einschließen, die durch Wärme während eines Schweißprozesses erzeugt wurden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung eines Satzes von maximalen Reaktionskräften an eine Reihe von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung den Schritt aufweist, eine maximale Reak tionskraft für jede erwünschte Stelle über eine Zeitperiode zu bestimmen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Zeitperiode eine Dauer eines simulierten Schweißprozesses des zu schweißenden Materials (102) aufweist.
  7. Verfahren zur Auslegung einer Befestigung, um ein zu schweißendes Material (102) während eines Schweißprozesses zu halten, welches folgende Schritte aufweist: Modellierung eines Satzes von Verzerrungen, die durch eine Vorausrichtung des zu schweißenden Materials (102) erzeugt werden; Modellierung eines weiteren Satzes von Verzerrungen, die durch thermische Kräfte an dem Material (102) während des Schweißprozesses erzeugt werden; Bestimmung eines Satzes von maximalen Reaktionskräften an einer Reihe von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung als eine Funktion der modellierten Verzerrungen; und Auslegung einer Schweißbefestigung als eine Funktion des Satzes von maximalen Reaktionskräften.
  8. Verfahren zur Auslegung einer Befestigung, um ein zu schweißendes Material (102) während eines Schweißprozesses zu halten, welches folgende Schritte aufweist: Modellieren des Schweißprozesses des zu schweißenden Materials (102); Bestimmung eines Satzes von Verzerrungen, die durch den Schweißprozeß in dem Modell erzeugt werden; Bestimmung eines Satzes von Reaktionskräften auf die Verzerrungen an einer Vielzahl von Stellen an einer simulierten Schweißbefestigung; und darauf ansprechende Auslegung einer Schweißbefestigung als eine Funktion der maximalen Werte der Reaktionskräfte.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Satz der Verzerrungen mechanische Verzerrungen aufweist, die durch eine Vorausrichtung des zu schweißenden Materials (102) erzeugt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Satz der Verzerrungen weiter thermische Verzerrungen aufweist, die durch den Schweißprozeß erzeugt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die modellierten thermischen Verzerrungen mit den modellierten mechanischen Verzerrungen während des modellierten Schweißprozesses gekoppelt werden.
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