Nennen Sie die Definition von Simulation.
Nachbildung eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähign Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind
Was ist ein Modell?
eingeschränkte Menge an Variablen
Untersuchung nur für den Untersuchungszweck relevanter Parameter und Einflussgrößen
Modell soll reales System abstrahieren
Wie lassen sich Modelle klassifizieren?
deterministisch/stochatisch
diskret/kontinuierlich
fixe/variable Zeitinkremente
stationär/instationär
Wie lauten die 3 wichtigsten Diskretisierungsmethoden?
FEM: Finite Elemente Methode
FDM: Finite Differenzen Methode
FVM: Finite Volumina Methode
Was sind die 6 Schritte zur fertigen Simulation?
Geometrie
Material
Physik
Mesh
Solver
Post-Processing
Was ist die Aufgabe des Meshs?
Approximation der definierten Geometrie und damit Bestimmung der räumlichen Auflösung
meistens automatische Erzeugung, manuelle Erstellung kann viel Rechenzeit ersparen
Was ist die Aufgabe des Solvers?
Lösung des aufgstellten Gleichungssystems und Definition der zeitlichen Auflösung des Systems (Anzahl der Zeitschritte)
bestimmt maßgeblich die benötigte Rechenzeit und Genauigkeit der Simulation
Was ist die Aufgabe des Post-Processings?
Visualisierung der Ergebnisse
Ergebnisse müssen verständlic und nachvollziehbar sein
Nennen Sie die Vor- und Nachteile der Simulation.
Vorteile
Nachteile
Einsparung kostspieliger iterativer Vorversuche
Zeitaufwand
Simulationszeit < Prozesszeit
Expertenwissen notwendig
Generierung von Prozessverständnis
kann bei schlechter Validierung zu Fehlannahmen führen
Bestimmung schwer oder nicht messbarer Messgrößen
Investition Software & Hardware
Was sind die Herausforderungen der Simulation in der additiven Fertigung?
Modellierung der Addition von Material
Modellierung des Wärmeeintrags
Laserstrahlen werden vom Pulver reflektiert und gestreut
akkurate Abschätzung der Verlustströme
Kopplung des thermo-mechanischen Verhaltens
Temperaturabhängigkeit der Materialeigenschaften
Wozu dient die Diskretisierung eines Systems?
Annäherung der Lösung
keine exakte Lösung der partiellen Differentialgleichungen erreichbar
Nennen Sie 3 Faktoren, die die Rechenzeit einer Simulation signifikant bestimmen!
Erzeugung Mesh
Geometrie des Bauteils
Erläutern Sie die „Quiet Activation Strategy“!
mit konventionellen FEM Programmen nicht ohne weiteres möglich
erst bei Schichtauftrag werden die realen Stoffwerte genutzt
Nennen Sie 4 dominierende Effekte bei Mikrosimulationen des LPBF-M!
Pulververschüttung
Aufschmelzung
Verdampfung
Oberflächenspannnung
Zuletzt geändertvor 2 Jahren