Einladung zu einem Vortrag des SFB F013 von:
Dr. Dietmar Hömberg
WIAS Berlin
Mittwoch, 20. November 2002,
17:00 Uhr, HS 10
Die Induktionshärtung von Stahl - Mathematische Modellierung und optimales
Design von Induktoren
Bei den meisten Konstruktionsteilen des Maschinenbaus gibt es Bereiche der
Oberfläche, die einer besonderen Belastung ausgesetzt sind. Das Ziel der
Oberflächenhärtung ist es, die Härte der entsprechenden Randschichten durch
Erwärmung und anschliessende rasche Abkühlung zu vergrössern. Diese
Wärmebehandlung führt zu Änderungen in der Mikrostruktur, welche die
gewünschte Härtung bewirken.
Im ersten Teil meines Vortrags stelle ich ein mathematisches Modell zur
Beschreibung der Induktionshärtung von Stahl vor, in dem elektrische,
thermische und mechanische Effekte berücksichtigt werden.
Im zweiten Teil werden analytische Aspekte des Modells diskutiert und die
Existenz einer schwachen Lösung für das gekoppelte System bewiesen.
Die Form der zu härtenden Oberfläche verlangt häufig Induktorformen von sehr
komplexer Geometrie. Aber selbst wenn die prinzipielle Induktortopologie
festgelegt ist, bedarf es noch einer genauen Justierung des Kopplungsabstands
zwischen Induktor und Werkstück, um das gewünschte Härteprofil zu erhalten.
Diesem Designproblem ist der letzte Teil meines Vortrags gewidmet.
Wesentliche Fragestellungen dabei sind die Formulierung eines wohldefinierten
Optimierungsproblems und eine Sensitivitätsanalyse. Der Vortrag endet mit der
Präsentation einiger numerischer Resultate zur Simulation von
Induktionswärmebehandlungen.
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