Patent DE-102012203436-B4 (DE)
Title: Systeme und Verfahren zur rechnergestützten Entwicklung herstellbarer und langlebiger Gusskomponenten
Inventor: WANG QIGUI
IPC: G06F30/00
Filed: 2012-03-05
Granted: 2023-12-07
Abstract: Verfahren zur rechnergestützten Simulation eines Gießverfahrens für eine auf einer Leichtmetalllegierung beruhenden Komponente, wobei das Verfahren umfasst, dass:ein Computer (500) so konfiguriert wird, dass er eine Dateneingabe (520), eine Datenausgabe (530), eine Verarbeitungseinheit (510), eine Speichereinheit (540) und einen Kommunikationspfad zur Kooperation zwischen der Dateneingabe (520), der Datenausgabe (530), der Verarbeitungseinheit (510) und der Speichereinheit (540) umfasst; undder Computer (500) mit mehreren Berechnungsmodulen (100, 200, 300, 400) betrieben wird, die programmtechnisch mit der Speichereinheit (540) und/oder der Verarbeitungseinheit (510) derart zusammenarbeiten, dass der Computer (500) beim Empfang von Daten, welche die Komponente betreffen, die Daten den mehreren Berechnungsmodulen (100, 200, 300, 400) derart unterzieht, dass eine Ausgabe aus diesen Verhaltensindizien des Gießverfahrens bereitstellt, wobei die mehreren Berechnungsmodule (100, 200, 300, 400) umfassen:ein Gussteilkonstruktionsmodul (100), das ausgestaltet ist, um eine optimierte geometrische Darstellung der Komponente bereitzustellen;ein Prozessoptimierungsmodul (200), das ausgestaltet ist, um ein Gießverfahren, eine Wärmebehandlung (200-2) und/oder eine maschinelle Bearbeitung (200-3) der endgültigen Gussteilkonstruktion zu bestimmen;ein Modul (300) zur Vorhersage von Mikrostrukturen in mehreren Maßstäben, das ausgestaltet ist, um Daten von dem Gussteilkonstruktionsmodul (100) und dem Prozessoptimierungsmodul (200) als Eingaben für sich zu empfangen, um als Ausgabe Materialcharakteristika, Schätzwerte für die Grundgesamtheit von Defekten für mehrere Defektarten und eine Mikrostrukturarchitektur über mehrere Größenmaßstäbe hinweg zu erzeugen; undein Strukturverhaltensmodul (400), das ausgestaltet ist, um die Ausgabe der Materialcharakteristika, der Schätzwerte für die Grundgesamtheit von Defekten und der Mikrostrukturarchitektur zusammen mit Lastbedingungen, einer vorhergesagten Restspannung und Verzerrung und einer Haltbarkeitstestsimulation zu empfangen, um die Verhaltensindizien zu erzeugen;wobei die mehreren Größenmaßstäbe einen großen Maßstab, der sich von etwa zehn Millimeter bis zu etwa einem Meter erstreckt, einen mittleren Maßstab, der sich von etwa einem Mikrometer bis zu etwa zehn Millimeter erstreckt und einen kleinen Maßstab, der sich von etwa einem zehntel eines Nanometers bis zu etwa einem Mikrometer erstreckt, umfassen;wobei eine Datenbank von Eigenschaftswerten, die in dem kleinen Maßstab erzeugt wurden, auf nicht einheitlichen Eigenschaften beruht, die auf mindestens einen der größeren Maßstäbe derart extrapoliert wurden, dass Beziehungen, die zwischen Mikrostrukturcharakteristika in mehreren Maßstäben und lokalen nicht einheitlichen Eigenschaften und Erstarrungsbedingungen erzeugt wurden, verwendet werden können, ohne eine Simulation im kleinen Maßstab für im Wesentlichen die gesamte Komponente laufen zu lassen.