Verknüpfung von metallkundlichem Fachwissen mit numerischen Methoden

Geeignet zur Lösung von praktischen Aufgabenstellungen wie Modellierung und Simulation

Grundlagenbasierte Modellierung mit Mathcad verständlich dargestellt

Inklusive CD-ROM mit über 100 lauffähigen und vom Benutzer veränderbaren Programmen, mit denen der Stoff vertieft wird

Includes supplementary material: [...]

1 Einführung in die werkstofftechnische Modellierung.- 1.1 Prinzip der mathematischen Modellierung.- 1.2 Bedeutung der mathematischen Modellierung.- 1.3 Einsatz und Ziele metallkundlicher Modellrechnungen.- Weiterführende Literatur.- 2 Numerische Algorithmen und Computeralgebrasysteme.- 2.1 Numerische Algorithmen.- 2.2 Entwicklung der Berechnungswerkzeuge.- 2.3 Computeralgebrasysteme.- 2.4 Einführung in Mathcad.- 2.5 Vergleich konventioneller Programmiersprachen mit Mathcad-Programmen.- 2.6 Numerik mit Mathcad.- Weiterführende Literatur.- 3 Metallkundliche Berechnungsansätze.- 3.1 Atomarer Aufbau und Kristallstruktur.- 3.2 Chemische Thermodynamik und Zustandsdiagramme.- 3.3 Diffusion.- 3.4 Umwandlungs- und Ausscheidungskinetik.- 3.5 ZTU-Verhalten niedriglegierter Stähle.- 3.6 Plastizität, Erholung und Rekristallisation.- 3.7 Einschub über Zelluläre Automaten.- 3.8 Bildbearbeitung und Quantitative Metallografie.- 3.9 Festigkeits- und Zähigkeitsverhalten.- 3.10 Bruchmechanik.- 3.11 Kriechen.- 3.12 Ermüdung.- Weiterführende Literatur.- 4 Berechnung instationärer Temperaturfelder.- 4.1 Die Wärmeleitungsgleichung.- 4.2 Analytische Lösungen für interessante Fälle.- 4.3 Lösung der Fourier-Gleichung mittels finiter Differenzen.- 4.4 Finite-Elemente-Berechnung von Temperaturfeldern.- 4.5 Thermophysikalische Werkstoffkennwerte.- 4.6 Experimentelle Verifikation.- Weiterführende Literatur.- 5 Schweißtechnische Berechnungen.- 5.1 Aspekte der Schweißbarkeit.- 5.2 Verfahrensspezifische Gesichtspunkte.- 5.3 Der thermische Schweißzyklus.- 5.4 Beurteilung der Schweißeignung.- 5.5 Mikrostrukturelle Vorgänge in der WEZ.- 5.6 Mechanische Eigenschaften von Schweißverbindungen.- 5.7 Komplexe, gekoppelte Modelle in der Schweißtechnik.- Weiterführende Literatur.- 6Anwendungen im Bereich der Umformtechnik.- 6.1 Übersicht über die Fertigungsverfahren und Kenngrößen.- 6.2 Mathematische Beschreibung von Fließkurven.- 6.3 Strangpressen.- 6.4 Fließpressen.- 6.5 Flachwalzen.- 6.6 Thermomechanische Umformung beim Warmbandwalzen.- 6.7 Drahtziehen.- 6.8 Tiefziehen.- 6.9 FE-Simulation von Umformprozessen.- Weiterführende Literatur.- 7 Anwendungen im Bereich Gießen und Erstarren.- 7.1 Einführung.- 7.2 Keimbildung.- 7.3 Thermische Analyse.- 7.4 Seigerungsphänomene.- 7.5 Konstitutionelle Unterkühlung und Gefugemorphologie.- 7.6 Wärmeübergang bei der Erstarrung.- 7.7 Übersicht über kommerzielle Erstarrungsprogramme.- Weiterführende Literatur.- 8 Anwendungen im Bereich Bauteilauslegung und Werkstoffauswahl.- 8.1 Festigkeitsberechnung von Bauteilen.- 8.2 Zweidimensionale, elastische FE-Rechnung.- 8.3 Messung und Auswertung von Bauteilbeanspruchungen.- 8.4 Systematische Werkstoffauswahl.- 8.5 Werkstoffdatenbanken.- Weiterführende Literatur.- 9 Anwendungen im Bereich der Prozessoptimierung.- 9.1 Methoden zur Prozess-und Qualitätsplanung.- 9.2 Methoden zur Auswertung von Prozessdaten.- 9.3 Statistische Prozesskontrolle.- 9.4 Multivariate Prozessanalyse mittels Regressionsrechnung.- 9.5 Neuronale Netzwerke.- 9.6 Genetische Algorithmen.- 9.7 Mechanismenbasierte Modelle für komplexe Prozesse.- Weiterführende Literatur.- Übersicht und Hinweise zur beiliegenden CD.- Mathcad Bedienungsanleitung und Funktionsübersicht.- Internet-Adressen zu den Fachbereichen.