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Janik Harter

• Aluminiumgussbauteile spielen heutzutage in vielen Branchen, wie der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrtindustrie eine wichtige Rolle. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht aus. Bei der Herstellung von Aluminiumgussbauteilen, kommt es prozessbedingt immer zu Defekten im Werkstoff. Mit Computer Tomographie Aufnahmen können dieseAluminiumgussbauteile spielen heutzutage in vielen Branchen, wie der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrtindustrie eine wichtige Rolle. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht aus. Bei der Herstellung von Aluminiumgussbauteilen, kommt es prozessbedingt immer zu Defekten im Werkstoff. Mit Computer Tomographie Aufnahmen können diese Defekte zerstörungsfrei detektiert werden. Anschließend sollen die Defekte in Finite-Elemente-Methode Berechnungen berücksichtigt werden. Dies bietet einen entscheidenden Vorteil bei der Schadensvorhersage dieser Bauteile. In dieser Masterarbeit wurde zwei Programme entwickelt, welche das Mapping von Defekten aus CT-Aufnahmen eines Aluminiumgussbauteils auf ein LS-Dyna Netz ermöglichen. Dadurch können die Defekte und damit die Porosität eines Gussbauteils in der Festigkeitsberechnung berücksichtigt und die Schadensvorhersage verbessert werden. Die Programmierung erfolgte in Python. Das weiterentwickelte Mapping-Programm benötigt zwei Input Dateien. Zum einen wird die Defektdatei aus den CT-Aufnahmen benötigt und zum anderen ein LS-Dyna Netz. Die komplexen Defektgeometrien werden in dem Mapping-Programm vereinfacht als umschließende Kugeln um den Defekt beschrieben. Diese Vereinfachung ist aufgrund der benötigten Rechenleistung notwendig. Anschließend prüft das Mapping-Programm alle Kollisionen zwischen Elementen des FE-Netzes und den Defekten und ermittelt für jedes Element ein Schnittvolumen. Aus dem Schnittvolumen und dem Elementvolumen wird die Porosität berechnet. Die Rechenzeit für ein Bauteil mit 107379 Elementen beträgt 480 Minuten. Ein zweites, neu entwickeltes Programm ermöglicht das Mapping der wahren Porengeometrie auf FE-Netze. Durch die optimierte Porenbeschreibung wird eine höhere Genauigkeit beim Mapping der Defekte erreicht. Die Rechenzeit beträgt bei einem Bauteil mit 107379 Elementen lediglich 15 Minuten. Ziel dieser Masterarbeit ist es, das Mapping-Programm zu optimieren, damit es neben Hexaedern weitere Elementtypen verarbeiten kann. Darüber hinaus sollte die Porenbeschreibung verbessert werden, um genauere Ergebnisse zu erhalten. Dafür wurde ein zweites Programm mit einer verbesserter Porenbeschreibung entwickelt, dass zudem deutlich geringere Rechenzeiten benötigt.…