Goldak - VrSuite


Über 40 Jahre wissenschaftliche Arbeit sind in einem leistungsstarken Simulationswerkzeug vereint, das von
Goldak Technologies Inc. in Ottawa, Kanada
speziell für Schweißen, Wärmebehandlung und Gießen entwickelt wurde.

"The primary aim of the work is to transfer this technology from the research specialists who are devoleloping it to the engineers who must apply it in the design and production of welded structures" [Goldak 1985].
"Das Hauptziel der Arbeit besteht darin, diese Technologie von den Forschern, die sie entwickeln, auf die Ingenieure zu übertragen, die sie bei der Konstruktion und Durchführung von Schweißkonstruktionen einsetzen müssen" [Goldak 1985].

Diese Vision von John Goldak führt zu einer vom Designer gestützten Software, die die Hauptprobleme und Anforderungen an den numerischen Code eines Fertigungssimulations-Tools erfüllt:
  • extrem Leistungsstark - schnelle Simulationsergebnisse
  • sehr robust - jede Simulation führt zu Ergebnissen
  • hohe Präzision - hohe Ergebnisqualität
all dies in Kombination mit einer leicht bedienbaren Benutzeroberfläche, die möglichst viele Schritte automatisiert:
  • Automatische Rechennetzgenerierung
  • Autodetektion möglicher Schweißnähte
Darüber hinaus berücksichtigt die Goldak Vr-Suite sämtliche zur Berechnung erforderlichen physikalischen Phänomene. Das komplexe System wird von verschiedenen gekoppelten und parallelen Solvern in einer vollständig transienten 3D-Berechnung gelöst:
  • Thermische Analyse
  • Schmelzbad-Entstehung und Berechnung des Wärmeeintrags
  • Mikrostruktur, Härte, Phasentransformationen, Erstarrung
  • Mechanische Analyse - Spannungen, Dehnungen, Verformung
  • Diffusionseffekte - Aufkohlung
erweitert um eine Simulation auf der Mikro-Skala zur Mikrostruktur- und Ermüdungsanalyse sowie zur Optimierungsanalyse.

Der VrSuite Code ist parallelisiert und verwendet die GPU-Technologie.

Die VrSuite ist in folgende Module unterteilt:
  • VrHeatTreat für die Wärmebehandlungsanalyse einschließlich Einsatzhärten
  • VrWeld für die Schweißanalyse einschließlich gekoppelter Prozess- und Strukturanalyse
  • VrFrac für die Bruchmechanik, um Ermüdungs- oder Rissrisiken vorherzusagen
  • VrCast für die Gießsimulation
Ausgehend von der CAD-Geometrie ermöglicht VrDesigner das einfache Erstellen von Simulationsmodellen.
Mit dem VrOptimizer kann die Schweißnahtauslegung aufgrund spezieller Eigenschaftsanforderungen optimiert werden.

Die Ergebnisse können als Ausgangszustand für den nächsten Simulationsschritt in sämtlichen Modulen verwendet werden. Darüber hinaus können Berechnungsergebnisse unterschiedlicher externer Softwarelösungen importiert werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit die VrSuite-Ergebnisse für diverse Solver zu exportieren. Dies ermöglicht letztlich die Prozesskettensimulation, die für Fertigungssimulationen unerlässlich ist.

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Schrifttum:
  • [Goldak1985]: Goldak, J. ; Patel, B. ; Bibby, M. ; Moore, J.: Computational Weld Mechanics. In: Advanced Joining of Aerospace Metallic Materials, Conference Proceedings No. 398, AGARD, 1985
  • [Goldak2005]: Goldak, J, ; Akhlaghi, M.: Computational Welding Mechanics. Springer Verlag, 2005