Mein Name ist Khalid aus Stuttgart, beschäftige mich im Rahmen meiner Diplomarbeit seit ca. 5 Wochen mit dem Programm ANSYS und bin momentan an einem Punkt, wo ich schwer weiterkomme.
Falls jemand mir Nachhilfe oder etwas in der Art geben könnte: bitte melden!!! 0711/5052534
Im folgenden ist mein Problem beschrieben:
Mein Thema die Simulation von Widerstandspunktschweissen mit ANSYS, Erstellung eines elektrisch/thermischen und mechanischen Modells.
Meine Aufgabe ist, dass ich die Versuche mit dem Widerstandspunktschweissverfahren zum Kontaktieren von 100µm dicken Leiterbahnen auf 300 µm dicken Kontaktstücken zunächst in 2D (Plane 13) und später in 3D (solide 5) simuliere. Die relevanten Prozessparameter (Eingangsgrößen) Strom, Schweißzeit und Anpresskraft werden hierbei variiert. Und davor muss ich zuerst das Modell unter Berücksichtigung unterschiedlicher Verschmutzungsgrade in der Kontaktzone im ANSYS aufbauen.
Diese Leiterbahnen sind eigentlich laminierte folienisolierte Flachleiter, die mit Klebstoff beschichtete Kunststofffolien auf der Ober- und Unterseite der Leiter verklebt werden und isolieren so die Leiter zueinander. Zur Kontaktierung müssen die Kontaktstellen (5mm) freigelegt werden, was nicht rückstandsfrei (Verschmutzung) möglich ist. Diese Isolationsrückstände beeinflussen die Qualität der Kontaktstelle derart, dass die mechanische Festigkeit um die 20% reduziert werden kann.
Ziel ist es, die Eingangsgrößen für eine mechanische Festigkeitssimulation zu erhalten. Voraussetzung hierfür ist es, die aufgrund der ohmschen Erwärmung der Kontaktstelle entstehende Eigenschaftsänderung in der Kontaktzone abzubilden.
Ich habe in ANSYS ein (2D-)Modell aufgebaut, in dem (waagrecht) zwei Leiter aus Kupfer (1x 100µm Dicke, 1x 300µm Dicke) übereinander liegen. Darüber und darunter befindet sich je eine Elektrode aus Molybdän (senkrecht). Ich lasse die Elektroden sich durch eine mechanische Kraft aufeinander zu bewegen. Eigentlich müsste durch diese Kraft ein sich erhöhendes Druckfeld entstehen, und zwar dort, wo sich die Leiter berühren und von den Elektroden gegeneinander gepresst werden (Kontaktfläche).
In meinem Modell habe ich leider folgendes Problem: Die Leiter gehen sozusagen durcheinander durch, d.h. der untere wölbt sich nach oben und der obere wölbt sich nach unten. (Auch wenn ich die Elektroden in meinem Modell weglasse, gehen die Leiter durcheinander durch.)
Desweiteren werden die Elektroden unerwartet verformt: Die obere Oberfläche der oberen Elektrode biegt sich nach unten, die untere Oberfläche der unteren Elektrode biegt sich nach oben, d.h. sie verformen sich jeweils in der gleichen Richtung der Kraft, die auf sie wirkt, auch wenn ich nur eine minimale Kraft eingebe.
Mein Hauptproblem ist, ich weiß nicht, wie ich das Modell aufbaue. Ich habe vor, die Simulation zunächst elektrisch/thermisch durchzuführen und im Anschluss mechanisch/thermisch.
Vielleicht kann jemand mir dabei weiterhelfen? Dafür wäre ich sehr dankbar.
Hat jemand eine Idee, wo mein Fehler liegt? Was kann ich falsch gemacht haben? Wie kann ich es verbessern?
Meine nächste Frage: Wie kann ich die drei Felder (mechanisch und elektrisch/thermisch) kuppeln, so dass ich alles in einer Simulation habe?
Kann jemand mir sagen, ob ich ein Beispiel für so ein Thema in einem Buch finden kann? Hat mir vielleicht jemand einige Literatur-Tipps? Weiß jemand, ob es eine ANSYS-Anleitung auf Deutsch gibt?
Mit bestem Dank und freundlichen Grüßen
Khalid Benazzouz
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