Software: CAD - Tutorial - Analyse

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6. Übung im CAD-Tutorial

Analyse: Belastungen & Resonanzen (Biegefeder)

Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella

Je planmäßiger der Mensch vorgeht, um so wirkungsvoller trifft ihn der Zufall.

- Friedrich Dürrenmatt -

Die Toleranz-Analyse und Robust-Optimierung der Biegefeder beruhte in der vorherigen Übung auf vereinfachten analytischen Annahmen, die in Form von Gleichungen in die Parameterliste des CAD-Modells implementiert wurden:

• Die qualitativen Zusammenhänge zwischen den Toleranzen und dem daraus resultierenden Verhalten wurden damit wahrscheinlich gut berücksichtigt:
  1. Effekt der betrachteten Toleranzen auf die Federsteife, die Resonanzfrequenz und die zulässige Kraft sowie
  2. erfolgreiche Verbesserung der Ausgangslösung durch die Robust-Optimierung.
• Unsicherheit besteht in Hinblick auf die Auswirkung der analytischen Vereinfachungen auf das tatsächliche Verhalten der optimierten Lösung:
  1. Wie groß sind die Federsteife, die Resonanzfrequenz und die zulässige Kraft bei einer wirklichen Biegefeder und
  2. wie groß sind die aus den Toleranzen resultierenden Streubereiche dieser Kenngrößen.
• Mittels der "Finiten Elemente Methode" (FEM) lassen sich Modelle realisieren, welche das Verhalten z.B. einer Biegefeder wesentlich genauer abbilden, als dies mit den vereinfachten Formeln möglich ist:
  1. Moderne CAD-Programme (z.B. Autodesk Inventor) enthalten Tools, um Analysen auf der Basis der FEM durchzuführen.
  2. Wir nutzen in dieser abschließenden CAD-Übung die Chance, am Beispiel von FEM-Analysen der Biegefeder Autodesk Fusion 360 als einen Vertreter von CAD-Systemen der nächsten Generation kennenzulernen.

===>>> Diese Anleitung wird zurzeit erarbeitet !!!

A. CAD-Modellierung in Autodesk Fusion 360:

1. Fusion 360 - Schnellstart
2. Parametrisiertes CAD-Modell

B. Simulationen in Autodesk Fusion 360:

1. Modale Frequenzen (Resonanzfrequenz)
2. Statische Spannung (Federsteife und zulässige Kraft)
3. Statische Spannung bei großer Auslenkung (Nichtlineares Modell)

C. Toleranz-Betrachtungen:

1. Verhaltensstreuung
2. Vergleich mit analytischer Lösung

Einzusendende Ergebnisse:

• Teilnehmer der Lehrveranstaltung "CAD-Konstruktion" schicken die Ergebnisse an a.kamusellatu-dresden.de:

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