Software: CAD - Tutorial - Optimierung: Unterschied zwischen den Versionen
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'''Biegefeder-Aufgabe:''' Mit einem vorgegebenem Material ist eine optimale Biegefeder mit der Federkonstante '''C<sub>soll</sub>''' zu dimensionieren, welche bestimmte Forderungen trotz der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen erfüllt: | '''Biegefeder-Aufgabe:''' Mit einem vorgegebenem Material ist eine optimale Biegefeder mit der Federkonstante '''C<sub>soll</sub>''' zu dimensionieren, welche bestimmte Forderungen trotz der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen erfüllt: | ||
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* '''C<sub>soll</sub>''' = '''(140+xx) N''' (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. '''xx'''=01..99) | * '''C<sub>soll</sub>''' = '''(140+xx) N/m''' (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. '''xx'''=01..99) | ||
* '''C<sub>Tol</sub>''' = '''0,2''' (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = '''±10%''' | * '''C<sub>Tol</sub>''' = '''0,2''' (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = '''±10%''' | ||
* '''ΔT''' = '''20 °C ±50 K''' (Bereich der Umgebungstemperatur) | |||
* '''F<sub>Max</sub>''' = '''1 N''' (max. auftretende Kraft) | * '''F<sub>Max</sub>''' = '''1 N''' (max. auftretende Kraft) | ||
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* Teilnehmer der Lehrveranstaltung [https://www.ifte.de/lehre/cad/index.html '''"CAD-Konstruktion"'''] | * Teilnehmer der Lehrveranstaltung [https://www.ifte.de/lehre/cad/index.html '''"CAD-Konstruktion"'''] laden die Ergebnisse im [https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/31733940224/CourseNode/1629858745120506011 Opalkurs] hoch. | ||
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* Einsendeschluss ist die Nacht vor dem Termin des nächsten Übungskomplexes. Die Nacht endet morgens um 10:00 Uhr.<div align="center"> [[Software:_CAD_-_Tutorial|←]] [[Software:_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_OptiY|→]] </div> | ** In den Experimenten müssen aussagekräftige Diagramme zur Visualisierung der jeweiligen Experiment-Prozesse und -Ergebnisse konfiguriert sein. | ||
** Die Bauteil-Datei muss die ermittelten optimalen Maße und zugehörigen Toleranzen enthalten. | |||
** Im bereitgestellten Antwortbogen sind die optimalen Nennwerte und die damit ermittelten Bewertungsgrößen aufzulisten. | |||
* Einsendeschluss ist die Nacht vor dem Termin des nächsten Übungskomplexes. Die Nacht endet morgens um 10:00 Uhr. | |||
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Aktuelle Version vom 25. August 2021, 08:12 Uhr
5. Übung im CAD-Tutorial
Nennwert- und Toleranzoptimierung (Biegefeder)
Pessimisten sind Optimisten mit mehr Erfahrung.
- Deutsches Sprichwort -
Hinweis:
Zur Einarbeitung in die Simulation von Maß-Toleranzketten wird vorbereitend die individuelle Bearbeitung des Beispiels "Einfache Toleranzkette" empfohlen.
Biegefeder-Aufgabe: Mit einem vorgegebenem Material ist eine optimale Biegefeder mit der Federkonstante Csoll zu dimensionieren, welche bestimmte Forderungen trotz der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen erfüllt:
Abmessungen der einseitig eingespannte Biegefeder mit rechteckigem Querschnitt:
- L = Länge
- b = Breite des Querschnitts
- t = Dicke (Thickness) des Querschnitts mit t ≤ b
Anforderungen:
- Csoll = (140+xx) N/m (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. xx=01..99)
- CTol = 0,2 (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = ±10%
- ΔT = 20 °C ±50 K (Bereich der Umgebungstemperatur)
- FMax = 1 N (max. auftretende Kraft)
- fResonanz = möglichst groß (Frequenz der Grundschwingung)
- EModul = entsprechend des gewählten Materials ("Stahl, geschmiedet" aus Bibliothek)
- σbzul = Biegefließgrenze entsprechend des gewählten Materials
A. Nennwert-Optimierung:
- Optimierungs- und Analysetool (OptiY)
- Parametrisiertes CAD-Modell
- Physikalische und konstruktive Zusammenhänge (Regeln)
- Optimierungsworkflow
- Globale Suche
- Lokale Suche
- Zusammenfassung
B. Toleranz-Analyse:
- Toleranzberechnungen im CAD-Modell
- Toleranzen der Biegefeder
- Probabilistische Simulation
- Experiment-Konfiguration
- Statistische Versuchsplanung - Sampling Methode
- Visualisierung und Interpretation
C. Toleranz-Optimierung:
Einzusendende Ergebnisse:
- Teilnehmer der Lehrveranstaltung "CAD-Konstruktion" laden die Ergebnisse im Opalkurs hoch.
- Als Lösung (xx=Teilnehmer-Nummer 01...99) sind die vollständig konfigurierten Dateien Feder_xx.ipt und Feder_xx.OPY sowie der ausgefüllte Antwortbogen (CAD-Antwort_5_xx.pdf) in einem Archiv-File (Feder_xx.ZIP) zu senden:
- In den Experimenten müssen aussagekräftige Diagramme zur Visualisierung der jeweiligen Experiment-Prozesse und -Ergebnisse konfiguriert sein.
- Die Bauteil-Datei muss die ermittelten optimalen Maße und zugehörigen Toleranzen enthalten.
- Im bereitgestellten Antwortbogen sind die optimalen Nennwerte und die damit ermittelten Bewertungsgrößen aufzulisten.
- Einsendeschluss ist die Nacht vor dem Termin des nächsten Übungskomplexes. Die Nacht endet morgens um 10:00 Uhr.
