Software: CAD - Tutorial - Optimierung - Toleranzen im CAD-Modell: Unterschied zwischen den Versionen
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'''Stand der Technik''' in CAD-Systemen ist die Berücksichtigung der Toleranzgrenzen für Modell-Parameter ohne die zugehörigen Verteilungsdichtefunktionen | '''Stand der Technik''' in CAD-Systemen ist die Berücksichtigung der Toleranzgrenzen für Modell-Parameter ohne die zugehörigen Verteilungsdichtefunktionen. Die Möglichkeiten zur Toleranz-Analyse sind dabei sehr beschränkt, wie man am Beispiel von ''Autodesk Inventor'' sieht: | ||
* Es existieren Tools zur Berechnung linearer Toleranzketten, wobei man diese Toleranzketten ohne Bezug auf vorhandene Modellgeometrie definieren muss ('''''MFL > Konstruktion > Berechnung > Toleranzberechnung'''''):<div align="center"> [[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_Toleranzen_Inventor-Toleranzkette.gif|.]] </div> | * Es existieren Tools zur Berechnung linearer Toleranzketten, wobei man diese Toleranzketten ohne Bezug auf vorhandene Modellgeometrie definieren muss ('''''MFL > Konstruktion > Berechnung > Toleranzberechnung'''''):<div align="center"> [[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_Toleranzen_Inventor-Toleranzkette.gif|.]] </div> | ||
* Nur für Modellparameter (d.h., die "direkten" Maß-Parameter) können Toleranzen definiert werden:<div align="center"> [[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_Toleranzen_Inventor-ModParm.gif|.]] </div> | * Nur für Modellparameter (d.h., die "direkten" Maß-Parameter) können Toleranzen definiert werden:<div align="center"> [[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_Toleranzen_Inventor-ModParm.gif|.]] </div> |
Version vom 13. Februar 2015, 10:13 Uhr
Toleranzberechnungen im CAD-Modell
Die bisherige Dimensionierung der Biegefeder unter Einbeziehung der numerischen Optimierung berücksichtigte nur idealisierte, "exakte" Nennwerte für die Abmessungen und Materialeigenschaften:
- Natürlich ist es praktisch unmöglich, "exakte" Nennwerte für ein Bauteil zu realisieren.
- Betrachtet man die tatsächlich auftretenden Werte an einer Menge "gleicher" Bauteile, so bewegen sich diese Werte in gewissen Streubereichen um ihre Nennwerte:
- Toleranz = Breite des Streubereiches (nur Betrachtung der Grenzwerte!)
- Streuung = konkrete Verteilungsdichtefunktion (Häufigkeitsverteilung im Toleranzbereich)
- Um unliebsame Überraschungen bei der späteren Fertigung und Nutzung einer Konstruktion zu vermeiden, sollte möglichst schon mit dem CAD-Modell eine Analyse zu den Auswirkungen der bekannten bzw. geplanten Toleranzen erfolgen!
Stand der Technik in CAD-Systemen ist die Berücksichtigung der Toleranzgrenzen für Modell-Parameter ohne die zugehörigen Verteilungsdichtefunktionen. Die Möglichkeiten zur Toleranz-Analyse sind dabei sehr beschränkt, wie man am Beispiel von Autodesk Inventor sieht:
- Es existieren Tools zur Berechnung linearer Toleranzketten, wobei man diese Toleranzketten ohne Bezug auf vorhandene Modellgeometrie definieren muss (MFL > Konstruktion > Berechnung > Toleranzberechnung):
- Nur für Modellparameter (d.h., die "direkten" Maß-Parameter) können Toleranzen definiert werden:
- Für jede Bemaßungsgröße kann man einzeln manuell festlegen, welcher konkrete Wert aus ihrem Toleranzbereich im CAD-Modell benutzt wird ("ausgewertete Größe": oberer/unterer Wert, Medianwert, Nennwert). Dies ermöglicht die Berechnung von nichtlinearen Toleranzketten, wobei man untere und obere Grenze von Schlussmaßen getrennt ermitteln muss, was umständlich und fehleranfällig ist.
- Für die zusätzlich definierten Benutzerparameter können nur Nennwerte verwendet werden. Toleranzen z.B. von Material-Eigenschaften können also nicht direkt im CAD-Modell berücksichtigt werden.
Fazit:
- Möglichkeiten zur Untersuchung der Auswirkungen von Parameter-Streuungen auf das Verhalten des CAD-Modells sind im CAD-Programm nur ansatzweise implementiert.
- Universelle externe Tools zur Toleranz-Analyse (z.B. OptiY) ermöglichen die im Rahmen der Six-Sigma-Methode erforderlichen, modellbasierten statistischen Analysen.