Software: CAD - Tutorial - Optimierung: Unterschied zwischen den Versionen

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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:
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:
* '''Abmessungen''' der einseitig eingespannte Biegefeder mit rechteckigem Querschnitt:[[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_CAD-Modell.gif|right]]
*# '''L''' = Länge
*# '''b''' = Breite des Querschnitts
*# '''t''' = Dicke (Thickness) des Querschnitts mit '''t&nbsp;≤&nbsp;b'''


* '''Anforderungen''':
'''Abmessungen''' der einseitig eingespannte Biegefeder mit rechteckigem Querschnitt:[[Datei:Software_CAD_-_Tutorial_-_Optimierung_-_CAD-Modell.gif|right]]
*# '''C<sub>soll</sub>''' = '''(140+xx)&nbsp;N''' (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. '''xx'''=01..99)  
* '''L''' = Länge
*# '''C<sub>Tol</sub>''' = '''0,2''' (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = '''±10%'''
* '''b''' = Breite des Querschnitts
*# '''F<sub>Max</sub>''' = '''1&nbsp;N''' (max. auftretende Kraft)
* '''t''' = Dicke (Thickness) des Querschnitts mit '''t&nbsp;≤&nbsp;b'''
*# '''f<sub>Resonanz</sub>''' = '''möglichst groß''' (Frequenz der Grundschwingung)
 
*# '''E<sub>Modul</sub>''' = entsprechend des gewählten Materials ("'''Stahl, geschmiedet'''" aus Bibliothek)
'''Anforderungen''':
*# '''<big>σ</big><small>b<sub>zul</sub></small>''' = Biegefließgrenze entsprechend des gewählten Materials
* '''C<sub>soll</sub>''' = '''(140+xx)&nbsp;N''' (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. '''xx'''=01..99)  
* '''C<sub>Tol</sub>''' = '''0,2''' (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = '''±10%'''
* '''F<sub>Max</sub>''' = '''1&nbsp;N''' (max. auftretende Kraft)
* '''f<sub>Resonanz</sub>''' = '''möglichst groß''' (Frequenz der Grundschwingung)
* '''E<sub>Modul</sub>''' = entsprechend des gewählten Materials ("'''Stahl, geschmiedet'''" aus Bibliothek)
* '''<big>σ</big><small>b<sub>zul</sub></small>''' = Biegefließgrenze entsprechend des gewählten Materials


'''A. Nennwert-Optimierung:'''
'''A. Nennwert-Optimierung:'''

Version vom 4. März 2015, 08:45 Uhr

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4. Übung im CAD-Tutorial
Nennwert- und Toleranzoptimierung (Biegefeder)
Pessimisten sind Optimisten mit mehr Erfahrung.
- Deutsches Sprichwort -


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:

Software CAD - Tutorial - Optimierung - CAD-Modell.gif
  • L = Länge
  • b = Breite des Querschnitts
  • t = Dicke (Thickness) des Querschnitts mit t ≤ b

Anforderungen:

  • Csoll = (140+xx) N (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. xx=01..99)
  • CTol = 0,2 (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = ±10%
  • 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:

  1. Optimierungs- und Analysetool (OptiY)
  2. Parametrisiertes CAD-Modell
  3. Physikalische und konstruktive Zusammenhänge (Regeln)
  4. Optimierungsworkflow
  5. Globale Suche
  6. Lokale Suche
  7. Zusammenfassung

B. Toleranz-Analyse:

  1. Toleranzberechnungen im CAD-Modell
  2. Toleranzen der Biegefeder
  3. Probabilistische Simulation
  4. Experiment-Konfiguration
  5. Statistische Versuchsplanung - Sampling Methode
  6. Visualisierung und Interpretation
  7. Detail-Analyse des Feder-Querschnitts

C. Toleranz-Optimierung:

  1. Robust-Design-Optimierung (Einführung)
  2. Experimentkonfiguration
  3. Ergebnisse

Einzusendende Ergebnisse:

  • Teilnehmer der Lehrveranstaltung "CAD-Konstruktion" schicken die Ergebnisse an a.kamusellaChar-ed.gififte.de:
  • Als Anhang dieser Mail mit (xx=Teilnehmer-Nummer 01...99) sind die vollständig konfigurierten Dateien Feder_xx.ipt und Feder_xx.OPYin einem Archiv-File (z.B. Feder_xx.ZIP) zu senden.
  • Einsendeschluss ist die Nacht vor dem Termin des nächsten Übungskomplexes. Die Nacht endet morgens um 10:00 Uhr.
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