Software: CAD - Tutorial - Formstabilitaet - Modellstruktur

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Modellstruktur (Formstabilität von Bauteilen)

CAD-Modelle von Bauteilen besitzen unter zwei Aspekten eine hierarchische Struktur.

1. Hierarchie des Bauteil-Volumens

Wir haben unsere Bauteile bisher als homogenes Volumen mit einem einheitlichen Material betrachtet. In Autodesk Inventor kann ein Bauteil jedoch aus beliebig vielen Volumenkörpern zusammengesetzt sein:

• Das widerspiegelt sich im Modell-Browser im ersten Strukturzweig -> Ordner Volumenkörpern(X) mit Volumenkörper1 bis VolumenkörperX
• Im nebenstehenden Beispiel wurde dafür temporär ein weiterer Volumenkörper2 durch Extrusion erzeugt, um dieses Prinzip zu demonstrieren.
• Beim Erzeugen skizzierter Elemente kann man dafür die Funktion Neuer Volumenkörper aktivieren, z.B.:

• Jeder einzelne Volumenkörper setzt sich aus seinen einzelnen Elementen zusammen.
• Als Eigenschaften besitzt jeder Volumenkörper eine Masse, ein Volumen, eine Oberfläche und seine Schwerpunkt-Position.
• Alle Volumenkörper bestehen aus dem einheitlichen Material des Bauteils.
• Achtung: Arbeitselemente (u.a. auch der Ursprung) sind nicht Bestandteil des Bauteil-Volumens!

Es ergibt sich folgende Hierarchie für das Bauteil-Volumen:

• Bauteil-Volumen (z.B. Ventil)
  • Volumenkörper (z.B. Ventilkörper)
    • Element (z.B. Extrusion, Rotation, Sweeping, Bohrung, usw.)
      • Skizze (z.B. 2D-Profilskizze, 2D-Pfadskizze)
        • 2D-Geometrie (z.B. Linie, Kreis, projizierte Elementkante)

2. Hierarchie geometrischer Abhängigkeiten

Zwischen den Bauteil-Objekten (Elemente/Skizzen) existieren geometrische Abhängigkeiten. Diese werden im Modell-Browser unterhalb der Volumenkörper abgebildet:

• Der Ursprung des Bauteils mit seinen Koordinaten-Achsen und -Ebenen bildet die Wurzel der Abhängigkeitshierarchie und steht an erster Stelle.
• Jedes neue Objekt wird in Bezug auf vorhandene Bauteil-Geometrie (Elemente) definiert. Abhängigkeiten zwischen Skizzen sind im Einzelfall ebenfalls möglich.
• Innerhalb der Abhängigkeitsstruktur kann ein Objekt nicht oberhalb derjenigen Objekte angeordnet werden, auf welche in seiner Definition Bezug genommen wird.
• Die Art der Abhängigkeiten ist in der Browser-Struktur nicht visualisiert. Eine Ausnahme bilden Arbeitselemente, welche auf Basis anderer Arbeitselemente definiert wurden. Diese Beziehungen werden jeweils als ein Zweig in der Struktur dargestellt.
• Die einzelnen geometrischen Abhängigkeiten werden nur durch das Einblenden von Abhängigkeiten <F8> in zuvor aktivierten Skizzen visualisiert:

• Der resultierende Volumenkörper eines Bauteils entsteht durch das schrittweise Abarbeiten der Hierarchie geometrischer Abhängigkeiten im Sinne des Nachvollziehens der Historie des Entwerfens. Dabei handelt es sich jedoch um die von "Irrtümmern" bereinigte Historie des Entwurfs. Die beim Entwerfen gemachten Fehler und Fehler-Korrekturen werden nicht mehr abgearbeitet!
• Der Vorteil dieses Historien-orientierten Ansatzes besteht in der Möglichkeit, nachträglich beliebige Objekte innerhalb dieser Hierarchie bearbeiten zu können. Man muss allerdings darauf achten, dabei keine notwendigen Abhängigkeiten zu zerstören. Man erhält in diesem Fall jedoch eine Warnung durch das CAD-Programm, welches die Konsistenz aller Abhängigkeiten überwacht.

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