Software: CAD - Tutorial - Analyse

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6. Übung im CAD-Tutorial
Analyse: Belastungen & Resonanzen (Biegefeder)
- Einführung in Autodesk Fusion 360 -
Je planmäßiger der Mensch vorgeht, um so wirkungsvoller trifft ihn der Zufall.
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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 und in iLogic-Regeln 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 Federsteife, Resonanzfrequenz und zulässige Kraft.
    2. Erfolgreiche Verbesserung der Ausgangslösung durch Robust-Optimierung.
  • Unsicherheit besteht in Hinblick auf die Auswirkung der analytischen Vereinfachungen auf das tatsächliche Verhalten der optimierten Lösung:
    1. Wie groß sind Federsteife, Resonanzfrequenz und zulässige Kraft bei einer realen Biegefeder?
    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 können, 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.

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)

Einzusendende Ergebnisse:

Teilnehmer der Lehrveranstaltung "CAD-Konstruktion" schicken die Ergebnisse innerhalb von 14 Tagen (10 Uhr!) an a.kamusellaChar-ed.giftu-dresden.de:

  1. Die Studien sind mit den aktuellen Einstellungen und einer anschaulichen Ergebnis-Darstellung zu konfigurieren.
  2. Die in Fusion 360 erstellte Konstruktion ist zu archivieren mittels Datei > Exportieren > (Typ=*.f3d auf dem eigenen Computer).
  3. Die erzeugte Fusion-Archivdatei Feder_xxvnn.f3d (xx..Teilnehmer / nn..Version) ist zu verpacken (z.B. als ZIP-Datei) und als Mail-Anhang zu senden.
  4. Die in der Übungsanleitung gestellten Fragen sind als Text der Email unter Angabe aller erforderlichen Werte zu beantworten.