Software: CAD - Tutorial - Optimierung - Feder-Toleranzen

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Toleranzen der Biegefeder

Die Dimensionierung der Biegefeder mit Einbeziehung der numerischen Optimierung berücksichtigte bisher nur idealisierte, "exakte" Nennwerte für die Abmessungen und Materialeigenschaften:

• Natürlich ist es praktisch unmöglich, diese "exakten" Nennwerte für das Bauteil "Biegefeder" zu realisieren.
• Betrachtet man die tatsächlich auftretenden Werte an einer Menge konkreter Biegefedern, so bewegen sich diese Werte in gewissen Streubereichen um ihre Nennwerte:
  1. Toleranz = Breite des Streubereiches (nur Betrachtung der Grenzwerte!)
  2. Streuung = konkrete Verteilungsdichtefunktion (Häufigkeitsverteilung im Toleranzbereich)

In Stand der Technik in CAD-Systemen ist die Berücksichtigung der Toleranzgrenzen für Modell-Parameter ohne die zugehörigen Verteilungsdichtefunktionen innerhalb dieser Grenzen. 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 die zusätzlich definierten Benutzerparameter können nur Nennwerte verwendet werden. Toleranzen z.B. von Material-Eigenschaften können also nicht direkt berücksichtigt 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.

Der Entwurf des Scriptes wird hier bald fortgesetzt!

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