Software: SimX - Nadelantrieb - Probabilistik - Toleranzversuchsstand

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Toleranz-Versuchsstand

Toleranzen in OptiY

Nutzer der Student Edition von OptiY müssen die vom Übungsbetreuer bereitgestellte Datei Toleranz5.opy in das gleiche Verzeichnis kopieren, in dem sich das Simulationsmodell befindet:

• In OptiY öffnet man die Datei Toleranz5.opy.
• Danach speichert man diese datei unter dem Namen Etappe4_xx.opy (xx=Teilnehmer-Nummer).
• Im Workflow des Experiments sind bereits die 5 benötigten Toleranzen definiert.
• Für das Experiment wählen wir als "Optimierungs"-Verfahren die Simulation. Da im Workflow Toleranzgrößen existieren, wird damit jeweils eine Stichprobe simuliert (Probabilistische Simulation = "Toleranz-Simulation").

• Der Wert T der Toleranz beschreibt die Breite des Variationsbereiches um den aktuellen Istwert N: (N-T/2) bis (N+T/2).
• Dabei ist zu beachten, dass der Istwert exakt in der Mitte des Toleranzbereiches liegt. Der Istwert entspricht also dem Toleranzmittenwert.

Relative Toleranz-Breiten

Durch unseren Trick mit dem zusätzlichen Toleranz-Element im Simulationsmodell haben wir die Möglichkeit, im OptiY mit relativen Toleranz zu arbeiten:

• Die Toleranzgrößen sollten die gleichen Bezeichner erhalten, wie im SimulationX-Modell.
• Der Istwert entspricht dem normierten Toleranzmittenwert. Da es sich hier um normierte Größen handelt, gilt immer Istwert=1.
• Die Toleranz entspricht der Breite des Streubereiches. Infolge der Normierung wird diese Breite in 100% in Bezug auf den zugehörigen Toleranzmittenwert 1 angegeben (z.B. Toleranz=0.6 für ±30%). Der Wert ist ohne Einheit [-].
• Fertigungstoleranzen (kF_Tol, RS_Tol und kP_Tol) können im Normalfall als "Normal verteilt" angenommen werden.
• Streuungen von Zustands- und Umgebungsbedingungen (T_Tol und v_Tol) können als "Gleich verteilt" angenommen werden.

Datei:Software SimX - Nadelantrieb - Probabilistische Simulation - nennwert-eigenschaft.gif

Als weiteren "Trick" definieren wir für jede relative Toleranzgröße im OptiY-Workflow den zugehörigen absoluten Toleranzmittenwert als "Nennwert":

• Diese Toleranzmittenwerte werden den gleichnamigen Parametern des Toleranz-Elements im SimulationX-Modell zugeordnet.
• Als Ausnahme existiert für die Papiersteife in diesem Sinne kein absoluter Toleranzmittenwert im OptiY-Workflow, sondern die Kraft-Weg-Kennlinie des Papiers wird im Simulationsmodell direkt über den normierten Toleranzwert beeinflusst.
• Die Nennwerte erhalten Startwert und Einheit aus dem Simulationsmodell.
• Wir wählen als Typ für die Nennwerte "Konstante", da sie sich während der Toleranz-Simulation nicht ändern.

Absolute Toleranz-Größen

Die absoluten Werte der toleranzbehafteten Größen werden in unserem Beispiel im Toleranz-Element des SimulationX-Modells aus den jeweils aktuellen Werten der relativen Toleranzgrößen berechnet:

• z.B. ergibt sich der aktuelle Wert der Federsteife im SimulationX-Modell zu kF:=kF_Tol*kF_Mitte;
• Damit im Versuchsstand von OptiY die statistischen Kennwerte der realen toleranzbehafteten Größen verfügbar sind, werden diese Werte als Ausgangsgrößen in den Workflow eingefügt und den entsprechenden Größen des Toleranz-Elements zugeordnet.
• z.B. wird die Ausgangsgröße _k_Feder der Variablen Toleranz.kF zugeordnet.

Bewertungsgrößen

• Wir nutzen Restriktionsgrößen zur Überprüfung, ob alle Forderungen an den Antrieb eingehalten werden.
• Für die Toleranz-Simulation können wir uns auf die folgenden 5 Restriktionsgrößen beschränken:
  • Praegung
  • tZyklus
  • vMax
  • iMax
  • dT_Draht
• Wir ergänzen im Workflow die erforderlichen Ausgangsgrößen und Restriktionen:

• Unter Berücksichtigung der richtigen physikalischen Einheit tragen wir die Grenzwerte für die Restriktionsgrößen ein.

---> Hier geht es bald weiter!!!

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