Konstruktionshilfsmittel für die parametrische Konstruktion

Beschreibung

Heute ist das Potential von parametrischen Funktionen für die Produktentwicklung weitgehend bekannt, jedoch stellt die Komplexität bei der Handhabung parametrierter 3D-CAD-Modelle noch ein großes Hemmnis für den praktischen Einsatz dar. In dieser Arbeit wurden Methoden zur Beherrschung der Komplexität der parametrischen 3D-Produktmodellierung konzipiert. Eine gezielte, methodische Nutzung von Konstruktionswissen verbessert die Leistungsfähigkeit parametrischer 3D-Produktmodelle. Die entwickelten Methoden wurden in Form eines Softwareprototyps realisiert. In der vorgeschlagenen Methode werden besonders die Strukturierung der parametrischen Informationen und die Visualisierung der Parameterabhängigkeiten betrachtet. Bei der Strukturierung von parametrischen Informationen wurden zuerst Eigenschaften von Parametern sowie Parameterabhängigkeiten analysiert und klassifiziert, um das Nutzungspotential von parametrischen Funktionen zur Repräsentation von „Design-Intent“ in der Produktentwicklung zu erhöhen. Bei der Festlegung von Parameter¬abhängigkeiten werden die explizit zu definierenden Abhängigkeiten und die implizit im CAD-Modell bestehenden Abhängigkeiten berücksichtigt. Implizite Abhängigkeiten entstehen aus geometrischen Zwangsbedingungen, die bei Modelländerungen zu topologischen Fehlern führen können. Daneben wurde die Definition sogenannter komplexer Abhängigkeiten mittels der FE-Analyse unterstützt. Dies ermöglicht bei der Änderung von Produktgeometrien oder Produktanforderungen die automatische Prüfung, ob die Produktanforderungen hinsichtlich der strukturmechanischen Produkteigenschaften erfüllt werden. Für die Visualisierung von Parameterabhängigkeiten wurden Methoden zur grafischen Darstellung des komplexen Abhängigkeitsgeflechts, zum verbesserten Verständnis des verwendeten Konstruktionswissens in Parameterabhängigkeiten und zur grafischen Änderungsanalyse eines Parametersatzes vor tatsächlichen Modelländerungen im CAx-System dargestellt.Hierbei ist die Visualisierung der Änderungseinflüsse nicht nur in einem 3D-Produktmodell bzw. CAx-System, sondern über mehrere CAx-Systeme, die in der heutigen globalen Produktentwicklung an unterschiedlichen Arbeitsplätzen eingesetzt werden, möglich geworden.
Heute ist das Potential von parametrischen Funktionen für die Produktentwicklung weitgehend bekannt, jedoch stellt die Komplexität bei der Handhabung parametrierter 3D-CAD-Modelle noch ein großes Hemmnis für den praktischen Einsatz dar. In dieser Arbeit wurden Methoden zur Beherrschung der Komplexität der parametrischen 3D-Produktmodellierung konzipiert. Eine gezielte, methodische Nutzung von Konstruktionswissen verbessert die Leistungsfähigkeit parametrischer 3D-Produktmodelle. Die entwickelten Methoden wurden in Form eines Softwareprototyps realisiert. In der vorgeschlagenen Methode werden besonders die Strukturierung der parametrischen Informationen und die Visualisierung der Parameterabhängigkeiten betrachtet. Bei der Strukturierung von parametrischen Informationen wurden zuerst Eigenschaften von Parametern sowie Parameterabhängigkeiten analysiert und klassifiziert, um das Nutzungspotential von parametrischen Funktionen zur Repräsentation von „Design-Intent“ in der Produktentwicklung zu erhöhen. Bei der Festlegung von Parameter¬abhängigkeiten werden die explizit zu definierenden Abhängigkeiten und die implizit im CAD-Modell bestehenden Abhängigkeiten berücksichtigt. Implizite Abhängigkeiten entstehen aus geometrischen Zwangsbedingungen, die bei Modelländerungen zu topologischen Fehlern führen können. Daneben wurde die Definition sogenannter komplexer Abhängigkeiten mittels der FE-Analyse unterstützt. Dies ermöglicht bei der Änderung von Produktgeometrien oder Produktanforderungen die automatische Prüfung, ob die Produktanforderungen hinsichtlich der strukturmechanischen Produkteigenschaften erfüllt werden. Für die Visualisierung von Parameterabhängigkeiten wurden Methoden zur grafischen Darstellung des komplexen Abhängigkeitsgeflechts, zum verbesserten Verständnis des verwendeten Konstruktionswissens in Parameterabhängigkeiten und zur grafischen Änderungsanalyse eines Parametersatzes vor tatsächlichen Modelländerungen im CAx-System dargestellt.Hierbei ist die Visualisierung der Änderungseinflüsse nicht nur in einem 3D-Produktmodell bzw. CAx-System, sondern über mehrere CAx-Systeme, die in der heutigen globalen Produktentwicklung an unterschiedlichen Arbeitsplätzen eingesetzt werden, möglich geworden.

Autor*in

Yuko Yamasaki

Themen in »Konstruktionshilfsmittel für die parametrische Konstruktion«

Design-Intent Produktentwicklung CAD-Modell Werkzeugmaschinen Konstruktionshilfsmittel RWTH Aachen CAx-System 3D-Produktmodell FE-Analyse Konstruktion Softwareprototyp WZL 3D-CAD-Modelle parametrische Konstruktion

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