A.O.A.-Design

Konstruktion

Virtuelle Produktentwicklung  

Die virtuelle Produktentwicklung ist die Entwicklung von Produkten mit Hilfe von verschiedenen EDV-Anwendungen. Beginnend mit einer Skizze,über Virtuelle Berechnungssoftwaren bis zu Ausgabe von komplexen Topologien an3D Printers um die Haptik und Ergonomie zu begutachten.

Grundlage des obengenannten Prozesses ist ein 3D Modell dasvon einer 2D Skizze abgeleitet wird. Das 3D Modell hat für bestimmte Anwendungen bestimmte Eigenschaften wie Material und technologische Eigenschaften. Diese Eigenschaften werden meist in CAD Systems oder in FEM-Programmen,wie etwa in CAE (Computer Aided Engineering) bestimmt, um eine lineare oder nichtlineare Berechnung durchführen zu können.

 


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3D CAD Systeme  

3D Systeme

Um virtuelle Entwicklungen durchzuführen, bedarf es wie bereits oben beschrieben ein 3D Modell. Diese werden zum großen Teil mit einem parametrischen 3D CAD System erstellt. Parametrisch bedeutet  in diesem Fall dass der Parameter die Geometrie steuert und assoziativ das Gegenteil bewirkt. Um ein bestimmtes CAD Systeme verwenden zu können, hängt meist von den Anwendungsbranche und ihrem Einsatzweck ab.Sehr oft wird auch das CAD System von dem Kunden selbst vorgegeben, für den man zukünftig tätig sein möchte.

Allgemein spielen Systeme wie CATIA V5, Siemens NX, SolidWorks sowie Creo (ehemals ProE) in der ersten Liga. Die Meinungen vieler hierzu gehen weit auseinander und das zu recht, da jedes System bekannterweise Vor- und Nachteile mit sich bringt. Bekannte CAD Systeme sind:

Dassault System CATIA V5

Siemens NX (ehemals Unigraphics)

Creo Elements (ehemals ProE)

Autocad 20XX/Inventor

Solidworks

SolidEdge

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FEM Berechnungen 

Die Berechnung ist ein Hauptgebiet der virtuellen Produktentwicklung. Hier sollteman einige Mathematische Kenntnisse für die FEM Berechnungen mitbringen. Neben der technischen Mechanik sollte man auch Kenntnisse der Matrixberechnungen mitbringen.

Die FEM Berechnung selbst basiert auf das Aufbrechen von großen Elementen in kleinen Elementen, den  Finiten Elementen um die Knotenverschiebungen zu berechnen und diese in einer Steifigkeitsmatrix aufzustellen. In den Programmen geschieht dies dadurch wenn man ein Netz über die Geometrie legt und die Kraftvektoren und Randbedingungen inklusive Materialeigenschaften festlegt.

Anschließend wird der Berechnungsvorgang ausgeführt und man erhält das Ergebnis, in einer art Thernodarstellung, um die die kritischen stellen besser sehen zu können.

Bekannte Anwendungen sind:

Ansys

Abaqus

hyperworks

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