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E-Book

Autodesk Inventor 2017 - Dynamische Simulation

Viele praktische Übungen am Konstruktionsobjekt Radlader

AutorChristian Schlieder
VerlagBooks on Demand
Erscheinungsjahr2017
Seitenanzahl244 Seiten
ISBN9783741244711
FormatePUB
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis21,99 EUR
Autodesk® Inventor® 2017 bietet für Baugruppen den speziellen Bereich der dynamischen Simulation. Baugruppen können hier um weitere Umgebungsvariablen (wie z. B. Dämpfung, Steifigkeit, Reibungskoeffizient) ergänzt und mit zusätzlichen externen Kräften oder Drehmomenten beaufschlagt werden, was eine Analyse der Baugruppe unter realistischen Bedingungen ermöglicht. Die Berechnungsergebnisse können in den Bereich der Finiten-Elemente-Methode (FEM) exportiert und dort einer statischen Analyse oder einer Modalanalyse unterzogen werden. Die folgenden Befehle der dynamischen Simulation werden behandelt: -Gelenke einfügen -Abhängigkeiten ableiten -Status des Mechanismus prüfen -Kräfte erzeugen -Drehmomente erzeugen -Ausgabediagramm darstellen -Dynamische Bewegungen -Unbekannte Kraft ermitteln -Spuren darstellen -Filme publizieren -Simulationseinstellungen -Simulationswiedergabe -Exportieren nach FEM

Dipl.-Ing. Christian Schlieder unterrichtet: -Konstruktionsübungen -Technisches Freihandzeichnen -Technisches Zeichnen -CAD (computer-aided design) -CAE (computer-aided engineering) -Inventor® Grundlagen -Inventor® Aufbaukurs -Inventor® Dynamische Simulation -Inventor® Belastungsanalyse ... und ist Autor zahlreicher Bücher über Autodesk® Inventor® und AutoCAD®.

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Leseprobe

7   Die Umgebung der dynamischen Simulation


7.1    Die Baugruppenumgebung und die dynamische Simulation


7.1.1  Freiheitsgrade im Bereich der Baugruppenmodellierung


Eine Komponente in der Inventor® Baugruppenumgebung kann grundsätzlich jede beliebige Position und Ausrichtung einnehmen, da sie dort frei beweglich ist.

Sie verfügt darin über insgesamt sechs Freiheitsgrade und kann sich entlang der drei Achsen (X, Y, Z) linear verschieben (Translation TX, TY, TZ) und außerdem um jede der drei Achsen frei drehen (Rotation RX, RY, RZ).

7.1.2    Freiheitsgrade im Bereich der dynamischen Simulation

Anders ist es im Bereich der dynamischen Simulation: Hier besitzt eine Komponente grundsätzlich keinen Freiheitsgrad, wenn nicht bereits automatisch beim Wechsel in den Simulationsbereich Gelenkverbindungen aus vorhandenen Abhängigkeiten generiert wurden. Gelenkverbindungen im Bereich der dynamischen Simulation entfernen also keine Freiheitsgrade, sondern weisen Bauteilverbindungen Freiheitsgrade zu.

7.1.3    Möglichkeiten in der dynamischen Simulation

Im Bereich der dynamischen Simulation gibt es die folgenden Möglichkeiten:

  • Konvertieren von Abhängigkeiten/ Verbindungen in Gelenkverbindungen
  • Hinzufügen von externen Kräften und Drehmomenten
  • Berechnen unbekannter Kräfte
  • Definieren von Reibung, Dämpfung, Steifigkeit und Elastizität
  • Exportieren der Berechnungsergebnisse zur FEM-Analyse
  • Exportieren der Berechnungsergebnisse nach Microsoft® Excel

7.2    Öffnen der dynamischen Simulation


Um in den Bereich der dynamischen Simulation wechseln zu können, muss das Register Umgebungen aktiviert und der Befehl Dynamische Simulation gestartet werden.

  • Register Umgebungen (1)
  • Dynamische Simulation (2)

7.3   Grundlegender Aufbau des Simulationsbereiches


7.3.1   Das Lernprogramm

Das Programm wird jetzt ein Hinweisfenster öffnen, in dem die Entscheidung zu treffen ist, ob das Lernprogramm gestartet werden soll.

  • Aktivieren: Diese Meldung nicht mehr anzeigen. (1)
  • Ja

Besteht eine Internetverbindung, so sollte sich jetzt der Web-Browser öffnen.

HINWEIS: Wurde die Option deaktiviert, den Start des Lernprogramms automatisch anzubieten, sobald der Bereich der dynamischen Simulation geöffnet wird, wird das oben dargestellte Fenster nicht mehr erzeugt. Das Lernprogramm selbst, kann in der Programmhilfe jederzeit wieder gestartet werden (Taste: F1).

  • Lernprogramme erweitern (2)
  • Lernprogrammarchiv wählen (3)

Im rechten Bereich des Befehlsfensters befindet sich eine Auflistung (4) der verfügbaren Lernprogramme. Per Mausklick gelangen Sie in die jeweiligen Bereiche.

HINWEIS: Das Archiv verweist teilweise auf die Beschreibungen älterer Programmversionen. Es besteht also die Möglichkeit, dass einige der verwendeten Befehle nicht mehr aktuell sind.

  • Der Web-Browser kann wieder geschlossen werden

Wieder in Inventor® angelangt, sollte das Programm jetzt einen Hinweis anzeigen, dass der Mechanismus mit 13 Graden überbestimmt ist. Diese sogenannten Redundanzen entstehen durch Überlagerungen von Gelenkverbindungen, was darauf zurückzuführen ist, dass einem Bauteil einzelne Freiheitsgrade mehrfach zugewiesen wurden.

Da dieser Hinweis zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Rolle spielt, kann die Option diese Meldung nicht mehr anzeigen aktiviert, und das Fenster anschließend mit OK geschlossen werden.

  • Aktivieren: Diese Meldung nicht mehr anzeigen. (5)
  • OK

HINWEIS: In den Simulationseinstellungen kann die Meldung jederzeit reaktiviert werden.

7.3.2    Die Befehlsgruppen

Zuerst sollten die Befehlsgruppen auf Vollständigkeit kontrolliert werden:

  • Rechte Maustaste auf einen beliebigen Bereich in der Multifunktionsleiste (1)
  • Gruppen anzeigen (2)
  • Kontrollieren, ob alle Befehlsgruppen aktiviert wurden (3)

Die folgende tabellarische Übersicht soll die Befehlsgruppen mit den enthaltenen Befehlen darstellen.

Verbindung

  • Einfügen neuer Gelenke
  • Ableiten vorhandener Abhängigkeiten
  • Status des Mechanismus prüfen

Laden

  • Hinzufügen von Kräften
  • Hinzufügen von Drehmomenten

Ergebnisse

  • Starten des Ausgabediagramms
  • Starten der dynamischen Bewegung
  • Unbekannte Kräfte ermitteln
  • Spuren einfügen

Animieren

  • Film publizieren
  • Öffnen von Inventor® Studio

Verwalten

  • Simulationseinstellungen bearbeiten
  • Simulationswiedergabe starten
  • Öffnen des Parametermanagers

Belastungsanalyse

  • Exportieren der Berechnungsergebnisse in den Bereich der FEM-Analyse

Beenden

  • Beenden der dynamischen Simulation

7.3.3    Der Browser

Im Browser der dynamischen Simulation werden alle Gelenkverbindungen der Baugruppe, alle externen Kräfte und Drehmomente und weitere Randbedingungen aufgelistet. Die folgenden Ordner sollten bereits vorhanden sein:

Fixiert (1)

Im Ordner Fixiert werden alle Komponenten aufgelistet, die entweder keinen oder sechs Freiheitsgrade besitzen. Denkbar sind hierbei die folgenden beiden Situationen: Entweder war eine Komponente im Bereich der Baugruppenmodellierung frei beweglich (keine Abhängigkeiten, keine Verbindungen), oder sie besaß dort keine Freiheitsgrade mehr (Komponente fixiert).

Bewegliche Gruppen (2)

Im Ordner Bewegliche Gruppen werden die restlichen Komponenten einer Baugruppe zusammengefasst. Sie besitzen zwischen einem und fünf Freiheitsgrade.

Normverbindungen (3)

Der Ordner Normverbindungen enthält bereits vorhandenen Gelenkverbindungen, deren Bezeichnung aus der Verbindungsart (drehbar, zylindrisch, kugelförmig…) und den betroffenen Komponenten zusammengesetzt wird.

Externe Belastungen (4)

Der Ordner Externe Belastungen beinhaltet alle Kräfte und Drehmomente, die von außen auf das System einwirken.

Weitere Ordner im Browser der dynamischen Simulation können sein:

  • Rollverbindungen
  • Schiebeverbindungen
  • Kontaktverbindungen
  • Kraftverbindungen

Weiterhin können die folgenden Sonderbedingungen auftreten:

  • Gelenke mit internen Kräften, Drehmomenten oder Grenzen
  • Gelenke mit Redundanzen
  • Objekte, die deaktiviert oder unterdrückt wurden
  • Baugruppenabhängigkeiten, die unterdrückt wurden

7.4    Die Simulationseinstellungen


7.4.1    Grundlagen: Simulationseinstellungen

  • Befehlsgruppe Verwalten
  • Simulationseinstellungen (1)

In den Simulationseinstellungen kann definiert werden, ob Abhängigkeiten aus dem Baugruppenbereich beim Öffnen der dynamischen Simulation automatisch in Normgelenke konvertiert werden sollen, ob das Programm beim Starten der dynamischen Simulation auf Redundanzen hinweisen soll und ob mobile Gruppen farblich darzustellen sind.

7.4.2    Abhängigkeiten/ Verbindungen in Gelenkverbindungen konvertieren

Das Programm kann Abhängigkeiten/ Verbindungen aus der Baugruppenmodellierung automatisch in Gelenke konvertieren, sofern diese Option in den Simulationseinstellungen...

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