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E-Book

Freiformflächen in der rechnerunterstützten Karosseriekonstruktion und im Industriedesign

Grundlagen und Anwendungen

AutorPeter Bonitz
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl322 Seiten
ISBN9783540794400
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis94,99 EUR

Der Entwicklungsprozess von der Designidee bis zum Werkzeug für die Blechumformung im Karosseriebau verlangt ein solides Verständnis der CAD-Technologien. Deshalb geht der Autor weit über die Beschreibung grundlegender Fähigkeiten zur Bedienung von CAD-Systemen hinaus und vermittelt mathematische Grundlagen sowie deren Einsatz bei der Gestaltung. Das Buch wendet sich an Entwickler von CAD-Anwendungen, an Designer, Konstrukteure und Werkzeugbauer (Automotive, Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt), die frei geformte Oberflächen gestalten.



Professor Bonitz, Jahrgang 1940, promovierte an der TU Dresden mit dem Schwerpunkt 'Mathematische Modellierung von Karosserieflächen'. Danach war er in verschiedenen Betrieben der Automobilindustrie für die Entwicklung und den Aufbau eines rechnerunterstützen Karosseriebau-Systems verantwortlich. Die Erfahrungen aus dieser Zeit kamen ihm bei der anschließenden Tätigkeit in einer Softwarefirma mit der speziellen Ausrichtung auf Freiformflächen zu Gute. Im Jahr 2000 wurde er als Honorarprofessor für das Gebiet 'Rechnerunterstützte Karosseriekonstruktion' an der Westsächsischen Hochschule in Zwickau berufen.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis9
Teil I Von 2D-Zeichnungen zum CA-Design-Modell15
1 Designkontext16
1.1 Einführung16
1.2 Manueller Weg von der Skizze zum Designmodell17
1.3 Perspektive in der Historie – Motivation für Designer23
1.4 Begriffe zur Perspektive in der CAD-Welt36
1.5 CAD-Hilfsmittel Hüllbox39
1.6 Einpassen von Hintergrundbildern42
1.7 Rekonstruktion von Geometrieelementen aus perspektivischen Skizzen42
1.8 Erweiterung der Hüllbox zum Schablonenkorb50
1.9 Aufbau eines Designrohlings aus Hintergrundbildern mittels CAD50
1.10 Zusammenfassung52
Literaturverzeichnis54
2 Geometrische Grundlagen56
2.1 Zentralprojektion56
2.2 Hilfsmittel aus der Projektiven Geometrie61
2.3 Entzerrung mit Hilfe eines CAD-Systems98
2.4 Zusammenfassung102
3 Beispiel eines Rohlingsaufbaus aus Designskizzen104
3.1 Definition von charakteristischen Kurven105
3.2 Erzeugen der mittenübergreifenden Patches106
3.3 Erzeugen der Gürtellinie108
3.4 Aufbau der Seiten.äche109
3.5 Aufbau der Pro.l.äche für die obere Fahrgastzelle110
3.6 Komplettierung des Rohlings ohne Radwülste116
3.7 Aufsetzen einer Radwulst118
3.8 Zusammenfassung123
Teil II CAD-Flächenmodellierungstechniken124
4 Grundlagen und Übersichten zu CAD-Flächenmodellierungstechniken125
4.1 Stellung der Freiform.ächen in der Prozesskette Karosseriebau125
4.2 Mathematische Grundlagen für Designer und Konstrukteure127
4.3 Einführung in die Flächenmodellierung138
4.4 Zusammenfassung145
Literaturverzeichnis146
5 CAD-Werkzeuge und -Methoden zur Ober.ächenmodellierung148
5.1 Klassische Arbeitsweise148
5.2 Verweis auf Referenzhandbuch des CAD-Systems155
5.3 Kniffe und Tricks beim Straken156
5.4 Zusammenfassung159
Literaturverzeichnis161
6 Ablauf der Konstruktion eines Karosseriekörpers162
6.1 Begriffe162
6.2 Beispiel Seiten.ächen164
6.3 Dach-, Front- und Heck-Flächenstrukturen185
6.4 Visualisierung des Gesamtkörpers186
6.5 Zusammenfassung190
Literaturverzeichnis191
7 Glossar192
A Verfahren der Perspektiven Geometrie197
A.1 Verwendete manuelle Verfahren197
A.2 Anwendung der Perspektiven Kollineation in der Architektur198
A.3 Legende zur Perspektiven Kollineation198
B Rechnerprotokolle202
B.1 Anwendung des Doppelverhältnisses zur Augpunktbestimmung202
C Einführung in die Benutzeroberfläche des CAD- Systems203
C.1 Rahmen der Benutzerober.äche203
C.2 Geometriefunktionen203
C.3 Auswahl/Selektion von Geometrieelementen als Inputdaten oder zwecks Modi . kation208
C.4 Servicefunktionen209
C.5 Sonderfunktionen218
C.6 Verabredung einer Kurzschreibweise/Fachsprache als Bedienungshilfe219
D Beispiel 2D3D, CAD-Bedienungshinweise220
D.1 Snapshotprotokolle mit Parametereinstellungen in den Menüs220
E Bézierkurven230
E.1 Bézierpolygon – Eigenschaften, Aussage und Steuerungsmöglichkeit230
E.2 Bernsteinpolynome als Mischungsfunktionen231
E.3 Ableitungen einer Bézierkurve233
F B-Spline-Kurven235
F.1 Zusammenwirken von Kontrollpunkten und B- Spline- Basisfunktionen235
F.2 Numerische Ermittlung mit Hilfe des Algorithmus von „ de Boor237
G Vergleich der Kurventypen Bézier und B-Spline243
H Steuerungs- und Kontrollmöglichkeiten bei Kurven und Flächen im CAD- System245
H.1 Steuerung durch Kurvenkontrollpunkte245
H.2 Übergänge zwischen zwei Kurvensegmenten mit Kontrolle durch Krümmungsbilder246
H.3 Übergänge zwischen zwei Patches mit Kontrolle durch Highlights248
I Tensorprodukt-Flächen im CAD-System252
I.1 Tensorprodukt-Bézier-Patches252
J Konversion von Flächen im CAD-System259
K Komplexübung Conceptional Design260
K.1 Kurven aus Rohdaten260
K.2 Pro.l.äche aus Kurven262
K.3 Tonnen.äche aus Rohdaten265
K.4 Projektion einer Begrenzungskurve auf die Seiten . äche/ Tonne267
K.5 Anschluss der Dach.äche an die Tonnen.äche268
K.6 Facen der Tonnen.äche an den Begrenzungskurven269
K.7 Modellieren der Windschutzscheibe269
K.8 Blend.ächen277
L Kniffe und Tricks, praktiziert im CAD-System278
L.1 Kreisbogensegmente in Hilfsebenen278
L.2 Feinjustieren am Kontroll-Polygon mit Deltawert282
L.3 Feinjustieren am Kontroll-Polygon bzw. am - Punktnetz mittels Tangentenhebel (Wippe)284
L.4 Manuelles Extrahieren von Knickkanten aus Punktwolken bzw. Facettenmodellen286
L.5 Mittensymmetrie aus zwei Scanhälften287
L.6 Erleichterungen durch „ Uni.ed Modelling290
Abbildungsverzeichnis297
Tabellenverzeichnis311
Sachverzeichnis312

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