Software: CAD - Tutorial - Optimierung

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5. Übung im CAD-Tutorial
Nennwert- und Toleranzoptimierung (Biegefeder)
Pessimisten sind Optimisten mit mehr Erfahrung.
- Deutsches Sprichwort -

Hinweis:
Zur Einarbeitung in die Simulation von Maß-Toleranzketten wird vorbereitend die individuelle Bearbeitung des Beispiels "Einfache Toleranzkette" empfohlen.

Biegefeder-Aufgabe: Mit einem vorgegebenem Material ist eine optimale Biegefeder mit der Federkonstante Csoll zu dimensionieren, welche bestimmte Forderungen trotz der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen erfüllt:

Abmessungen der einseitig eingespannte Biegefeder mit rechteckigem Querschnitt:
.
  • L = Länge
  • b = Breite des Querschnitts
  • t = Dicke (Thickness) des Querschnitts mit t ≤ b

Anforderungen:

  • Csoll = (140+xx) N (Federkonstante für Teilnehmer-Nr. xx=01..99)
  • CTol = 0,2 (zulässige Toleranzbreite der Federkonstante in 100%) = ±10%
  • FMax = 1 N (max. auftretende Kraft)
  • fResonanz = möglichst groß (Frequenz der Grundschwingung)
  • EModul = entsprechend des gewählten Materials ("Stahl, geschmiedet" aus Bibliothek)
  • σbzul = Biegefließgrenze entsprechend des gewählten Materials

A. Nennwert-Optimierung:

  1. Optimierungs- und Analysetool (OptiY)
  2. Parametrisiertes CAD-Modell
  3. Physikalische und konstruktive Zusammenhänge (Regeln)
  4. Optimierungsworkflow
  5. Globale Suche
  6. Lokale Suche
  7. Zusammenfassung

B. Toleranz-Analyse:

  1. Toleranzberechnungen im CAD-Modell
  2. Toleranzen der Biegefeder
  3. Probabilistische Simulation
  4. Experiment-Konfiguration
  5. Statistische Versuchsplanung - Sampling Methode
  6. Visualisierung und Interpretation

C. Toleranz-Optimierung:

  1. Robust-Design-Optimierung (Einführung)
  2. Experimentkonfiguration
  3. Ergebnisse

Einzusendende Ergebnisse:

  • Teilnehmer der Lehrveranstaltung "CAD-Konstruktion" schicken die Ergebnisse an a.kamusellaChar-ed.giftu-dresden.de:
  • Als Anhang dieser Mail mit (xx=Teilnehmer-Nummer 01...99) sind die vollständig konfigurierten Dateien Feder_xx.ipt und Feder_xx.OPY in einem Archiv-File (z.B. Feder_xx.ZIP) zu senden (die Bauteil-Datei soll die ermittelten optimalen Maße und zugehörigen Toleranzen enthalten!).
  • Einsendeschluss ist die Nacht vor dem Termin des nächsten Übungskomplexes. Die Nacht endet morgens um 10:00 Uhr.