Creo 1.0 und der CAE- und FEA-Workflow

PTC geht davon aus, dass inkompatible Modellierungssysteme die Ursache der meisten CAD-Probleme sind. Creo hingegen funktioniert mit allen Systemen, sodass die Anwender nahtlos zwischen parametrischer und direkter Modellierung, 2D-Konstruktion usw. wechseln können. Das kommt allen zugute. In einem meiner letzten Artikel habe ich beispielsweise beschrieben, wie eine Organisation, die normalerweise die parametrische Modellierung nutzt, mithilfe der direkten Modellierung Konstruktionsänderungen in letzter Minute effektiver handhaben könnte. Ein weiteres Beispiel ist der CAE– und FEA-Workflow.

Der Workflow

In der Regel gehen Hersteller zum Vorbereiten, Validieren und Optimieren einer Konstruktion nach den folgenden Schritten vor:

  1. Importieren der Komponenten aus mehreren Quellen in einen digitalen Prototyp; so werden Daten aus mehreren Tools, von mehreren Standorten und in verschiedenen Formaten in einem einzigen digitalen Master-Prototyp nutzbar
  2. Bereinigen der Daten aus Systemen, die keine wasserdichten Volumenkörper erzeugen, um ein präzises Mastermodell und zuverlässige Testergebnisse zu erhalten
  3. Entfernen von Features und Vereinfachen der Modelle für die Analyse
  4. Analysieren und Optimieren des digitalen Prototyps im Hinblick auf Durchdringungen, Konflikte, Strukturanalyse usw.
  5. Erfassen von Problemen und Übertragen des überarbeiteten Modells zurück an die verschiedenen Quellen

Bei der parametrischen Konstruktion sind diese Schritte sehr kompliziert. CAE-Experten sind von der Komplexität der Konstruktionssoftware oft überfordert und benötigen bei der Vorbereitung und Optimierung von Modellen aus mehreren Quellen die Unterstützung von 3D-CAD-Experten.

Auswirkungen der direkten Modellierung auf den Workflow

Mit der direkten Modellierungs-App von Creo lassen sich viele dieser Schritte vereinfachen.

Importieren: Creo bietet einzigartige Importfunktionen unabhängig von Quelle und Format, was den bidirektionalen Austausch von Modellen aus mehreren Quellen und Tools erleichtert und beschleunigt. CAE- und FEA-Experten müssen sich keine Gedanken über Probleme mit der Dateninteroperabilität machen. Nach dem Import von Daten aus externen Quellen können diese genauso einfach optimiert werden wie native Daten.

Bereinigen. Die direkte Modellierung erkennt automatisch die wichtigsten Attribute der importierten Daten, was die Arbeit erleichtert. Baugruppen und Baugruppenstrukturen, gemeinsam verwendete Teile, Flächen, Verrundungen und Dutzende anderer Features werden intelligent erkannt. Die direkte Modellierungssoftware kann oft auch die Bearbeitungseignung der importierten Modelle abschätzen. Die meisten 3D-CAD-Systeme erzeugen zwar wasserdichte Volumenkörper, in einigen Fällen werden aber nur Flächen, Flächensätze oder Flächenteile in das System geladen. Außerdem kann es auch dem besten Konstrukteur passieren, dass ein Volumenmodell nicht bearbeitbar ist. Bei der direkten Modellierung lassen sich Nicht-Volumenkörper im Handumdrehen aufspüren, Flächen bereinigen und Volumenkörper erzeugen, sodass der Entwurf als Grundlage eines präzisen und zuverlässigen digitalen Prototyps geeignet ist.

Entfernen von Features. Der digitale Prototyp wird vor der Analyse oft vereinfacht, seine Features werden entfernt. Mit der direkten Modellierung kann jeder im Team Verrundungen, kleine Löcher, Flächen, Features und andere nicht benötigte Geometriebestandteile entfernen. Es ist sogar möglich, Geometrieteile, die für die Simulation nicht relevant sind, einfach abzutrennen oder Modelle symmetrisch zu teilen. Anschließend können das Vereinfachen und das Entfernen von Features mit Creo automatisiert werden. Das spart Zeit und wiederholte Arbeitsschritte während des Analysezyklus. Konstruktionen können auf diese Weise ohne Mehraufwand beliebig oft aktualisiert und validiert werden.

Analysieren. Wenn der präzise digitale Prototyp fertig ist, haben CAE- und FEA-Experten die Wahl zwischen einem breiten Spektrum von Lastfällen:

  • Kollisions- und Durchdringungsanalyse des kompletten digitalen Prototyps. Die Überprüfung auf Kollisionen und Durchdringungen hilft bei der Identifizierung von Teilen, die im Kontext des digitalen Mastermodells Konflikte verursachen.
  • Simulation beweglicher Mechanismen; Bewegungssimulation, einschließlich Montage-, Demontage- und Mechanismuslastfällen für den digitalen Prototyp
  • Standardanalyse einschließlich linear statischer, Verformungs- und stationärer Wärmeanalyse
  • Erweiterte Analyse einschließlich nichtlinearer Verformungs-, transienter Wärme-, Schwingungs- und Fehleranalyse

Optimieren. Bei der direkten Modellierung kann die Modellgeometrie direkt geändert werden, um sie anhand der Ergebnisse zu optimieren; die überarbeiteten Modelle können als Referenzmodelle an das Konstruktionsteam weitergegeben werden. Sobald der Lastfall definiert wurde, kann er jederzeit auf das überarbeitete Modell angewendet werden, um die Funktion nach der Optimierung noch einmal zu überprüfen.

CAE und FEA sind nur ein Beispiel für die Prozesse, die durch den problemlosen Wechsel zwischen parametrischer und direkter Modellierung erleichtert werden.

In den kommenden Wochen werde ich noch über einige andere berichten.

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