Für die Simulation sind parametrische und direkte Modellierung erforderlich

Simulation software

In den letzten Jahren wurde viel über die Bedeutung der direkten Modellierung für die Simulation diskutiert. Dabei wurde vielfach übersehen, dass die parametrische Modellierung genauso wichtig ist. In diesem Beitrag wollen wir untersuchen, warum für Simulationsaufgaben beide Modellierungsmethoden erforderlich sind.

Direkte Modeling zur Vorbereitung und für Iterationen
Ein mühsamer Schritt im Simulationsprozess war bislang das Abstrahieren und Vereinfachen der Detailkonstruktionsmodelle. Dabei werden geometrische Einzelheiten entfernt oder ersetzt, die Schwierigkeiten beim Erzeugen des Netzes verursachen könnten. Auch andere Aspekte des Modells, die für die geplante Simulation nicht relevant sind, werden entfernt.

Der Grund für diese Schwierigkeit liegt im Wesen der parametrischen Modellierung. Ein Feature-Verlauf voller Abhängigkeiten ist äußerst anfällig für Fehler. Wird nur ein Teil der Geometrie entfernt, kann dies einen Welleneffekt von Feature-Versagen im übrigen Modell nach sich ziehen. Analytiker haben nur selten die Fähigkeiten, das Wissen und die Zeit, sich mit solchen Problemen auseinanderzusetzen.

Genau hier bedeutet die direkte Modellierung eine enorme Erleichterung. Viele CAD-Applikationen mit entsprechenden Fähigkeiten ignorieren die Abhängigkeiten unter den Features. Die Benutzer können die Geometrie mit einfachen Werkzeugen direkt bearbeiten, wodurch Feature-Versagen, wie es bei parametrischen Modellierungsmethoden häufig auftritt, vermieden wird.

Darüber hinaus müssen Analytiker häufig Vorschläge in Form von geometrischen Änderungen unterbreiten. Dabei geht es um Dinge wie das Verbreitern einer Rippe oder das Erhöhen eines Radius. Auch hier erlauben direkte Modellierungsmethoden Analytikern diese Änderungen, ohne eine Kaskade von Fehlern befürchten zu müssen.

Parametrische Modellierung für Designstudien
Während die direkte Modellierung vor allem für die Vorbereitung von Simulationsmodellen nützlich ist, erfüllt die parametrische Modellierung einen wichtigen Zweck im eigentlichen Simulationsprozess. Neben der Durchführung von einmaligen Simulationen zur Prognose des Produktverhaltens müssen Analytiker und Ingenieure auch den kompletten Konstruktionsraum verstehen. Einblicke in die Umsetzung von Konstruktionszielen wie Gewicht, Steifigkeit und Kosten in Form von spezifischen Konstruktionsmerkmalen und -eigenschaften wie Form, Größe und Material sind unbezahlbar.

Dies ist eines der Einsatzfelder der parametrischen Modellierung. Ingenieure und Konstrukteure können ihre Konstruktionsabsicht in ein 3D-Modell einbetten. Darüber hinaus ermöglicht sie die Konstruktionsautomatisierung. Das bedeutet, dass jemand durch eine manuelle oder automatische Änderung aus einem Entwurf etwas vollkommen anderes machen kann. Diese Funktionen ermöglichen die Änderungen am 3D-Modell, die für Sensitivitäts-, Optimierungs- und Designstudien notwendig sind, welche das Verhalten oder die Kosten eines Produkts oder einer Komponente erheblich verbessern können.

Allerdings kann man nicht einfach eine mithilfe der parametrischen Modellierung erstellte Detailkonstruktion nehmen und an einen Analytiker weitergeben. Diese Modelle sind nämlich häufig nicht solide genug modelliert, um die vielfältigen Änderungen, die notwendig sind, zu unterstützen. Daher erstellen einige Unternehmen parametrische Modelle speziell zum Zweck der Simulation. Sie erzeugen sie mit großer Sorgfalt speziell für die Simulation und Abstraktion und achten auf eine besonders hohe Robustheit und Flexibilität. In der Konzeptentwicklungsphase, noch bevor überhaupt Detailkonstruktionen existieren, funktioniert dies sehr gut.
Und die Wirkung kann verblüffend sein. Beim Übergang zur Detailkonstruktion verfügen die Konstrukteure und Ingenieure dann über einen grob skizzierten Entwurf, der sich bereits im Test bewährt hat.

Zusammenfassung und Fragen
Alles in allem finde ich, dass diese Technologien einen überraschenden Kurs nehmen. Der Punkt, auf den ich hinaus will, ist natürlich, dass sowohl die direkte als auch die parametrische Modellierung wichtige Voraussetzungen für die Simulation sind. Doch wer hätte gedacht, dass die direkte Modellierung unverzichtbar für die Analyse der Detailkonstruktion ist? Und wer hätte geahnt, dass die parametrische Modellierung unbedingt für Designstudien während der Konzeptentwicklung notwendig ist? Ganz ehrlich: Ich nicht.

Das waren also meine Gedanken zu diesem Thema. Was meinen Sie dazu? Sind Sie ebenfalls der Meinung, dass die parametrische Modellierung an Bedeutung für die Konzeptsimulation gewinnt? Glauben Sie, dass die direkte Modellierung eine wichtige Grundvoraussetzung für die Detailkonstruktionsanalyse ist? Damit sind wir am Ende unseres Artikels. Teilen Sie uns bitte Ihre Meinung mit!

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Bis bald. Vielen Dank an alle Leser!

Anm. d. Red.: Informationen zu den Simulationsprodukten finden Sie auf der Seite zu PTC Creo Simulate. Auf der Seite zur PTC Creo Advanced Simulation Extension können Sie sich ebenfalls weiter informieren. Sie möchten noch mehr? Melden Sie sich jetzt für 25-minütige Live-Produktdemonstrationen mit PTC Simulationsexperten an.
Die Veröffentlichung dieses Blogbeitrags durch PTC erfolgt in Lizenz. Die Konzepte, Ideen und Meinungen dieses Beitrags wurden von dem Branchenanalysten Chad Jackson von Lifecycle Insights unabhängig ausgearbeitet.

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