Ein geometriebasierter Ansatz zur Toleranzanalyse: Beitrag zum robusten Design flexibler Baugruppen
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure aus dem Bereich der Produktentwicklung und Simulation. Sie befasst sich mit einem geometriebasierten Ansatz zur Toleranzanalyse. Dieser stellt die toleranzbedingten Abweichungen der Bauteile schon im 3D-Datensatz als realitätsnahe Abweichungen von der idealen Geometrie dar. Somit wird eine effektive Abschätzung des Toleranzeinflusses auf die Funktion von Baugruppen ermöglicht. / Daneben werden die numerischen Ergebnisse durch Untersuchungen auf einem Prüfstand validiert.
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Schlagworte
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- I–XIV
- 1–6 1 Einleitung 1–6
- 1.1 Hintergrund und Motivation
- 1.2 Ziele und Gliederung dieser Arbeit
- 7–44 2 Grundlagen und Stand der Erkenntnisse 7–44
- 2.1 Robustes Design in der Produktentwicklung
- 2.1.1 Das Grundprinzip des robusten Designs
- 2.1.2 Robust Design Methodologie
- 2.2 Methoden der analytischen Festigkeitsberechnung
- 2.2.1 Praktische Festigkeitsberechnung
- 2.2.2 Festigkeitsberechnung nach Norm DIN 743 Teil 1-4
- 2.2.3 Bauteilauslegung mit der FKM Richtlinie
- 2.3 Stand der geometrischen Produktspezifikation
- 2.3.1 Das GPS-Matrix System nach ISO 14638:2015
- 2.4 Toleranzanalysen
- 2.4.1 Grundlagen für die statistische Tolerierung
- 2.4.2 Arithmetische Toleranzanalyse
- 2.4.3 Statistische Toleranzanalyse
- 2.4.4 Umsetzung in kommerziellen Programmen zur Toleranzanalyse
- 2.4.5 Geometriebasierte Toleranzsimulation
- 2.5 Simulationsgestützte Dimensionierung
- 2.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
- 45–62 3 Bedeutung / Einfluss von Geometrieabweichungen 45–62
- 3.1 Einfluss der Geometrieabweichungen an einem grundlegenden Beispiel
- 3.1.1 Geometrieerstellung und Modellaufbau
- 3.1.2 Auswertung und Erkenntnisse
- 3.2 Beispiel Heckschloss mit Zuziehhilfe
- 3.2.1 Problemstellung Heckschloss mit ZZH
- 3.2.2 Geometrieaufbereitung und Diskretisierung Schlossbaugruppe
- 3.2.3 Modellbildung und Simulation Heckschloss
- 3.2.4 Statistische Betrachtung am Beispiel Heckschloss
- 3.2.5 Ergebnisse Beispiel Heckschloss
- 3.3 Beispiel Viergelenkscharnier Porsche 981
- 3.3.1 Problemstellung Beispiel Viergelenkscharnier Porsche 981
- 3.3.2 Geometrieaufbereitung Viergelenkscharnier Porsche 981
- 3.3.3 Modellbildung und statistische Simulation VGS Porsche 981
- 3.3.4 Ergebnisse Viergelenkscharnier Porsche 981
- 3.4 Schlussfolgerungen
- 63–83 4 Entwicklung einer Methode zur Berücksichtigung von toleranzbedingten Abweichungen 63–83
- 4.1 Workflow der neuenMethode
- 4.2 Bolzen-Gelenkverbindung als Versuchsbaugruppe
- 4.3 Analytische Auslegung des Bolzendurchmessers
- 4.4 Simulieren der Bolzen-Gelenkverbindung mit CAx Software
- 4.4.1 Berechnung mit der Finiten Elemente Methode
- 4.4.2 Toleranzsimulation mit der Software VisVSA®
- 4.5 Umsetzung des Workflows am Beispiel der Bolzen-Gelenkverbindung
- 4.5.1 Erzeugen der nichtidealen Geometriedaten
- 4.5.2 Modellbildung Bolzenbaugruppe
- 4.5.3 Sensitivitätsanalyse Bolzenbaugruppe
- 4.5.4 Simulation und Auswertung ausgewählter Baugruppen
- 4.5.5 Schlussfolgerungen bezüglich der numerischen Simulationen
- 84–103 5 Experimentelle Validierung der numerischen Simulationen 84–103
- 5.1 Prüfstandsaufbau und Versuchsdurchführung
- 5.2 Messkette und Messdatenerfassung
- 5.2.1 Sensorik und Aktorik
- 5.2.2 Regelungstechnik und Messdatenaufnahme
- 5.3 Prüfkonzept und Versuchsdurchführung
- 5.4 Ergebnisse der Versuchsreihen
- 5.5 Abgleich der Versuchsergebnisse mit den numerischen Simulationen
- 104–106 6 Zusammenfassung und Ausblick 104–106
- 107–114 A Technische Zeichnungen der Bolzenverbindung 107–114
- 115–126 B Auswertungen 115–126
- 127–146 Literaturverzeichnis 127–146
