Parametrische Integration von Produktmodellen für die Entwicklung mechatronischer Produkte:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2001
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| Schriftenreihe: | Forschungsberichte aus dem Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion
9 |
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| Beschreibung: | Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2001 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1 1 Ausgangssituation und Problemstellung 2
1 2 Zielsetzung und Aufbau 4
2 Entwicklung mechatronischer Produktmodelle 9
2 1 Parametrische 3D-CAD-Modelle als mechatronische Gestaltmodelle 10
211 Eigenschaften parametrischer 3D-CAD-Modelle 11
212 Vorgehensweisen bei der 3D-CAD-Modellierung 12
213 Struktur von parametrischen 3D-CAD-Modellen 16
214 Grundlagen der Anwendung der Constraint-Theorie in der
3D-CAD-Modellierung 17
215 Austausch von parametrischen Geometriedaten 19
216 Parametrik-Funktionalitäten in 3D-CAD-Systemen 25
2 2 Berechnungs- und Simulationsmodelle mechatronischer Domänen 27
221 Modelle und Softwaresysteme für die Mehrkörpersimulation 27
2211 Struktur von Modellen für Mehrkörpersysteme 28
2212 Datenmodelle für Mehrkörpersysteme 30
2213 Formalismen zur Erzeugung der Bewegungsglei
chungen von Mehrkörpersystemen 33
2214 Numerische Lösungsverfahren für die Bewegungs
gleichungen von Mehrkörpersystemen 41
2215 Softwaresysteme für die Mehrkörpersimulation 45
2216 Spezielle Aufgabenstellungen 49
2217 Zusammenhang mit der parametrischen Integration 51
222 Modelle und Softwaresysteme für die Simulation hydrauli
scher Systeme 52
2221 Struktur von Modellen hydraulischer Systeme 52
2222 Softwaresysteme für die Modellierung und Simu
lation hydraulischer Systeme 54
223 Modelle und Softwaresysteme für die Simulation elektri
scher Schaltungen 55
2231 Modellierung elektrischer Schaltungen 56
i
11 Inhaltsverzeichnis
2232 Softwaresysteme für die Modellierung und Simu
lation elektrischer Schaltungen 58
224 Regelungstechnische Modelle und Softwaresysteme 60
2241 Rechnerunterstützter Reglerentwurf 60
2242 Softwaresysteme für den Reglerentwurf 64
2 3 Domänenübergreifende Modellbildung und Simulation 64
231 Verallgemeinerte Signalflusspläne 66
232 Bond-Graphen 68
233 Objektorientierte Simulationssprachen 70
2 4 Methodische Vorgehensweisen in der mechatronischen Modellent
wicklung 73
241 Domänenspezifische mechatronische Modellentwicklung 75
242 Direkte mechatronische Modellentwicklung 77
243 Modellentwicklung mit multifunktionalen Berechnungs- und
Simulationssystemen 79
2 5 Mögliche Strategien für die Integration mechatronischer Modelle 81
251 Ansätze für eine Kopplung von Softwaresystemen 81
252 Strategien für eine Modellintegration 83
2521 Integration in ein domänenspezifisches Modell 84
2522 Integration in ein neutrales Repository 85
2523 Integration durch einen Prozessketten-Ansatz 87
2524 Integration durch parametrische Abhängigkeiten 88
253 Zusammenfassung und Diskussion 89
3 Parametrische Integration von Produktmodellen 91
3 1 Theoretische Grundlagen 91
311 Interdisziplinäre Gesamtmodelle als Ziel der parametrischen
Integration 92
312 Parametrische Produktmodelle als Basis der parametrischen
Integration 98
313 Parametrische Integrationsmodelle als Kern der parametri
schen Integration 102
314 Graphentheoretische Sichtweise 103
3 2 Interdisziplinäre Constraints 109
321 Erzeugung neuer Parameter 109
322 Formale Spezifikation und Klassifikation 111
3221 Constraint Gleichheit 111
3222 Constraint Gleichheit bis auf Einheit 113
3223 Constraint Approximative Gleichheit 113
3224 Constraint Intervalleinschränkung 114
3225 Constraint Gewichtete Summe 115
3226 Constraint Lineare Abbildung 116
3227 Constraint Nichtlineare Abbildung 117
Inhaltsverzeichnis
3228 Constraint OPTIMIERUNG 119
3229 Constraint Ungleichheit 120
322 10 Constraint Kleiner-oder-gleich 120
322 11 Constraint Komposition 120
3 3 Zusammenfassung der parametrischen Integration 122
4 Ein objektorientiertes Informationsmodell und Softwaresystem
für die parametrische Integration 125
4 1 Methoden der objektorientierten Softwareentwicklung 125
4 2 Objektorientierte Systemanalyse 130
421 Akteure im Softwaresystem 130
422 Primärer Anwendungsfall 130
423 Sekundäre Anwendungsfälle 132
4 3 Architektur und Komponenten des Softwaresystems 133
431 Model-View-Controller Paradigma 134
432 Schnittstellen zu externen Softwaresystemen 135
4 4 Objektorientierter Entwurf des Informationsmodells 136
441 Die Hauptklasse und ihre Pakete 136
442 Klassen des Kerns des Informationsmodells 138
443 Klassen der Dokumentenverwaltung 143
4 5 Entwurf einer grafischen Benutzungsoberfläche 144
4 6 Eine Infrastruktur für die verteilte virtuelle Produktentwicklung 146
461 Nutzung eines Sicherheits- und Verzeichnisdienstes 147
462 Nutzung eines Dienstes zur verteilten Datenverwaltung 150
463 Zusammenhang mit PDM-Systemen 152
5 Anwendung des Softwaresystems an ausgewählten Beispielen 155
5 1 CAD-orientierte Anwendungsbeispiele 157
511 Parametrische Abbildung zwischen CAD-Modellen 157
512 Parametrische Optimierung eines CAD-Modells 159
5 2 Beispiele von Modellen mechatronischer Systeme 162
521 Anwendungsbeispiel inverses Pendel 162
522 Anwendungsbeispiel Kompensationswaage 166
523 Anwendungsbeispiel Bohrmaschine 170
5 3 Ein interdisziplinäres Gesamtmodell für ein Radmodul 173
531 Konzeption des Spezialfahrzeugs 173
532 Entwurf von CAD- und Simulationsmodellen 175
5321 Parametrisches 3D-CAD-Modell des Radmoduls 176
5322 Mechatronische Simulationsmodelle des Radmoduls 179
533 Integration in ein interdisziplinäres Gesamtmodell 186
5331 Struktur- und Parametrikanalyse der Modelle 186
5332 Spezifikation parametrischer Integrationsmodelle 187
5333 Szenario für die virtuelle Produktentwicklung 190
iii
6 Diskussion und Ausblick 193
7 Zusammenfassung 197
Anhang 201
A Numerische Grundlagen 201
A l Newton-Verfahren 201
A 2 Numerische Integrationsverfahren 202
B UML-Diagramme des Softwaresystems 205
B l Anwendungsfalldiagramme 206
B 2 Komponentendiagramme 210
B 3 Klassen- und Objektdiagramme 212
B 4 Kooperationsdiagramme 220
C Dokumentation der dynamischen Gleichungen des Radmoduls 223
C l MKS-Submodell des Radmoduls 223
C 2 Hydraulisches Submodell für die aktive Federung des Radmoduls 225
iv Inhaltsverzeichnis
Literaturverzeichnis 227
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