1.4.1 Importformate Exportformate Inventor für Schüler und Studenten... 5

Transkript

1 Inhalt 1 Einführung Autodesk Inventor Die Grenzen der Simulation Was fehlt Inventor-Schnittstellen Importformate Exportformate Inventor für Schüler und Studenten Inventor kostenlos? Systemvoraussetzungen Hinweise zur Installation Hardware Betriebssysteme Sonstige Anforderungen Voraussetzungen für Anwender Übungsdateien und Videos auf DVD Resümee Digital Prototyping und Produktdesign Virtuelle 3D-Modelle Herstellung von Prototypen, Rapid Prototyping Produktoptimierung Flächen- bzw. Formoptimierung Berechnungen Dynamische Simulation Bauteilanalysen Zebra-Analyse Entwurf, Verjüngungsanalyse... 16

2 VI Inhalt 3.3 Fläche, Gauß-Analyse, Gauß sche Flächenkrümmung Schnitt, Querschnittsanalyse Krümmungsanalyse, Krümmungskammanalyse Technische Mechanik, Festigkeitslehre und Inventor Statik Freiheitsgrade Freiheitsgrade überprüfen Anzeige der Freiheitsgrade Freiheitsgrad-Analyse Gelenke Inventor-Gelenke Reibung Kinematik Dynamik Schwerkraft, Gravitation Masse, Gewichtskraft, Trägheitsmomente Gelenkkräfte und -momente Simulation Export nach FEM Schwingungen, Eigenfrequenz, Resonanz, Modalanalyse Festigkeitslehre und FEM-Ergebnisse Festigkeitshypothesen Spannungen Verformungen Sicherheitsfaktoren, Belastung / Dehnung Kontaktdruck Knicken und Beulen Grenzen der Inventor-Mechanik Die Materialbibliothek Der neue Materialien-Browser Der alte Stil- und Normen-Editor Mit Materialien und Darstellungen arbeiten Übersicht Der Eco Materials Adviser Eine eigene Bibliothek mit neuen Materialien erstellen Eigene Bibliothek und eigene Kategorien erstellen Ein neues Material definieren Migration von Stilen älterer Versionen... 56

3 Inhalt VII 5.7 Problematische Materialien in der FEM Beispiel: Silentblock Material ohne Kennwerte Nicht in der FE-Analyse verwendbare Werkstoffe Polymere Werkstoffe Verbundwerkstoffe Bauteile mit großen Verformungen FEM FEM, allgemein Konvergenz Maximale Anzahl der H-Verfeinerungen Stopp-Bedingung Schwellenwert für H-Verfeinerungen Konvergenz-Plots Beispiel: Konvergenzeinstellungen und Auswirkung Das FEM-Netz Netzeinstellungen Lokale Netzsteuerung Allgemeine Richtlinien für die Netzerstellung Netzgenerierungen und Simulationen mit dünnen Bauteilen Abhängigkeiten, Einspannungen Lasten und Lastangriffsfälle Lastarten Lastangriffsfälle Beispiel einer einfachen vollständigen FE-Analyse Das Bauteil und seine Eigenschaften Funktion des Bauteils Die erste Simulation erstellen Das Bauteil einspannen Trennen von Bauteilflächen Das Bauteil belasten Das Bauteilnetz Simulation ausführen Anpassung der Gestalt (Gestaltfestigkeit) Materialanpassung Hauptspannungen Verformung, Verschiebung Rückstoßkräfte, Lagerkräfte Ergebnisprotokoll Bericht

4 VIII Inhalt 7 Rückstoßkraft und Kraftermittlung über Verformungen Beispiel: Rückstoßkraft ermitteln Verformungskraft ermitteln Fehlerbetrachtung Parametrische FEM-Studien Das parametrische Bauteil Vorbereitung der parametrischen FE-Analyse Die parametrische Tabelle Die parametrische Simulation Parametrische Ergebnisse Das Modell anpassen FEM an dünnen Bauteilen Beispiel: Blechtraverse Simulation als normaler Körper Simulation als dünnwandiges Bauteil Modal- oder Eigenfrequenzanalyse Eine Modalanalyse durchführen Ein zweites Beispiel Stimmgabel 440 Hz entwerfen Die Konstruktion Die Belastungsanalyse Netzverfeinerung Die erste Simulation Frequenzermittlung iterativ Frequenzermittlung mit parametrischer Tabelle FEM an Schweißbaugruppen Erstes Beispiel Die Baugruppe Die Schweißverbindung Die Vorbereitung der Belastungssimulation Kontakte überprüfen Die Simulation

5 Inhalt IX 12.2 Zweites Beispiel Die Schweißkonstruktion Simulation vorbereiten Kontakte kontrollieren Die Simulation Sicherheitsfaktor Punktschweißen Die Punktschweißung im Beispiel Die Simulation vorbereiten Kontakte bearbeiten Die Simulation Einfache Bewegungssimulationen Baugruppen von Hand bewegen Automatische Bewegung in der Baugruppe Bewegung in der Präsentation Eine Präsentation erstellen Die automatische Explosionsmethode Die manuelle Explosion Die Präsentationsanimation von Schrauben Eine neue Präsentation erstellen Komponentenpositionen Die Schraubenbewegung animieren der Film geht ab Bewegung im Inventor Studio Die Inventor Studio-Arbeitsumgebung Beispiel einer Studio-Animation Vorbereitung der Animation Abhängigkeit animieren Die Ablaufsteuerung Animation aufzeichnen Bauteil- bzw. Baugruppenvereinfachung Beispiel: Kurbeltrieb Detailgenauigkeit erstellen Bauteile mit vereinfachtem Bauteil ersetzen Die dynamische Simulationsumgebung Die Arbeitsumgebung Funktionsgruppe Verbindung Funktionsgruppe Laden

6 X Inhalt Funktionsgruppe Ergebnisse Funktionsgruppe Animieren Funktionsgruppe Verwalten Funktionsgruppe Belastungsanalyse Funktionsgruppe Beenden Der Objektbrowser in der dynamischen Simulation Bewegliche Gruppen einfärben Beschreibung der Gelenkarten Normgelenk Abhängigkeiten und Gelenke Vordefinierte Gelenke Gelenkeinfügungsarten Gelenkeinfügung von Hand: die Funktion Gelenk einfügen Gelenk aus Abhängigkeit erzeugen: die Funktion Abhängigkeiten ableiten Automatische Gelenkdefinition Eigenschaften der Normverbindung bearbeiten Registerkarte Allgemein Registerkarte Freiheitsgrad x (R/T) Gelenkkräfte, Steifigkeit und Dämpfung Nichts ist starr alles ist Gummi! Steifigkeit und Dämpfung der Sprungbretteffekt Inventor ist ein Starrkörpersystem Inventor ist elastisch? Steifigkeit Dämpfung Gelenkeigenschaften Anfangsbedingungen bearbeiten Gelenkdrehmoment bzw. Gelenkkraft bearbeiten Festgelegte Bewegung bearbeiten Das Eingabediagramm Die Diagrammfläche Sektor-Optionen Start- und Endpunkt Funktionsdefinitionen speichern und laden Referenzachsen bestimmen Pendelklappe mit Schwerkraft Die Bauteile und die Baugruppe Die dynamische Simulation starten Schwerkraft definieren Die erste Simulation Einen 3D-Kontakt einfügen

7 Inhalt XI 16.6 Die zweite Simulation Ändern der Pufferdämpfung Drehgelenkeigenschaften einstellen Das Ausgabediagramm Die Oberfläche des Ausgabediagramms Diagrammoptionen Variable anzeigen Eine zweite Variable überlagern Nullpunktverschiebung Darstellungs- und Wertegenauigkeit Diagramm und Werte nach Excel exportieren Fliehkraftregler Die Baugruppenabhängigkeiten Baugruppe bewegen Die dynamische Simulation Überbestimmungen Der Objektbrowser Der Antrieb Antriebsmoment Dämpfung Reibung Die Vertikalbewegung der unteren Gleitbuchse Die Rotation Andere Gelenke mit Reibwerten versehen Die Simulation Das Ausgabediagramm Rotationsgeschwindigkeit interpretieren Schwingungen untersuchen Feder einfügen Simulation mit eingebauter Feder Kurven im Ausgabediagramm bearbeiten Export nach FEM und FE-Analyse von Bauteilen Die Vorbereitung Zeitschritt auswählen Bauteile zur FE-Analyse auswählen Überbestimmte Bauteile heilen In die Belastungsanalyse wechseln Die Belastungsanalysen Fazit

8 XII Inhalt 19 Spielerei mit einem Ball Die Bauteile und die Konstruktion Die Simulationsumgebung Feder einfügen Schwerkraft definieren Der Ball benötigt Gelenke Der Objektbrowser Die Simulation Starres Abprallen Kurbelschwinge Die Funktion Die Bauteile Die Abhängigkeiten Nach Abhängigkeit bewegen Vorbereitung der Simulation Nichts geht mehr Geht doch! Der Antrieb Die erste Simulation Schiebegelenk einfügen Die zweite Simulation Schwerkraft und Reibung Schwerkraft Reibungswerte und Kraftübertragung Beidseitige Kraftübertragung an der Schwinge Gelenkreibungen der Drehgelenke Startposition Die dritte Simulation und das Ausgabediagramm Das Ausgabediagramm Externe Kraft einfügen Die vierte Simulation und das Ausgabediagramm Spur aufzeichnen Schiebevorrichtung Die Bauteile Die Funktion Gelenke einfügen Zylindrisches Schiebegelenk

9 Inhalt XIII Punkt-Ebene-Gelenk Druckfeder Die erste Simulation Status des Mechanismus Redundante Abhängigkeiten Redundanz hinzufügen Redundanz untersuchen Gelenkdrehmoment aktivieren Die zweite Simulation Externe Belastung Externe Kraft definieren Antriebsmoment anpassen Die dritte Simulation Das Ausgabediagramm Export nach FEM Die FE-Analyse der Schwinge Kurbelschwinge, die Dritte Die Bauteile Die Baugruppe Die Simulationsumgebung Gelenke einfügen Räumliches Gelenk D-Kontakte Reibung definieren Die Simulation Hubkolben-Triebwerk Die Baugruppe Die Simulationsumgebung Untersuchung der Redundanz Status des Mechanismus Schwerkraft definieren Gelenke überprüfen und bearbeiten Die erste Simulation Zweites Beispiel: Antrieb durch den Kolben Externe Kraft wirken lassen Externe Kraft definieren Kraft im Eingabediagramm definieren Die zweite Simulation Das Ausgabediagramm

10 XIV Inhalt 23.7 Beispiel: Verbrennungsmotor Lastmoment hinzufügen Zyklischen Antrieb hinzufügen Die Simulation Variante mit Feder Festgelegte Bewegung aktivieren Feder einfügen Die Simulation Das Ausgabediagramm Export nach FEM Die FE-Analyse der Kurbelwelle Die FE-Analyse des Kolbens Index