Rechnergestützte strukturmechanische Untersuchung und Simulation dynamischer Systeme

Master's Thesis , 2020 , 54 Pages , Grade: 1,1

Engineering - Industrial Engineering and Management

Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Identifikation und Analyse, ob und inwieweit die in der Masterveranstaltung CAE-Methoden behandelten Problemstellungen mit einer aktuell auf dem Markt vorhandenen und vor allem kostenfreien CAx-Software behandelt werden können. Der Fokus der Analyse liegt hierbei auf der Durchführung statischer Finite Elemente Analysen sowie auf der dynamischen Mehrkörpersimulation.

Zunächst werden die theoretischen Grundlagen erörtert. Es werden die elementaren Begriffe der rechnergestützten Konstruktion und Ingenieurtätigkeit (eng.: Computer Aided Construction und Computer Aided Engineering) definiert und voneinander abgegrenzt. Anschließend werden die grundlegende Vorgehensweise bei einer Finite Elemente Analyse sowie ihre Aussagesicherheit erörtert. Daran schließt sich die Erläuterung der dynamischen Mehrkörpersimulation an. Abschließend erfolgt ein grundlegender Vergleich zwischen der Finiten Elemente Analyse und der dynamischen Mehrkörpersimulation.

Auf Basis der in der Einleitung definierten Zielsetzung dieser Arbeit wird eine Marktanalyse zur Identifikation und Auswahl einer geeigneten Software durchgeführt. Anschließend erfolgt eine Analyse der aus der Marktanalyse abgeleiteten Software hinsichtlich ihrer Eignung zur Nutzung in der CAE-Methoden Veranstaltung. Dabei wird in zwei Teilen eine bewertende Evaluation auf Grundlage von Beispielaufgaben durchgeführt. Aus diesen werden funktionsspezifische Kriterien abgeleitet, die als Bewertungsbasis für die Finite Elemente Analyse sowie die Mehrkörpersimulation dienen. Zusätzlich erfolgt eine gesamtheitliche Evaluation der Software auf Grundlage allgemeiner softwareergonomischer Bewertungskriterien.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung
1.1 ZielderArbeit
1.2 Vorgehen und Aufbau derArbeit

2 StandderTechnik
2.1 Begriffsdefinitionen und -abgrenzungen
2.1.1 Computer-Aided Design
2.1.2 Computer-Aided Engineering
2.1.3 Finite Elemente Methode
2.1.4 Mehrkörpersystem und Mehrkörpersimulation
2.2 Finite Elemente Analyse
2.2.1 Vorgehensweise bei der Finite Elemente Analyse
2.2.2 Aussagesicherheit der Finite Elemente Analyse
2.3 Mehrkörpersimulation
2.3.1 Vorgehensweise bei der Mehrkörpersimulation
2.3.2 Abgrenzung Mehrkörpersimulation von der Finite Elemente Methode

3 Marktanalyse
3.1 Definition derAuswahlkriterien
3.2 Ergebnis der Marktanalyse
3.2.1 Z88Aurora
3.2.2 FreeCAD
3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse

4 Analyse von FreeCAD
4.1 AllgemeinesoftwareergonomischeBewertungskriterien
4.2 Teil 1: Statische Finite Elemente Analyse
4.2.1 Beschreibung der Analysebeispiele
4.2.2 Definition der aufgabenspezifischen Bewertungskriterien
4.2.3 Durchführung der Finite Elemente Analyse
4.2.4 BewertungderFEAKriterien
4.3 Teil 2: Dynamische Analyse eines Mehrkörpersystems
4.3.1 Beschreibung des Analysebeispiels
4.3.2 Definition der aufgabenspezifischen Bewertungskriterien
4.3.3 Durchführung der Mehrkörpersimulation
4.3.4 Bewertung der MKS Kriterien
4.4 Gesamtbewertung von FreeCAD

5 Zusammenfassung und Fazit

Anhang

Literaturverzeichnis

• College: Westfälische Hochschule Gelsenkirchen, Bocholt, Recklinghausen
• Grade: 1,1
• Publication Year: 2020
• Pages: 54
• Catalog Number: V520966
• ISBN (eBook): 9783346118226
• ISBN (Book): 9783346118233
• Language: German
• Tags: FreeCAD, Finite Elemente Methode, FEM, Finite Elemente Analyse, FEA, Mehrkörpersimulation, MKS, Analyse von FreeCAD, statisch, dynamisch, CAx, CAD, Bewertung, Softwareergonomie