Zusammenfassung: | |
Im Sonderforschungsbereich(SFB) 653 der Leibniz Universität Hannover wird an gentelligenten
Bauteilen geforscht, welche über bauteilinhärente Elemente zum Erfassen von Daten über
Umgebungsbedingungen verfügen. Diese Bauteile eröffnen die Möglichkeit Informationen bezüglich
der tatsächlichen Funktion und Nutzung von Produkten zu sammeln. Insbesondere für
die Produktentwicklung können diese genutzt werden, um die Bauteile der Nachfolgegeneration
durch eine „Technische Vererbung“ optimal an tatsächliche Einsatzbedingungen anzupassen.
In dieser Arbeit wird untersucht, wie eine Technischen Vererbung für Strukturkomponenten
realisiert werden kann. Dafür wird eine rechnerunterstützte Entwicklungsumgebung konzipiert,
mit der die Gestalt solcher Komponente automatisch an veränderte Nutzungsbedingungen
angepasst werden kann. Im Fokus steht dabei die Frage, wie ein Produktmodell innerhalb einer
solchen Entwicklungsumgebung beschaffen sein muss, um die für die Technische Vererbung
notwendige Variabilität zu unterstützen.
Auf Basis eines Reifegradmodells, dass den Entwicklungsprozess von Strukturkomponenten
abbildet, wird zunächst untersucht welchen Einfluss die Änderung von Nutzungsinformationen
in Form von Lastfällen auf diesen Prozess hat. Es wird festgestellt, dass Nutzungsinformationen
bereits die Phase der Strukturfindung zu Beginn des Prozesses beeinflussen. Da dieser
Umstand eine Integration von Konstruktionswissen in die Umgebung erfordert, wird im Rahmen
der Arbeit eine Entwicklungsumgebung implementiert, die auf einer rein parametrischen
Geometrierepräsentation basiert.
Zur Realisierung eines parametrischen Produktmodells für die Umgebung wird innerhalb der
Arbeit eine neue Modellierungsmethode, die generative, parametrische Modellierung (GDA)
vorgestellt. Diese basiert auf einer CAD-Datenstruktur, die nicht mehr an der Baustruktur
orientiert ist. Dies ist notwendig, da eine Veränderung von Nutzungsinformationen auch die
Baustruktur einer Strukturkomponente beeinflussen kann. Beim GDA werden parametrische
Modelle auf Basis von Gestaltungszonen aufgebaut, die jeweils nur einen Teilbereich einer Komponente
abbilden. Verschiedene konstruktive Lösungen für eine Zone werden in sogenannten
Gestaltelementen modelliert. Durch Austauschen solcher Elemente wird eine Variation der
Baustruktur und der konstruktiven Lösung für die jeweilige Zone unterstützt.
Die Anwendung des GDA wird anhand eines Radträgers demonstriert und die Implementierung
der Umgebung im Detail erläutert. Dabei wird auf die Kopplung von GDA- mit FEModellen
zur Analyse der mechanischen Eigenschaften eingegangen sowie das entwickelte
Optimierungsmodul auf Basis eines genetischen Algorithmus vorgestellt. Durch dieses wird die
automatische Anpassung eines GDA-Modells an veränderte Nutzungsbedingungen innerhalb
der Entwicklungsumgebung realisiert. Die Arbeit schließt mit einem Anwendungsbeispiel der
Entwicklungsumgebung.
|
|
Lizenzbestimmungen: | Es gilt deutsches Urheberrecht. Das Dokument darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden. |
Publikationstyp: | doctoralThesis |
Publikationsstatus: | publishedVersion |
Erstveröffentlichung: | 2017 |
Schlagworte (deutsch): | Technische Vererbung, Strukturkomponente, Wissensbasierte Konstruktion |
Fachliche Zuordnung (DDC): | 620 | Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |