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Ausgewählte Ausgabe: 04-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Skin Model Shapes: ein neuer Ansatz zur Toleranzsimulation auf Basis von Punktwolken und Oberflächennetzen

3.4 Implementierung

Um die Praxistauglichkeit zu prüfen und einen Proof-of-Concept zu erbringen, wurde der dargestellte Toleranz-analyseansatz auf Basis von Skin Model Shapes prototypenhaft implementiert. Hierzu wurden graphische Benutzeroberflächen für den Import von Bauteilnetzen im .stl-Format, für die Erstellung von Baugruppen aus Einzelteilen, für die Toleranzvergabe, die Definition von Montageoperationen sowie die Ergebnisvisualisierung entwickelt. Diese Benutzeroberflächen erlauben die einfache Erstellung von Toleranzsimulationsmodellen für beliebige Problemfälle in Analogie zur Benutzungsweise kommerzieller Toleranzsimulationswerkzeuge und ermöglichen somit auch den Einsatz des vorgestellten Ansatzes in der industriellen Praxis.

4 Beispielhafte Anwendung und Ergebnisvergleich

Bild 4 Beispielhafter Problemfall

Bild 4
Beispielhafter Problemfall

Als beispielhafter Problemfall zur Darstellung des Toleranzanalyseansatzes auf Basis von Skin Model Shapes dient eine zweiteilige Baugruppe, die einen typischen Problemfall der Toleranzanalyse darstellt [13] und in Bild 4 gezeigt ist. Kritisches Maß der Baugruppe ist der dargestellte Spalt zwischen den beiden Bauteilen. Untersucht werden sollen, neben dem Einfluss der spezifizierten Toleranzen auf diesen Spalt, auch die Auswirkungen zweier Ausrichtkonzepte. Bei Ausrichtkonzept 1 wird das blaue Bauteil primär in vertikaler Richtung ausgerichtet (1.) und sekundär in horizontaler Richtung (2.), wohingegen bei Ausrichtkonzept 2 die primäre Ausrichtung horizontal und die sekundäre Ausrichtung vertikal durchgeführt wird. Wird diese Beispielbaugruppe ohne den Einfluss von Formab- weichungen der Fügeflächen, also nur unter Berücksichtigung der spezifizierten Richtungs- und Ortstoleranzen, betrachtet, können die theoretischen Minimal- und Maximalwerte für den Spalt anhand geometrischer Überlegungen bestimmt werden. So ergibt sich für beide Ausrichtkonzepte ein Minimalwert für den Spalt von 9,30 mm, wohingegen sich für dessen Maximalwert bei Ausrichtkonzept 1 ein Wert von 10,90 mm und für Ausrichtkonzept 2 von 11,10 mm einstellt [13]. Eben diese Werte liefert auch der Toleranzanalyseansatz, basierend auf Skin Model Shapes, ohne die Berücksichtigung von Formabweichungen. Im Gegensatz dazu liefert dieser Ansatz unter Berücksichtigung des Einflusses der Formtoleranzen und entsprechender Formabweichungen der Bauteile für Ausrichtkonzept 1 einen Minimalwert von 9,23 mm und einen Maximalwert von 10,88 mm, wohingegen für Ausrichtkonzept 2 die Werte zwischen 9,21 mm und 10,99 mm schwanken.

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Autoren

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Benjamin Schleich

Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Martensstraße 9
91058 Erlangen
Tel.: 0 91 31/85-2 32 20
E-Mail: schleich@mfk.fau.de
www.mfk.fau.de

Prof. Dr.-Ing.  Sandro Wartzack

Lehrstuhlinhaber, Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
FAU Erlangen-Nürnberg
Martensstr. 9
91058 Erlangen
Tel.: 0 91 31/85-2 32 16
E-Mail: klein@mfk.fau.de
www.mfk.fau.de

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