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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

Bild 5 Ergebnisse der statistischen Toleranzanalyse für den beispielhaften Problemfall

Bild 5
Ergebnisse der statistischen Toleranzanalyse für den beispielhaften Problemfall

Neben dieser Worst-Case-Berechnung erlaubt der Ansatz zur Toleranzsimulation auch die Betrachtung statistischer Verteilungen für die spezifizierten Toleranzen. Die Ergebnisse einer solchen statistischen Toleranzanalyse unter Annahme einer Six-Sigma-Normalverteilung für alle Toleranzen sind in Bild 5 zu sehen. Hierbei zeigen die Ergebnisse der kommerziellen Tools nur minimale Unterschiede zwischen beiden Ausrichtkonzepten, wohingegen ein Trend hin zu einem größeren Spalt für Ausrichtkonzept 2 aufgrund der Berücksichtigung der Bezugsreihenfolge aus den Ergebnissen der Toleranzsimulation mit Skin Model Shapes (SMS) zu erkennen ist. Daneben führt die Berücksichtigung von Formabweichungen durch Skin Model Shapes zu einer verringerten Streuung der Werte für den Spalt.

5 Zusammenfassung und Ausblick

Die rechnerunterstützte Analyse der Auswirkungen von Toleranzentscheidungen, Ausrichtkonzepten und Montagereihenfolgen auf funktions- und qualitätskritische Baugruppenmaße ist essentiell für die frühzeitige und kosteneffiziente Steuerung aller Toleranzmanagementaktivitäten entlang des Produktlebenszyklus. Etablierte Verfahren für die Toleranzanalyse zeigen jedoch deutliche Schwächen, besonders in Bezug auf die Übereinstimmung mit internationalen Toleranznormen. Um diese Schwächen zu überwinden wurde das Konzept der Skin Model Shapes entwickelt, das eine Repräsentation abweichungsbehafteter Bauteile durch Punktwolken und Oberflächennetze erlaubt.
Im Rahmen des Beitrags wurde das Konzept der Skin Model Shapes erläutert sowie der Toleranzanalyse-prozess basierend auf diesem neuartigen Konzept dargelegt. Dessen Anwendung auf einen typischen Problemfall aus dem Toleranzmana- gement zeigte den deutlichen Einfluss von Formabweichungen auf kritische Baugruppenmaße und unterstreicht damit den Nutzen dieser Methode.
Um die Möglichkeiten dieses Konzepts in Zukunft weiter auszubauen, stehen besonders die Berücksichtigung weiterer Abweichungen aus Montageprozessen und dem Betrieb sowie die Einbindung weiterer virtueller Absicherungsmethoden im Fokus der Forschungsbemühungen.

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Danksagung:
Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung des Forschungsvorhabens WA 2913/15–1 und Herrn Christian Witzgall M. Sc. für die Unterstützung bei der Erstellung des Beitrags.

Seite des Artikels
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

Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
FAU Erlangen-Nürnberg
Martensstr. 9
91058 Erlangen
https://www.mfk.uni-erlangen.de/web/

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