Catia v5 Exercise

Übungsaufgaben zum CATIA-Workshop "Methodik für die parametrisch-assoziative Konstruktion im Karosserierohbau mit CATIA V5“

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Abgastopf

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B-Säule mit „Adaptive Sweep“

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Kolbenmulde

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Verrundungsfall „6 Kanten“

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Sharp Edge (Verrundungsübung)

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Hydrauliktopf

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Baugruppe Jet Engine

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Template Nut „Joggles“

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Motorhaube: ❍ Styling- und Motorhaubenadapter ❍

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Seitenverstärkung

Reserveradmulde

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Rohrkrümmer Power Copies: ❍ Erzeugen einfacher Power Copies und Ablegen in einem Katalog ❍

Einsatz von Power Copies

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Schloßverstärkung

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Sicken ❍

Template Ziehsicke Variante 1

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Template Ziehwulst

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Bodengruppe – Tunnel

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Übergang Ellipse in Langloch

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Übergang Polygon in Kreis

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Verrundung eines theoretischen Modells

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Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen

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Template Eckkversteifungen „Stiffener“

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Zughaken

Abgastopf

Aufgabe 2_24

Abgastopf

Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_24_Abgastopf_V5_01_Start.CATPart

GSD, FSS

In dieser Aufgabe ist das Modell eines Abgastopfes von Grund auf zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt in der Erzeugung einer flexiblen Änderungsstruktur. Verschiedene Methoden um dies zu erreichen sollen gezeigt werden. Anschließend werden verschiedene Analyse-Tools vorgestellt werden und die Modellqualität optimiert. 1. Ergebnis

18. Juni 2001

W. Homolka, Dr. Egbert Braß, E.Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

Abgastopf 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell besitzt keine geometrischen Vorgaben, denn die Erzeugungsvorschrift soll komplett aufgebaut werden. Wichtig ist es, die Logik der parametrisch-assoziativen Erzeugungsvorschrift zu verstehen. Das Startmodell beinhaltet: Eine Achse und mehrere Planes

Benutzen Sie die gegebene Elementebenennung!

Die hier dargestellte Methode zeigt die Steuerung der Geometrie von mehreren Planes aus. Sie sind gleichzeitig auch die Supportelemente für die Lage der Profilkurven. 3. Empfohlene Vorgehensweise Erstellen der Referenzplanes Erzeugen charakteristischer Splines in zwei Ebenen Flächendefinition und Symmetrieoperationen Analyse-Tools Optimierung der Flächendefinition Flächen-Analyse Erzeugung alternativer Geometrie 4. Anmerkungen Man kann die netzparallelen Ebenen mit Offset-Planes (Offset = 0mm) ersetzen. Warum? Für ein stabiles Modell ist die Auswahl der Referenzen sehr wichtig. Sie sollen möglichst eindeutig beschrieben werden.

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Abgastopf

Lösung 2_24

Abgastopf

Modell(e):

2_24_Abgastopf_V5_01_Start.CATPart 2_24_Abgastopf_V5_01_Step_0x.CATPart 2_24_Abgastopf_V5_01_End.CATPart

Die Modellierung eines Abgastopfes kann relativ einfach sein. Soll das Modell aber sehr stark änderbar sein, so sind doch einige Gedanken über die Elementebeziehungen notwendig. Ziel dieser Übung ist es, Beziehungen und Abhängigkeiten zu bilden, die eine stabile und änderungsfreundliche Konstruktionsvorschrift ergeben. Anschließend sollten analoge Geometrielemente erzeugt und ausgetauscht werden. Es werden auch bestimmte Optionen bei der Flächenerzeugung untersucht und deren Einfluß auf die Flächenqualität analysiert und diskutiert. 1. Erzeugen von Steuerelementen (Wireframe) Das Startmodell beinhaltet nur wenige Ebenen und eine Hauptachse. Trotzdem wird die Erzeugung des Modells beschrieben, um die Strukturierung eines parametrisch-assoziativen Modells von Anfang an zu zeigen.

Auch die 3 Ebenen im Ursprung werden durch Offsets (0mm) ersetzt: Fünf Offset-Ebenen von yz-Ebene (Plane / Offset / 0, 50, 100, 200, -160) Eine Offset-Ebene von xz-Ebene (Plane / Offset / 0) Zwei Offset-Ebenen von xy-Ebene (Plane / Offset / 0, -50) xz, xy, yz ins „HIDE“, Elementebenennung wie im Startmodell (F2) LokaleAchse aus Intersec von xz-ref und xy-ref (Intersec) Ursprungspunkt aus yz-ref und lokaler Achse (Intersec) Hier setzt jetzt das Startmodell ein! 3 Parallelen der lokalen Achse auf xz-ref 3 Parallelen der lokalen Achse auf xy-ref Parallel.4 auf Plane.8-bottom trim projizieren Intersec xz-ref mit back-trim, ergibt z-ref Intersec xy-ref mit back-trim, ergibt y-ref

(Parallel /Euclidean /20, 50, 100) (Parallel / Euclidean / 170, 200, 230) (Project / Normal) (Intersec) (Intersec)

Es ist vielleicht verwirrend, die Netzplanes praktisch mit Offset Null zu kopieren. Um das Modell jedoch total unabhängig zu strukturieren und als geschlossene stabile Einheit zu betrachten, sollten Netzplanes keine Steuerungsfunktion im Modell übernehmen. W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

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Abgastopf Modell(e):

2_24_Abgastopf_V5_01_Step_01.CATPart

2. Wireframe auf xz-ref Dieser Schritt erstellt die Kurven auf der Ebene xz-ref. Punkte auf den Ebenen steuern hauptsächlich Splines. In einem späteren Schritt sollten andere Erzeugungsmöglichkeiten zum Austausch erzeugt und benutzt werden.

Punkt aus Parallel.3 in z-Richtung und z-ref Point-space auf z-ref von Punkt 30 mm (nach außen) 2 Punkte auf Parallel.3 mit yz-ref und äußere Steuerungsplane Spline Pt-space und yz-ref Intersec-point mit Tangenten Line zwischen yz-ref Intersec-point und äußerem Intersec-point Joint Spline und Line; ändern der Graphicproperties Intersec front-trim Plane mit Parallele.1 bzw. xz-Ebene Zwei Punkte auf 2. Parallele mit yz-ref und äußere Steuerungsplane Spline und Line analog wie oben Spline und Line zusammenfügen Punkt zwischen yz-ref Intersec-points von Parallel.1 und Parallel.2 Punktprojektion auf mittlere Steuerungsplane Spline zwischen 3 Punkten mit Tangenten an den Endpunkten Normale zum Punkt auf mittlere Steuerungsplane für Tangentenrichtung Spline zwischen 3 Punkten mit drei Tangenten erzeugen

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(Intersec) (Point /On curve) (2 mal Intersec) (Spline) (Line / Point-Point) (Join) (Intersec) (Intersec) (Spline) (Line) (Join) (Point / Between) (Project) (Spline) (Line / Normal to plane)

Abgastopf Damit sind die Kurven auf der xz-ref, die den Topf definieren, fertig. Die letzten zwei Splines sind als Austauschelemente gedacht. Es gibt viele Möglichkeiten diese Wireframe-Elemente zu erzeugen. Wichtig ist es darauf zu achten, daß die Kurven an den Steuerplanes verbunden sein müssen. Zur Anschauung ändern Sie die Offsetparameter der Planes in x-Richtung. Auch der Point-space und der Point-between definieren die Geometrie. Modell(e):


3. Wireframe auf xy-ref Der nächste Schritt enthält dieselbe Vorgehensweise für die xy-ref. Der einzige Unterschied besteht darin, daß ein Steuerpunkt auf einer parallelen Ebene in z-Richtung liegt.

Punkt aus Parallel.3 in y-Richtung und y-ref Point-space auf y-ref von Punkt 10 mm (nach außen) Zwei Punkte auf Parallel.2 mit yz-ref und äußerer Steuerungsplane Spline Pt-space und yz-ref Intersec-point mit Tangenten Line zwischen yz-ref Intersec-point und äußerem Intersec-point Joint Spline und Line, ändern der Graphicproperties Intersec front-trim Plane mit Projektion von Parallel.1 Zwei Punkte auf Parallel.1 mit yz-ref und äußerer Steuerungsplane Spline und Line analog wie oben Spline und Line zusammenfügen Punkt zwischen yz-ref Intersec-points Parallel.1. und Parallel.2 Punktprojektion auf mittlere Steuerungsplane Spline zwischen 3 Punkten mit Tangenten nur an den Endpunkten Normale zum Punkt auf mittlere Steuerungsplane für Tangentenrichtung Spline zwischen 3 Punkten mit drei Tangenten Cross sections (Blaue Kurven): Spline auf front-trim zwischen Schnittpunkten mit 2 Tangenten zu Ref_plns Spline auf back trim zwischen Schnittpunkten mit 2 Tangenten zu Ref_plns

(Intersec) (Point /On curve) (Intersec) (Spline) (Line / Point-Point) (Join) (Intersec) (Intersec) (Spline) (Line) (Join) (Point / Between) (Project) (Spline) (Line / Normal to plane)

(Spline) (Spline)

Die letzten zwei Kurven bestimmen die Form des Topfes in x-Richtung. Hier sind auch mehrere Funktionen zur Kurvenerzeugung vorstellbar. Vorteil des Splines ist, daß er an den Definitionspunkten einer definierbaren Tangentenrichtung folgen kann. Modell(e):


W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

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Abgastopf 4. Flächen-Lofts Es sollen drei einfache Lofts zwischen den erstellten Kurven gemacht werden. Diese sind vollständig von der Kurvengeometrie abhängig. Weitere Einstellparameter und Optionen werden später erklärt.

Back-Loft zwischen Außenkurven entlang cross section hinten Front-Loft zwischen Innenkurven entlang cross section vorn Intersec yz-ref mit Back-Loft Intersec Außensteuerung mit Front-Loft Split Lofts an Intersec so, daß ein Mittelbereich entsteht Mittlerer Loft zwischen mittleren Kurven entlang Intersects Guides) Alle drei Flächen miteinander verbinden

(Loft mit 2 Sections und 1 Guide) (Loft mit 2 Sections und 1 Guide) (Intersec) (Intersec) (Split) (Loft mit 2 Sections und 2 (Join)

Ergebnis ist eine ¼-Fläche, die in x-Richtung von den Steuerplanes und Cross sections bestimmt wird. In z- und y-Richtung sind es Splines, die die Form festlegen. Führen Sie die selben Änderungen wie im 2. Schritt nochmals durch. Als nächstes wird der Topf durch Spiegelungen vervollständigt. Blends verbinden die Teilflächen zum Abschluß.

Symmetrieebene in z-Richtung abhängig vom bottom-trim Wireframe ins „Hide“ Join an der xz-ref symmetrisch spiegeln Verbinden beider Flächen Spiegeln in z-Richtung Extrahiere der Boundaries der Fläche auf einer Seite Definiere einer Blendfläche zwischen den zwei Kurven Vorgang für die andere Seite wiederholen Flächen zusammenfügen Alle Elemente, außer die Ergebnisfläche, ins „Hide“

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(Plane / Offset / 20mm.) (Symmetry) (Join) (Symmetry) (Boundary / Tangent continuity) (Blend / Tangency) (Join)

Abgastopf

Damit ist der Topf fertig modelliert. Die Form wird von einer ¼ -Fläche bestimmt. Modell(e):


5. Beziehungen zwischen den Elemente CATIA V5 bietet mehrere Möglichkeiten die geometrische Abhängigkeiten zwischen Geometrieelementen zu erkennen und zu analysieren. Dies ist sehr wichtig bei der parametrischassoziativen Modellierung.

Analysieren Sie die Modellstruktur im “Historical graph”. Klicken Sie das letzte Join-Element im Tree an und selektieren sie das entsprechende Icon. Expandieren Sie das Element Join.6 und erklären Sie seine geometrische Abhängigkeit. Die Eltern-Kind-Beziehungen eines Elementes können auch direkt über dessen Kontextmenü aufgerufen werden. Holen Sie das Element Loft.2 Back_loft aus dem “Hide”, und expandieren sie den Tree. Doppelklicken Sie das Element Parallel.6 und ändern Sie den Offsetwert auf 250mm. Anhand der Struktur können Sie erkennen,welche Elemente von der Änderung betroffen sind. Das Modell sollte aktualisiert werden. Eine weitere Möglichkeit Elementebeziehungen zu erkennen ist die Quick-Edit-Funktion. Problem ist, daß alle Elemente im “Show” sein müssen. Vorteil ist aber der direkte Zugang zur übergeordneten Geometrie und deren Editierung.


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Abgastopf 6. Übergangs- und Flächenqualität Folgender Schritt beschreibt Tools zur Flächenanalyse. Diese sind wichtig, um die Qualität einer Fläche zu untersuchen. Weiterhin geben sie Auskunft über die Übergänge, z.B. deren Stetigkeit.

Als erstes wird die “Mapping analysis” für die Flächen benutzt. Dieses Tool beschreibt die Krümmung eines Elementes. Es können verschiedene Analysetypen eingestellt werden. Dazu sind bestimmte Einstellungen notwendig (View / Render Style / Apply customyzed View / Materials). Klicken Sie das Mapping Analysis Icon an und anschließend die Topffläche. Das linke Bild zeigt das Ergebnis für die “Gaussian Analysis”. Es sind weitere Analysemöglichkeiten vorhanden, die Parameter können interaktiv geändert werden. Beachten Sie, daß die aus dem Blend erstellte Fläche eine minimale Krümmung (blau) aufweist. Bei der Option “Limited”, rechtes Bild, kann ein Grenzradius angegeben werden; alle Flächenbereiche die darunter liegen werden “grün” angezeigt. Testen Sie es für Krümmungsradius R=50. Dies bedeutet eine Krümmung von 0.02. Höhere Krümmungen sind am hinteren Rand zu erkennen. Das nächste Analysetool ist der Connect Checker. Er bietet die Möglichkeit an, die Übergänge zwischen verschiedenen Flächen zu untersuchen. Dies ist wichtig, um zu erkennenk, ob Übergänge tangentenstetig sind oder ob es Lücken zwischen den Flächen gibt. In diesem Fall ist es notwendig die miteinander verbundenen Flächen wieder in ihre Originalstücke zu zerlegen. Klicken Sie wieder die Topf_Fläche und selektieren Sie die Disassemble Funktion. Erzeugen sie vorher einen extra OpenBody, wohin CATIA die Einzelflächen schreiben kann. In diesem Beispiel sind es 30 Sub-Elemente. Setzen Sie die Originalfläche ins “Hide” und bilden Sie eine “Trap” zum Selektieren aller Flächen. Es sollten keine weitere Elemente im “Show” vorhanden sein. Klicken Sie dann das Icon für den Connect Checker.

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Abgastopf Das Bild auf der linken Seite beschreibt das Analyseergebnis für die Abstandsanalyse. Die hell-blauen Boundaries deuten darauf hin, daß es keine Lücken zwischen den Flächen gibt. Das Bild auf der rechten Seite widerspiegelt die Tangentenstetigkeit zwischen den einzelnen Flächen. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Symmetrie bzgl. der Ebene xz-ref und die Verbindungen der einzelnen Lofts sehr hohe Unstetigkeiten aufweisen. Der nächste Schritt wird versuchen, diese Unstetigkeiten zu minimieren. Modell(e):


7. Flächenoptimierung Hier werden die Flächen neu erstellt. Der Aufbau unterscheidet sich zwar nicht vom 4. Schritt, aber verschiedene Optionen sollen erlauben, je nach Bedarf, eine bessere Flächenqualität zu erreichen.

Es ist bei diesem Modell sicherlich nicht notwendig, beste Krümmungsstetigkeit zu erzielen. Die Flächenübergänge sollten allerdings schon tangential verlaufen. Achten Sie auf die Angabe von tangentialen Referenzflächen bei der Flächendefinition. Connection-Analyse, sowie OpenBody “Surface and operations” ins “Hide” (F2) Für das Back_loft gelten xy- und xz-refs als Tangente (Loft / Sections / Tgt. / Guide) Wiederholen für Front_loft Weiter wie in Abschnitt 4. Mittlerer_loft, für jede Kurve ist eine Tangentenfläche gegeben (Loft / Sections /Tgt / Guide /Tgt.) Weitere Operationen wie Abschnitt 4 bis Blendflächen Blend continuity ist “Curvature” (Blend / Continuity / Curvature) Flächen zusammenfügen und Graphicdarstellung anpassen (Join) Möglich wäre einfach auch, die veränderten Flächen neu zu definieren und das Modell zu aktualisieren. Die Wiederholung dient daher ausschließlich der Möglichkeit eines späteren Vergleichs! Modell(e):



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Abgastopf 8. Wiederholung der Analyse Das Mapping hat wie erwartet wenig Änderungen ergeben. Besonders an der Verbindung zum Blend ist eine Krümmungsstetigkeit zu erkennen, was optisch sicherlich gut ist. Die “Limited” Option zeigt auch etwas größere Bereiche mit einem niedrigen Krümmungsradius.

Wir setzen den Connect Checker auf die vorher getrennten Flächen. Das Ergebnis ist hier eindeutig. Alle Tangentenunstetigkeiten sind beseitigt. Die Flächen haben jetzt tangentenstetige Übergänge! Modell(e):

2_24_Abgastopf_V5_01_End.CATPart

9. Sonstiges Untersuchen sie mehrere Möglichkeiten der Kurvenerstellung, Verwenden Sie Connects für die Zwischenkurven oder Conics für die Cross Sections!.Wie sieht es mit dem Sketcher aus? Die Loft Funktion bietet eine Reihe von Definitionsmöglichkeiten, bspw. die Verwendung von Middle Curves. Das Modell kann mit Knowledge “aufgerüstet” werden. Man denke an Formeln für die Steuerung der Planes ...

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B-Säule mit „Adaptative Sweep“

Aufgabe 2_23


Voraussetzungen:

CATIA Workbench Funktionen

Modelle:

2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart 2_23_02_B_Saeule_Top_Sweep.CATPart 2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart 2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

GSD Sketcher, Adaptative Sweep, Loft, Fillet

Thema dieser Übung ist das Austragen von Profilen mit der Funktion „Adaptative Sweep“. Die Profilkontur wird mit dem Sketcher konstruiert. Sie ist abhängig von externer Geometrie. Die Verbindung (Junction) zwischen topologisch unterschiedlichen Profilen wird mittels Loft und manuellem „Koppeln“ erzeugt. Anschließend ist das Modell zu verrunden. 1. Ergebnis

18. Juni 2001

Dr. E. Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

B-Säule mit „Adaptative Sweep“ 2. Vorgaben und Startmodell Startmodell ist

2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart

Das Startmodell enthält alle Kurven und Flächen, die als externe Referenzen dienen sollen. Darüber hinaus sind die Ebenen, in denen Schnitte plaziert werden sollen, gegeben. Das Startmodell beinhaltet: Externe Referenzflächen (z.B. Flansche), an denen sich die B-Säule orientiert Randkurven für die Flansche Positionen für die Sections der SweepFlächen

Folgende Abbildung zeigt die Skizze im oberen Bereich („TOP“). In grün die Kontur mit den vergebenen Constraints zu den externen Referenzflächen. Die Kontur startet bzw. endet direkt in den Schnittpunkten mit den Limit-Kurven. Zu den externen Flanschflächen verläuft sie parallel (Abstand 0mm). Zu den anderen 5 Referenzflächen verläuft sie parallel im Abstand von 3mm. Gelb gestrichelt die Schnitte durch diese Referenzflächen.

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B-Säule mit „Adaptative Sweep“ Folgende Abbildung zeigt die Skizze im unteren Bereich („BOTTOM“). Auch hier in grün die Kontur mit den vergebenen Constraints zu den externen Referenzflächen. Die Kontur startet bzw. endet direkt in den Schnittpunkten mit den Limit-Kurven. Zu den externen Flanschflächen verläuft sie parallel (Abstand 0mm). Zu den anderen 3 Referenzflächen verläuft sie parallel im Abstand von 3mm. Gelb gestrichelt die Schnitte durch diese Referenzflächen.

3. Empfohlene Vorgehensweise · Konstruktion der oberen Sweep-Fläche (TOP-Sweep) mit der dazugehörigen Profilskizze · Konstruktion der unteren Sweep-Fläche (BOTTOM-Sweep) mit der dazugehörigen Profilskizze · Konstruieren der Verbindungsfläche (Loft mit manuellem „Coupling“) · Zusammenfügen der Teilflächen und Verrunden 4. Hinweise / Anmerkungen Der Aufbau des Modells sollte mit dem komplexeren Sweep im oberen Bereich („TOP“) begonnen werden. Die Skizze ist im Punkt „PT1_To“ zu erzeugen. Im Anschluß daran ist der Sweep im unteren Bereich („BOTTOM“) zu konstruieren. Die Skizze ist im Punkt „PT1_Bottom“ zu erzeugen. Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt!


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Lösung 2_23


Voraussetzungen:


Modelle:

2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart 2_23_02_B_Saeule_Top_Sweep.CATPart 2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart 2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

GSD Sketcher, Adaptative Sweep, Loft, Fillet

Thema dieser Übung ist das Austragen von Profilen mit der Funktion „Adaptative Sweep“. Die Profilkontur wird mit dem Sketcher konstruiert. Sie ist abhängig von externer Geometrie. Die Verbindung (Junction) zwischen topologisch unterschiedlichen Profilen wird mittels Loft und manuellem „Koppeln“ erzeugt. Anschließend ist das Modell zu verrunden. 1. Konstruktion der oberen Sweep-Fläche (TOP-Sweep) mit der dazugehörigen Profilskizze Laden des Startmodells Startmodell ist

2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart

Der OpenBody „TOP_Sweep“ ist aktiviert. Alle notwendigen Elemente sind vorhanden (OpenBody „INPUT“). Die Profilskizze wird „on the fly“ erzeugt. Also wird jetzt die Funktion „Adaptative Sweep“ aufgerufen: Guiding Curve Reference Surface Sketch

Rear_Limit_Curve ohne Selektion / bleibt frei existiert noch nicht, daher mit MB3 in dieses Feld klicken; „Create Sketch“ wird angeboten und natürlich selektiert.

Wir befinden uns jetzt im „Sketch creation for adaptative sweep“-Dialog – im „Running command“ Modus und arbeiten die geforderten Eingaben der Reihe nach ab: Point PT1_TOP (der Punkt in dem die Skizze positioniert wird) Optional construction elements Rear_Limit_Crv (wird automatisch bei der Punkt-Selektion erkannt!) Rear_Flansch TOP_Rear3_Strak TOP_Rear2_Strak TOP_Rear1_Strak TOP_Outer_Strak TOP_Front_Strak Front_Flansch Front_Limit_Crv Mit „OK“ gelangt man zurück in den Sketcher-Modus. Der besseren Übersicht wegen sollten jetzt alle störenden Elemente ausgeblendet werden: Grid (Sketcher) „Off“ – (Tools/Options) OpenBody „INPUT“ ins „HIDE“ OpenBody „TOP_Pt_Definition“ und „Absolute Axis“ der Skizze ins „Hide“ Jetzt kann skizziert werden. Am besten eignet sich das „Profil“-Icon. Das Profil sollte genau in den Schnittpunkten mit den Limit-Kurven beginnen bzw. enden. Beim Skizzieren vom System vergebene, unerwünschte Constraints müssen anschließend gelöscht werden. Constraints werden dann entsprechend Skizze neu vergeben (Parallelität + Abstand, Winkel, Länge) und gegebenenfalls maßlich korrigiert. Bei der Vergabe der Constraints am besten von innen nach außen vorgehen! Nicht


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B-Säule mit „Adaptative Sweep“ vergessen, daß das jeweils erste und letzte Segment der Skizze parallel mit den FlanschKonstruktionslinien laufen soll!

Nach der vollständigen Vergabe aller Constraints wird der Sketcher verlassen. Man wird in den „Adaptative Sweep Definition“ Dialog zurückgeführt. Die „UserSection.1“ ist die soeben definierte.

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B-Säule mit „Adaptative Sweep“ Das skizzierte Profil kann jetzt durch Selektion weiterer Punkte auf andere Sections übertragen werden: UserSection.2 UserSection.3

PT2_TOP PT3_TOP

Danach kann die Sweep-Fläche berechnet werden! Der Spine ist mit der Guiding curve identisch! Zwischenergebnis ist

2_23_02_B_Saeule_Top_Sweep.CATPart

2. Konstruktion der unteren Sweep-Fläche (BOTTOM-Sweep) mit der dazugehörigen Profilskizze Die Vorgehensweise ist analog zu der im ersten Schritt beschriebenen. Der OpenBody „BOTTOM_Sweep“ ist aktiviert. Alle notwendigen Elemente sind vorhanden (OpenBody „INPUT“). Die Profilskizze wird „on the fly“ erzeugt. Also wird jetzt die Funktion „Adaptative Sweep“ aufgerufen: Guiding Curve Reference Surface Sketch

Rear_Limit_Curve ohne Selektion / bleibt frei existiert noch nicht, daher mit MB3 in dieses Feld klicken; „Create Sketch“ wird angeboten und natürlich selektiert.

Wir befinden uns jetzt im „Sketch creation for adaptative sweep“-Dialog – im „Running command“ Modus und arbeiten die geforderten Eingaben der Reihe nach ab: Point PT1_BOTTOM (der Punkt in dem die Skizze positioniert wird) Optional construction elements Rear_Limit_Crv (wird automatisch bei der Punkt-Selektion erkannt!) Rear_Flansch BOTTOM_Rear_Strak BOTTOM_Outer_Strak BOTTOM_Front_PLN Front_Flansch Front_Limit_Crv

Mit „OK“ gelangt man zurück in den Sketcher-Modus. Der besseren Übersicht wegen sollten jetzt alle störenden Elemente ausgeblendet werden: Grid (Sketcher) „Off“ – (Tools/Options) OpenBody „INPUT“ ins „HIDE“ OpenBody „BOTTOM_Pt_Definition“ ins „HIDE“ „Absolute Axis“ der Skizze ins „Hide“ Jetzt kann skizziert werden. Am besten eignet sich das „Profil“-Icon. Das Profil sollte genau in den Schnittpunkten mit den Limit-Kurven beginnen bzw. enden. Beim Skizzieren vom System vergebene, unerwünschte Constraints müssen anschließend gelöscht werden. Constraints werden dann entsprechend Skizze neu vergeben (Parallelität + Abstand, Winkel, Länge) und gegebenenfalls maßlich korrigiert. Bei der Vergabe der Constraints am besten von innen nach außen vorgehen! Nicht vergessen, daß das jeweils erste und letzte Segment der Skizze parallel mit den FlanschKonstruktionslinien laufen soll!


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Nach der vollständigen Vergabe aller Constraints wird der Sketcher verlassen. Man wird in den „Adaptative Sweep Definition“ Dialog zurückgeführt. Die „UserSection.1“ ist die soeben definierte.

Das skizzierte Profil kann jetzt durch Selektion eines weiteren Punktes auf die zweite Section übertragen werden: UserSection.2

PT2_BOTTOM

Danach kann die Sweep-Fläche berechnet werden! Der Spine ist mit der Guiding curve identisch! Zwischenergebnis ist

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2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart

B-Säule mit „Adaptative Sweep“ 3. Konstruieren der Verbindungsfläche (Loft mit manuellem „Coupling“)

Beide Sweeps sollen mit einer Loft-Fläche verbunden werden. Dazu werden „Section“- und Führungskurven benötigt. Als „Sections“ dienen Schnittkurven mit den „Sweeps“. Führungskurven können die beiden gegebenen „Limit_Crv’s“ sein. Intersect_TOP Intersect_BOTTOM

(Intersection von Adaptative Sweep_TOP mit PLN_PT3_TOP (Intersection von Adaptative Sweep_BOTTOM mit PLN_PT1_BOTTOM

Für das manuelle „Coupling“ wäre es angeraten, 2 Punkte vorzubereiten, die P1 (Point „On curve“, Intersect_BOTTOM, Ratio=0.85, „Geodesic“, Point = Default (Extremity) (die Position entspricht in etwa 1/3 des entsprechenden Segmentes) P2 (Point „On curve“, Intersect_BOTTOM, Ratio=0.78, „Geodesic“, Point = Default (Extremity) (die Position entspricht in etwa 2/3 des entsprechenden Segmentes)

Jetzt kann die Loft-Fläche erzeugt werden: Loft

(Section 1 ist Intersect_TOP tangential zu Adaptative Sweep_TOP Section 2 ist Intersect_BOTTOM tangential zu Adaptative Sweep_BOTTOM Guide 1 ist Rear_Limit_Crv Guide 2 ist Front_Limit_Crv Spine – „No selection“ Stellt man „Section coupling“ auf „Tangency“ und läßt die Fläche berechnen, führt dies zu einer Fehlermeldung. Es muß jetzt ein manuelles „Coupling“ (insgesamt 6 Coupling

Kurven) durchgeführt werden. Dann kann die Fläche berechnet werden.


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B-Säule mit „Adaptative Sweep“ 4. Zusammenfügen der Teilflächen und Verrunden

Die drei Teilflächen werden abschließend zusammengefügt und verrundet: Join.1

(Adaptative Sweep:TOP, Loft, Adaptative Sweep:BOTTOM)

EdgeFillet.1

(R10, alle 5 durchgehenden Kanten von Join.1, „Tangency“ Propagation)

EdgeFillet.2

(R7, die beiden auslaufenden Kanten von Join.1, „Tangency“ Propagation)

Ergebnis ist

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2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

Kolbenmulde

Aufgabe 2_21

Kolbenmulde

Voraussetzungen:


Modelle:

2_21_01_Brennraum_Start.CATPart 2_21_02_Brennraum_Sketch_Spines.CATPart 2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart 2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart 2_21_05_Brennraum_Halber_Brennraum.CATPart 2_21_06_Brennraum_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Conics, Sweep – Typ “Conic”, Loft, Duplicate OpenBody

Schwerpunkt dieser Übung ist der Umgang mit Conics – sowohl Kurven, als auch Sweep-Flächen dieses Typs. Ausgehend von Skizzen bzw. Kurven soll die Fläche einer Kolbenmulde konstruiert werden, die aus möglichst wenig Teilflächen besteht und qualitativ hochwertig ist (Tangentailität). Die gegebene Kontur soll nachträglich modifizierbar sein. 1. Ergebnis

2. Vorgaben und Startmodell Startmodell ist

2_21_01_Brennraum_Start.CATPart

Das Startmodell ist leer, d.h. die Geometrie ist von Grund auf neu zu erstellen. Auf der folgenden Seite sind die geometrischen Ausgangsbedingungen skizziert und näher erläutert. Der Durchmesser des Kolbens soll 100mm betragen. Sein Mittelpunkt liegt genau senkrecht (+Z) über dem Fusspunkt.

18. Juni 2001


Kolbenmulde

Die Skizze der Kontur der Kolbenmulde (links) liegt in der Ebene Z=32.5. Der Ursprung der 2DSkizze liegt bei [X,Y]=[0,0]. Die drei Kurven in der Grafik oben sind Parabeln (P=0.5). Sie laufen im Fusspunkt [X,Y,Z]=[-10,10,22.5] zusammen und tangential in die Ebene Z=22.5. Die Parabeln sind planar. Die Supportebenen verlaufen netzparallel. 2 liegen in der Ebene X=10, eine in der Ebene Y=10. Die Tangentenrichtung der Parabeln auf der anderen Seite verläuft in einem Winkel von 60 Grad. 3. Empfohlene Vorgehensweise · Konstruktion der notwendigen Ebenen und der Skizze sowie der Kurven · Erarbeiten einer Vorgehensweise für die Konstruktion der Teilflächen · Hilfskonstruktionen · Teilflächen mit Sweep – Typ „Conic“ · Variantenvergleich für die Konstruktion der restlichen Flächen (Check Sweep, Fill; Loft) · Zusamenfassen der Flächen und Ergänzen der Geometrie (Symmetrie, Trim mit oberer Kolbenfläche) · Flächen-Analysen 4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist parametrisch-assoziativ aufzubauen (GSD Workbench)! Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt! Die Kontur muß modifizierbar sein. Das Ergebnis ist zu analysieren (Tangentialität).

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Kolbenmulde

Lösung 2_21

Kolbenmulde

Voraussetzungen:


Modelle:

2_21_01_Brennraum_Start.CATPart 2_21_02_Brennraum_Sketch_Spines.CATPart 2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart 2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart 2_21_05_Brennraum_Halber_Brennraum.CATPart 2_21_06_Brennraum_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Conics, Sweep – Typ “Conic”, Loft Duplicate OpenBody

Schwerpunkt dieser Übung ist der Umgang mit Conics – sowohl Kurven, als auch Sweep-Flächen des Typs „Conic“. Objekt dieser Übung ist eine fiktive Kolbenmulde, die aufgrund der Symmetrie zunächst nur zur Hälfte aufgebaut und dann gespiegelt wird. 1. Sketch-Ebenen, Skizze 1 und Spines erzeugen Laden des Startmodells Startmodell ist

2_21_01_Brennraum_Start.CATPart

Fusspunkt erzeugen (-10, 10, 22.5) Sketch-Plane.1

(„Offset from plane“, XY ist Referenz, Z=+32.5mm)

Erzeugen der ersten Skizze (Sketch.1) in der Ebene „Sketch-Plane.1“ Je eine vertikale und horizontale Konstruktionslinie zeichnen und beide koinzident zu den 2D-Achsen machen. Eine dritte Konstruktionslinie im Abstand von 10mm zur vertikalen Konstruktionslinie erzeugen. 2 Linien zeichnen (ca. 40mm lang): eine im Abstand von 35mm zur Mittellinie (parallel zur x-Achse) in Richtung +Y die andere im Abstand von 20mm zur Mittellinie (parallel zur x-Achse) in Richtung –Y Je einen Endpunkt der beiden „Koinzidenz“ auf der dritten Konstruktionslinie festlegen.

Linien mit (vertikalen)

Einen Vollkreis erzeugen (Mittelpunkt außerhalb des Ursprungs, Radius zunächst beliebig). Dann „Koinzidenz“ zwischen Kreismittelpunkt und Sketch-Origin (Ursprung) erzeugen. Radius von R=47.5mm einstellen. Jeweils eine der beiden Linien mit dem Kreis ausrunden (Corner; R15)


3

Kolbenmulde

Sketch-Plane.2

(„Parallel through point“, YZ ist Referenz, Fusspunkt)

Sketch-Plane.3

(„Parallel through point“, XZ ist Referenz, Fusspunkt)

Fuss-Plane.4

(„Parallel through point“, XY ist Referenz, Fusspunkt)

Weiterhin werden noch zwei Spines benötigt. Achsparallele Linien sind in diesem Fall bestens geeignet. X SPINE Intersect.1 (Intersection von Sketch-Plane.3 und Fuss-Plane.4) Y SPINE Intersect.2 (Intersection von Sketch-Plane.2 und Fuss-Plane.4) Zwischenergebnis ist

2_21_02_Brennraum_Sketch_Spines.CATPart

2. Erzeugen notwendiger Hilfskonstruktionen – Teil 1

Auf der Kontur „Sketch.1“ sind drei Punkte zu konstruieren, von denen ausgehend Hilfslinien erzeugt werden können: AP-Point.2

(Point, „on curve“, Sketch.1, Ratio=0)

EP-Point.3

(Point, „on curve“, Sketch.1, Ratio=1)

PT3-Intersect.3

(Intersection von Sketch-Plane.3 mit Kontur „Sketch.1“)

Mit einer Linie (Typ „Point-Point“) sind AP-Point.2 und EP-Point.3 miteinander zu verbinden. Dann können die drei Hilfslinien konstruiert werden: Line.AP-60Grad

(„Angle to curve“, Line.AP-EP, Sketch-Plane.2, AP-Point.2, 60°, 0mm, 20mm)

Line.EP-60Grad

(„Angle to curve“, Line.AP-EP, Sketch-Plane.2, EP-Point.3, -60°, 0mm, 20mm)

Line.PT3-60Grad 0mm, 20mm)

(„Angle to curve“, X SPINE.Intersect.1, Sketch-Plane.3, PT3-Intersect.3, 60°,

Mit der Loft-Funktion kann nun eine Hilfsfläche definiert werden, die von den Nutzflächen als Referenz für tangentialen Einlauf benötigt wird: Loft.Referenzflaeche

4

3 Sections (Line.AP-60Grad, Line.EP-60Grad, Line.PT3-60Grad) 1 Führungskurve = Spine (Sketch.1)

Kolbenmulde 3. Konstruieren der noch fehlenden Conic-Kurven Kurve „Conic.EP“ Support ist Sketch-Plane.2 Startpunkt ist EP-Point.3 mit der Bedingung tangential zur Linie Line.EP-60Grad Endpunkt ist Fusspunkt mit der Bedingung tangential zur Linie Y SPINE Intersect.2 Parameter P=0.5 (Parabel)

Kurve „Conic.AP“ Support ist Sketch-Plane.2 Startpunkt ist AP-Point.2 mit der Bedingung tangential zur Linie Line.AP-60Grad Endpunkt ist Fusspunkt mit der Bedingung tangential zur Linie Y SPINE Intersect.2 Parameter P=0.5 (Parabel) Die beiden Conic-Kurven werden mit JOIN verbunden. Es entsteht das Element CONIC-Join.1 Kurve „Conic.3“ Support ist Sketch-Plane.3 Startpunkt ist PT3-Intersect.3 mit der Bedingung tangential zur Linie Line.PT3-60Grad Endpunkt ist Fusspunkt mit der Bedingung tangential zur Linie X SPINE Intersect.1 Parameter P=0.5 (Parabel)


5

Kolbenmulde 4. Erzeugen notwendiger Hilfskonstruktionen – Teil 2

Für die Konstruktion der Nutzflächen wäre es hilfreich, auf die Sub-Elemente der Skizze „Sketch.1“ zugreifen zu können. Das ist derzeit aber nicht möglich. Einen Ausweg bietet die Erzeugung einer planaren Fill-Fläche, die u.a. durch die Skizze begrenzt wird. Von diesem Fill kann man mit „No propagation“ die Boundaries in der gewünschten Form abgreifen. Fill.1

(Fläche begrenzt von Sketch.1 und Line:AP-EP; punktstetig)

Sketch.1 „vererbt“ seine Topologie an Fill.1. Daher findet man in der Randkurve von Fill.1 auch die 5 Segmente von „Sketch.1“ wieder. Durch Aufruf der Funktion Boundary und Selektion der gewünschten Kante kann man die einzelnen Segmente erzeugen (Ausbreitungstyp „No propagation“). Damit entstehen folgende Kurven: Boundary.AP, Boundary.CORNER AP, Boundary.MIDDLE, Boundary.CORNER EP und Boundary.EP, Mit der Sweep-Funktion wird nun eine zweite Hilfsfläche definiert, die von den Nutzflächen als Referenz für tangentialen Einlauf benutzt werden kann: Sweep.Referenzflaeche

Zwischenergebnis ist

6

Typ „Line“, Sub-Typ „With reference surface“ 1 Führungskurve – CONIC-Join.1 1 Referenzfläche – Fuss-Plane.4 Winkel=180°, Länge1=5mm, Länge2=0mm 2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart

Kolbenmulde 5. Erste Nutzflächen erzeugen

Ziel ist es, die Gesamt-Nutzfläche der Kolbenmulde aus möglichst wenig Teilflächen zusammenzusetzen, damit die Qualität nicht durch Unstetigkeiten leidet. Flächen mit hoher Genauigkeit sind Sweep-Flächen vom Typ „Conic“. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß man ihnen seitlich keine Tangentialbedingungen mitgeben kann. Diesen Nachteil kann man zum einen durch geschickte Aufteilung kompensieren und zum anderen durch Vergabe des gleichen Parameters wie bei der Erzeugung der Kurven. Die erste Fläche kann sofort konstruiert werden: PATCH 1 – Sweep.2

Typ „Conic“, Sub-Typ „Two guide curves“ 1. Führungskurve – CONIC-Join.1 mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zur Sweep.Referenzflaeche 2. Führungskurve – Boundary.MIDDLE mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zur Loft.Referenzflaeche Parameter P=0.5 (Parabel) Spine – Y SPINE Intersect.2

Von dieser Fläche werden die zwei seitlichen Randkurven erzeugt. Sie dienen als Führungskurven für die Konstruktion der nächsten 2 Conic-Flächen: Boundary.Patch 1 EP

(Boundary, PATCH 1 – Sweep.2, Ausbreitungstyp „No propagation“)

Boundary.Patch 1 AP


Jetzt können die nächsten beiden Conic-Flächen erzeugt werden: PATCH 2 – Sweep.3

Typ „Conic“, Sub-Typ „Two guide curves“ 1. Führungskurve – Boundary.AP mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zur Loft.Referenzflaeche 2. Führungskurve – Boundary.Patch 1 AP mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zu PATCH 1 – Sweep.2 Parameter P=0.5 (Parabel) Spine – X SPINE Intersect.1

PATCH 3 – Sweep.4

Typ „Conic“, Sub-Typ „Two guide curves“ 1. Führungskurve – Boundary.EP mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zur Loft.Referenzflaeche 2. Führungskurve – Boundary.Patch 1 EP mit tangentialem Übergang (Winkel=0°) zu PATCH 1 – Sweep.2 Parameter P=0.5 (Parabel) Spine – X SPINE Intersect.1



2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart

7

Kolbenmulde 6. Schließen der Ecken

Die nächste Überlegung gilt der Frage – wie schließt man die beiden Ecken? Es scheinen 2 Varianten realistisch: Variante 1:

basierend auf der Fill-Funktion

Variante 2:

basierend auf Loft und „Padu-Spine“

Für beide Varianten werden zunächst zusätzliche Randkurven benötigt: Boundary.Patch 2


Boundary.Patch 3


Mit diesen beiden Randkurven können dann auch die zwei bereits vorhandenen Randkurven aufgesplittet werden: Split.Boundary Patch 1 AP

(Boundary Patch 1 AP gesplittet an Boundary.Patch 2)

Split.Boundary Patch 1 EP

(Boundary Patch 1 EP gesplittet an Boundary.Patch 3)

Variante 1: Die beiden Ecken werden mit Fill geschlossen: PATCH 4 Fill (3 Randkurven - Boundary.Patch 2, Split.Boundary Patch 1 AP, Boundary.Corner AP jeweils tangential zu den benachbarten Flächen, Continuity „Tangent“) PATCH 5 Fill (3 Randkurven - Split.Boundary Patch 1 EP, Boundary.Patch 3, Boundary.Corner EP jeweils tangential zu den benachbarten Flächen, Continuity „Tangent“) Die 5 Teilflächen (3 Conics + 2 Fill) ergeben zusammen das Ergebnis von Variante 1. Man kann die Qualität genauer analysieren. Variante 2 ist aufwendiger, aber qualitativ besser. Variante 2:

8

Kolbenmulde Für die Anwendung der Loft-Funktion sind bereits planare „Sections“ (die Randkurven) und Führungskurven vorhanden. Es fehlt noch der ideale Spine. Wir konstruieren den „Padu-Spine“, einen Kreisbogenabschnitt. Die Schritte dazu sind ein gewisser Aufwand. Das ist ein Fall für „Duplicate OpenBody“. Dazu wird zunächst ein neuer OpenBody „PADU-Spine AP“ für den ersten „Padu-Spine“ eingefügt. Die Definition des „Padu-Spine“ wird hier stellvertretend am Beispiel des PADU-Spine AP vorgestellt. Durch zwei planare Kurven (spätere Loft-Sections) wird je eine Ebene gelegt. Die Intersection beider Ebenen ergibt eine Linie. An beliebiger Stelle auf dieser Linie wird ein Punkt gesetzt. In diesem Punkt, normal zur Linie wird eine dritte Ebene erzeugt. In dieser Ebene, in dem Punkt konstruiert man einen Kreisbogen (Durchmesser beliebig) und trimmt ihn an den ersten beiden Ebenen. Der resultierende Bogen eignet sich idealerweise als Spine für ein Loft zwischen zwei Sections! Also nun zum PADU-Spine AP: Plane.5

(Plane, „Through planar curve“, Split.Boundary Patch 1 AP)

Plane.6

(Plane, „Through planar curve“, Boundary.Patch 2)

Intersect.4

(Intersection zwischen Plane.6 und Plane.5)

Point.4

(Point, „On curve“, Intersect.4, beliebige Position)

Plane.7

(Plane, „Normal to curve“, Intersect.4, Point.4)

Circle.1

(„Center and radius“, Point.4, Plane.7, R20, „whole circle“)

Split.3

(Circle.1 an Plane.5 und Plane.6; auf die richtige Orientierung achten!)

Split.3 stellt den „Padu-Spine“ für die gewünschte Seite dar. Alle Zwischenschritte werden ins „Hide“ gestellt. Das Kommando Insert / Advanced replication tools / Duplicate open body wird aufgerufen und der OpenBody „PADU-Spine AP“ selektiert. In dem erscheinenden Dialog werden als Eingabe zwei Randkurven erwartet. Hier müssen nun sinngemäß die Randkurven der anderen Ecke eingefügt werden. Dabei muß unbedingt auf eine gleichgerichtete Orientierung der Vektoren geachtet werden! Wenn man’s richtig macht entsteht ein neuer OpenBody mit dem zweiten Spine! Jetzt kann es an die Definition der letzten beiden Loft-Flächen gehen: PATCH 4 – Loft.2 Sweep.2

(Section 1 ist Split.Boundary Patch 1 AP tangential zu PATCH1 – Section 2 ist Boundary Patch 2 tangential zu PATCH2 – Sweep.3 Führungskurve ist Boundary.Corner AP tangential zu

Loft.Referenzflaeche Spine ist Split.3 („Padu-Spine“)) PATCH 5 – Loft.3

(Section 1 ist Boundary Patch 3 tangential zu PATCH3 – Sweep.4 Section 2 ist Split.Boundary Patch 1 EP tangential zu PATCH1 – Sweep.2 Führungskurve ist Boundary.Corner EP tangential zu

Loft.Referenzflaeche Spine ist Split.4 („Padu-Spine“)) 5 Teilflächen (3 Conics + 2 Fill) ergeben zusammen das Ergebnis von Variante 2: Join.2


(PATCH 1 – Sweep.2, PATCH 2 – Sweep.3, PATCH 3 – Sweep.4, PATCH 3 – Loft.2, PATCH 5 – Loft.3)

9

Kolbenmulde

Die drei Analysearten „Environment Mapping“, „Isophote Analysis“ und „Connect Checker“ (von links nach rechts) geben einen Eindruck der Flächenqualität wieder. Zwischenergebnis ist

2_21_05_Brennraum_Halber_Brennraum.CATPart

7. Ergänzen der Geometrie

Durch einige kleine Operationen wird die Geometrie vervollständigt. Es entsteht die obere Kolbenfläche mit Mulde. Project.1

(„Normal“, Fusspunkt; Sketch-Plane.1)

Circle.3

(„Center and radius“, Project.1, Sketch-Plane.1, R50, „whole circle“)

Symmetry.1

(Join.2 an Sketch-Plane.2)

Fill.4

(Circle.3, punktstetig)

Join.3

(Join.2, Symmetry.1)

Trim.1

(Join.3 mit Fill.4)

Mit Trim.1 ist das Endergebnis erreicht. Es ist auch in folgendem Modell zu finden. Ergebnis ist

2_21_06_Brennraum_End.CATPart

Zur Modifikation der Mulde kann bspw. Sketch.1 modifiziert werden. Dazu muß in dieser Skizze unter Constraints die Coincidence.12 gelöscht werden. Dann kann die Kontur modifiziert werden.

10


Aufgabe 2_11


Voraussetzungen:


Modelle:

2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart 2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, ShapeFillet

Hauptziel dieser Übung ist das Üben einfacher Funktionalitäten zum Erzeugen planarer Flächen und zum Verrunden. Am Beispiel einer Ecke, in die 6 Kanten einlaufen, ist eine geeignete Strategie zum Verrunden zu erarbeiten. 1. Ergebnis


2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart

Das Startmodell beinhaltet Drahtgeometrie, die zur Flächenerzeugung benutzt werden soll. Im Bild oben ist das Ergebnis dargestellt. Alle Verrundungsradien R30 !

18. Juni 2001


Verrundungsfall „6 Kanten“ Das Startmodell beinhaltet: Explizite Drahtgeometrie (Linien) zur Erzeugung der Flächen

3. Empfohlene Vorgehensweise · Flächen mittels „Extrude“ aufbauen; vorhandene Linien als „Direction“ benutzen; Länge der Flächen ist frei wählbar · Verrunden der Flächen mit „ShapeFillet“ · Test des Modells auf Offsetfähigkeit 4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist mit prozeduralen Elementen aufzubauen (GSD Workbench)! Varianz ist nicht vordergründiges Ziel dieser Übung. Sie könnte aber erreicht werden durch: · Veränderung der Winkel zwischen den Flächen · Variable bzw. unterschiedliche Radien · Oder Koppeln aller Radien an einen treibenden Wert

2


Lösung 2_11


Voraussetzungen:


Modelle:

2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart 2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, ShapeFillet

Hauptziel dieser Übung ist das Üben einfacher Funktionalitäten zum Erzeugen planarer Flächen und zum Verrunden. Am Beispiel einer Ecke, in die 6 Kanten einlaufen, ist eine geeignete Strategie zum Verrunden zu erarbeiten. 1. Wand- und Bodenfläche für die Reserveradmulde erzeugen Laden des Startmodells Startmodell ist

2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart

Extrude.1 Extrude.2 Fillet.1

(Line.5 in Richtung Line.7; 0mm bis –120mm) (Line.5 in Richtung Line.3; 0mm bis –100mm) (ShapeFillet zwischen Extrude.1 und Extrude.2, R30, „Smooth“)

Extrude.3 Extrude.4 Fillet.2

(Line.6 in Richtung Line.4; 0mm bis 120mm) (Line.6 in Richtung Line.8; 0mm bis 100mm) (ShapeFillet zwischen Extrude.3 und Extrude.4, R30, „Smooth“)


3


Extrude.5 Extrapol.1 Fillet.3

(Line.7 in Richtung Z-Achse; -100mm bis 100mm) (Boundary von Extrude.5, L=100mm, „Tangent“, „Assemble result“) (ShapeFillet zwischen Fillet.2 und Extrapol.1, R30, „Smooth“)

Fillet.4

(ShapeFillet zwischen Fillet.3 und Fillet.1, R30, „Smooth“)

Ergebnis ist

4

2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart


Aufgabe 2_14

„Sharp Edge“ (Verrundungsübung)

Voraussetzungen:

Kenntnisse aus der V5 Grundschulung

Modell(e):

2_14_01_Sharp_Edge_Start.CATPart 2_14_02_Sharp_Edge_End.CATPart

Toolbar:

Operations (GSD Workbench)

Funktionen:

JOIN, EDGE FILLET, VARIABLE RADIUS FILLET

Diese Übung dient zum kennen lernen der Verrundungsfunktionen in CATIA V5. Das Arbeiten mit der Funktion „Join“ und das Ausführen von Änderungen sowie einfacher Operationen machen mit dem Handling der Funktion vertraut. Im Bild unten ist die zu erzeugende Geometrie bzw. Legende für die zu verrundenden Kanten abgebildet. A-Kanten: Türkis (R3) B-Kanten: Schwarz (R3 bis P5; ab P6 R2) C-Kanten: Neon Grün (R2) D-Kanten: Rot (R4) G-Kanten: Rosa (R1,5 bis P1; ab P2 bis P3 R0,5 und ab P4 R1,5) E-Kanten: Grün (R40) F-Kanten: Blau (R2)

P4 P6

P3 P5

P1 P2 1. Hinweise Nach dem Öffnen des Startmodells befindet sich importierte CATIA V4 Geometrie im Strukturbaum, welche zu einer Fläche verbunden werden muss. Sorgen sie für eine übersichtliche OpenBody-Struktur!

18. Juni 2001

E. Strohmer, Dr. E. Braß, W. Homolka IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services


2


Lösung 2_14

„Sharp Edge“ (Verrundungsübung)

Voraussetzungen:


Modell(e):

2_14_01_Sharp_Edge_Start.CATPart 2_14_02_Sharp_Edge_End.CATPart

Toolbar:

Operations (GSD Workbench)

Funktionen:

JOIN, EDGE FILLET, VARIABLE RADIUS FILLET

Im Bild unten ist das fertig verrundete Flächenmodell zu sehen.

1. Schritt 1:

Flächenverband erzeugen

Einfügen eines neuen OpenBody JOIN Funktion anwählen Alle nötigen Surfaces selektieren und JOIN erzeugen 2. Schritt 2:

Anbringen der Verrundungen

Verrundungen mit der Funktion EDGE FILLET: E-Kanten: R=40 (3 Kanten) D-Kanten: R=4 (14 Kanten) F-Kanten: R=2 (3 Kanten) Verrundungen mit der Funktion VARIABLE RADIUS FILLET: B-Kanten: R=3 bis P5 → R=2 ab P6; (Propagate Radius Fillet) G-Kanten: R=1,5 bis P1 → R=0,5 von P2 bis P3 → R=1,5 bis P4 (Propagate Radius Fillet mit Punktdefinition) Überlappende Verrundung mit der Funktion EDGE FILLET: E. Strohmer, Dr. E. Braß, W. Homolka IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

3

Sharp Edge (Verrundungsübung) C-Kante: R=2 (Propagate Radius Fillet) Verrunden und Ändern von Radien A-Kanten: R=3 (2 Kanten) Ändern dieses Radius auf R=2 Restliche Kanten mit R=3 verrunden und auf R=2 abändern

4

Hydraulik Topf

Aufgabe 2_15

Hydraulik Topf

Voraussetzungen:


Modell(e):

2_15_01_Hydrauliktopf_Start.CATPart 2_15_02_Hydrauliktopf_Drahtgeometrie.CATPart 2_15_03_Hydrauliktopf_Flaechen.CATPart 2_15_04_Hydrauliktopf_End.CATPart

Toolbar:

Wireframe, Surfaces, Operations (GSD Workbench)

Funktionen:

Revolution, Extrude, Fill, Sweep, Split, ShapeFillet, EdgeFillet

Diese Übung dient zum kennen lernen einiger Grundfunktionen in CATIA V5. Ziel ist es, ausgehend vom Startmodell einen Hydrauliktopf parametrisch-assoziativ aufzubauen. Im Bild links die Ausgangsdrahtgeometrie. Rechts im Bild das fertig verrundete Flächenmodell.

1. Hinweise Lage des Topfbodens [0, 0, 0]. Achten sie auf eine „saubere“ OpenBody-Struktur! Konstruieren Sie zunächst mit Extrude und Revolution ein Flächenmodell. Maße sind nicht vorgegeben! Orientieren Sie sich bzgl. der Größenverhältnisse an den vorgegebenen Rotationsachsen. Benutzen Sie Radien zwischen R3 und R10!

18. Juni 2001


Hydraulik Topf

2

Hydraulik Topf

Lösung 2_15

Hydraulik Topf

Voraussetzungen:


Modell(e):

2_15_01_Hydrauliktopf_Start.CATPart 2_15_02_Hydrauliktopf_Drahtgeometrie.CATPart 2_15_03_Hydrauliktopf_Flaechen.CATPart 2_15_04_Hydrauliktopf_End.CATPart

Toolbar:


Funktionen:

Revolution, Extrude, Fill, Sweep, Split, ShapeFillet, EdgeFillet

1. Skizzieren der Basiskonturen Die ZX Ebene wird aktiviert und der Sketcher aufgerufen (Sketch.1). Die Kontur für den Kegelstumpf wird mit einer Neigung von 25° zur Mittelachse und beliebiger Länge konstruiert. Sie sollte in etwa durch den oberen Endpunkt der Mittelachse verlaufen! Im nächsten Schritt werden zwei Ebenen (Offset zu XY) mit Abständen von 8 und 40mm erzeugt. Ein darauffolgender Split (Split.1) begrenzt die soeben erzeugte Linie an den beiden Ebenen. Es wird nun die Ebene Z=8 aktiviert und der Sketcher aufgerufen (Sketch.2). Der Kreis für den „unteren Zylinder“ wird beliebig groß und nicht im Nullpunkt skizziert (Vorsicht automatische Constraint-Vergabe)! Danach werden zwei Constraints vergeben. Zum einen „Coincidence“ (Kreis im Sketch Endpunkt Split.1) und zum anderen „Coincidence“ (Kreis im Sketch / Mittelpunkt). Damit wird der Kreisdurchmesser angepaßt. Im folgenden Sketch (Sketch.3; ZX Ebene) wird die Kontur für den Zylinder mit Fase konstruiert (Bild rechts). Die Mantelfläche hat eine Neigung von 60° zur Mittelachse. Die Fase steht senkrecht (H) auf der Mittelachse. Weiterhin wird der Endpunkt der Mantelfläche mit „Coincidence“ auf die Mittellinie gelegt. Der Sketch (Sketch.4, XY-Ebene) für den mittleren Zylinder wird nach neben stehender Abbildung erzeugt. Die Abstandsbemaßung bezieht sich auf die Ebenen YZ und ZX.


3

Hydraulik Topf 2. Flächen Es wird ein neuer OpenBody eingefügt und ein 360°- Revolution mit dem „Split.1“ um die Mittelachse erzeugt. Anschließend wird zum Einen der „untere Zylinder“ durch ein Extrude mit ausreichender Länge in positiver Z-Richtung generiert und zum Anderen der „Zylinder mit Fase“ durch ein Revolution von Sketch.2 um die gegebene Achse (Line.5). Weiterhin wird der „kleine Zylinder“ durch einen Sweep – Typ „Circle“ („Center and radius“) mit Radius 12mm um Line.4 und der „mittlere Zylinder“ durch ein Extrude in positive Z-Richtung und ausreichender Länge konstruiert. Im folgenden Schritt wird der zuletzt erzeugte Extrude an der Plane.5 gesplittet und alle Zylinder an der Außenseite mit fünf FillOperationen geschlossen. 3. Verrundungen Die Kante, welche am Rotationskörper „Zylinder mit Fase“ entstanden ist, wird mit der Funktion „EdgeFillet“ und R=5 realisiert. Alle anderen Verrundungen werden mit der Funktion „ShapeFillet“ erzeugt. Die Flächen des „unteren Zylinders“ und des Kegelstumpfes werden mit R=10 verrundet. Die Fläche des „kleinen Zylinders“ (Sweep) wird mit dem Ergebnis der vorherigen Operation und dem Radius R=5 verrundet. Sinngemäß gilt diese Vorgehensweise für alle restlichen Verrundungen, die einen Radius von 3mm haben.

4

Baugruppe „Jet-Engine“

Aufgabe 2_13


Voraussetzungen:


Modelle:

Jet_engine.CATProduct

GSD, Assembly “Wireframe”, Sketcher, Spline, Loft, Transformation, Connect Checker, Revolution, Smooth curve

2_13_01_Absorber_Start.CATPart 2_13_02_Absorber_Loft.CATPart 2_13_03_Absorber_End.CATPart 2_13_01_Konus_Start.CATPart 2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart 2_13_03_Konus_End.CATPart Thema dieser Übung sind neben Sketcher und einfachen Anwendungsfällen von Funktionen zur Flächenerzeugung vor allem auch Transformationen und Kurven-/Flächenanalysen. Objekt dieser Übung ist eine fiktive Triebwerksbaugruppe bestehend aus den zwei Bauteilen „Schalldämpfer“ und „Konus“ im Auslaßbereich. 1. Ergebnis Im Bild die fertige Baugruppe bestehend aus den beiden Einzelteilen, die nacheinander zu modellieren sind.

2. Vorgaben und Startmodell 18. Juni 2001


Baugruppe „Jet-Engine“ 2_13_01_Absorber_Start.CATPart 2_13_01_Konus_Start.CATPart

Startmodelle sind

Die Startmodelle beinhalten ausschließlich Drahtgeometrie, die als Ausgang zur Flächenerzeugung benutzt werden soll. Die Startmodelel beinhalten: Drahtgeometrie Flächen

zur

Erzeugung

der

Oben Mittellinie und Ursprung für den Absorber. Darunter Mittellinie und Kontur des Konus.

Links außen die Skizze für Section 1, rechts daneben die für Section 3. Der Ursprung liegt jeweils auf der Rotationsachse. Das Profil von Section 2 ist mit dem von Section 1 identisch, das Profil von Section 4 mit dem von Section 3.

Beachten Sie den Winkel von 15° für ein halbes Absorberelement!

2

Baugruppe „Jet-Engine“ Links die vier Sections. Die Zählung beginnt beim Ursprung, rechts im Bild. Die Abstände der Punkte vom Ursprung betragen: P1: 310mm P2: 320mm P3: 685mm P4: 695mm

Das Bild links ist ergänzt um die Führungskurven für die LoftDefinition. Die Führungskurven sind in geeigneter Weise aufzubauen!

3. Empfohlene Vorgehensweise

Aufbau des Absorbers · Konstruktion der Rotationsachse und Hilfsgeometrie · Skizzieren der beiden Konturen (Loft-Sections) für ein halbes Absorber-Element (lt. Vorgaben) · Erzeugen von Loft-Führungskurven aus Linien und Splines · Loft zur Erzeugung eines halben Absorber-Elementes · Transformationen zur Definition des kompletten Absorbers

Aufbau des Konus · Erzeugen des Konus · Analyse der Konusfläche mit Connect-Checker · Glätten der Profilkurve Dr. E. Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

3

Baugruppe „Jet-Engine“ · Konusfläche überarbeiten oder neu erzeugen? · Analyse wiederholen

Aufbau der Baugruppe · Ein neues Produkt erzeugen und benennen · Beide Bauteile als existierende Komponenten in die Baugruppe einfügen 4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist mit prozeduralen Elementen aufzubauen (GSD Workbench)! Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt! Vor der Analyse von Multi-cell Flächen müssen diese mit „Disassemble“ in explizite Geometrie umgewandelt werden. (Dazu am besten einen neuen OpenBody einfügen/aktivieren!) Testen Sie Änderungsmöglichkeiten (bspw. der skizzierten Konturen)

4


Lösung 2_13


Voraussetzungen:


Modelle:

Jet_engine.CATProduct

GSD, Assembly “Wireframe”, Sketcher, Spline, Loft, Transformation, Connect Checker, Revolution, Smooth curve

2_13_01_Absorber_Start.CATPart 2_13_02_Absorber_Loft.CATPart 2_13_03_Absorber_End.CATPart 2_13_01_Konus_Start.CATPart 2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart 2_13_03_Konus_End.CATPart Thema dieser Übung sind neben Sketcher und einfachen Anwendungsfällen von Funktionen zur Flächenerzeugung vor allem auch Transformationen und Kurven-/Flächenanalysen. Objekt dieser Übung ist eine fiktive Triebwerksbaugruppe bestehend aus den zwei Bauteilen „Schalldämpfer“ und „Konus“ im Auslaßbereich.

Aufbau des Absorbers 1. Skizzieren der beiden Konturen (Loft-Sections) für ein halbes Absorber-Element (lt. Vorgaben) Laden des Startmodells Startmodell ist

2_13_01_Absorber_Start.CATPart

Im Startmodell sind Achse und Ursprung bereits vorgegeben. Vom Ursprung aus können auf der Achse die 4 Punkte erzeugt werden. In jedem dieser Punkte wird eine Ebene normal zur Achse generiert.

P1 P2 P3 P4

(Point „On curve“, Axis, Distance = 310mm vom Ursprung , „Geodesic“) (Point „On curve“, Axis, Distance = 320mm vom Ursprung , „Geodesic“) (Point „On curve“, Axis, Distance = 685mm vom Ursprung , „Geodesic“) (Point „On curve“, Axis, Distance = 695mm vom Ursprung , „Geodesic“)

PLN Section 1 PLN Section 2 PLN Section 3 PLN Section 4

(„Normal to curve“, Axis, P1) („Normal to curve“, Axis, P2) („Normal to curve“, Axis, P3) („Normal to curve“, Axis, P4)

Mit dem Sketcher wird auf PLN Section 1 bzw. auf PLN Section 3 die vorgegebene Profilkontur gezeichnet. Benutzen Sie Konstruktionslinien und Constraints (Vertikal, Maße, Winkel). Erzeugen Sie zunächst einen beliebigen Vollkreis und passen ihn anschließend an (Mittelpunkt koinzident zum Ursprung; Durchmesser, Trim). Die Sections 2 und 4 entstehen durch Projektion.


5

Baugruppe „Jet-Engine“ Section 2 (Projection „Along a direction“, Section 1 – Sketch, PLN Section 2, Axis) Section 4 (Projection „Along a direction“, Section 3 – Sketch, PLN Section 4, Axis) 2. Erzeugen von Loft-Führungskurven aus Linien und Splines Zur Flächenerzeugung werden zwei Führungskurven (Guide) benötigt. Sie werden über die Vertices der vier Sections erzeugt. Die Vertices der jeweils äußeren benachbarten Sections werden mit je einer kurzen Linie verbunden. Die Verbindung der inneren beiden Sections erfolgt durch einen Spline tangential in die benachbarten Linien. Der Spline liegt auf einer Supportebene. Eine Supportebene ist ZX, die zweite ist zu ZX und um 15° um die Axis geneigt zu erzeugen!

Für jede der beiden Seiten sind je 2 kurze Linien und der Spine dazwischen zu einer Kurve zusammenzufügen! Dabei entstehen die Elemente „zx Guide“ und „zx15 Guide“. Wegen des einfachen Aufbaus wird hier auf eine detailliertere Darstellung verzichtet.

3. Loft zur Erzeugung eines halben Absorber-Elementes

6

Baugruppe „Jet-Engine“ Jetzt kann die Loft-Fläche definiert werden. Sie besteht aus 4 Sections, 2 Guides mit tangentialen Referenzflächen und einem Spine („Axis“). Tangentiale Referenzen können Flächen (z.B. Sweep, Extrude) oder Planes (?) sein.


2_13_02_Absorber_Loft.CATPart

4. Transformationen zur Definition des kompletten Absorbers

Durch Transformationen (Symmetrie und Rotation) entsteht aus der Loft-Fläche das Absorbermodell: Variante 1: Symmetrie.1 Element.1 Element.2 Element.3

Join.4 Element 4-6 Element 7-9 Element 10-12

(Loft.1 an ZX plane) (Join von Loft.1 und Symmetrie.1) (Rotate Element.1 um „Axis“ mit 30°) (Rotate Element.1 um „Axis“ mit 60°)

(Join von Element.1, Element.2 und Element.3) (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 90°) (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 180°) (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 270°)

Variante 2: Dr. E. Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

7

Baugruppe „Jet-Engine“ Symmetrie.1 (Loft.1 an ZX plane) Element.1 (Join von Loft.1 und Symmetrie.1) Element 2-12 (Rotate Element.1 um „Axis“ mit 30° und Option „Repeat object after OK“ und Eingabe von 10 Wiederholungen) Ergebnis ist

2_13_03_Absorber_End.CATPart

5. Änderungsmöglichkeit Editieren des Section 3 – Sketch: Lösche Distanz 367.5 Lösche Maß 220.5 Lösche Winkel 15° Fixiere Schnittpunkt der vertikalen Konstruktionslinie mit Kreis R61.25 Fixiere Schnittpunkt der schrägen Konstruktionslinie mit Kreis R22 Modifiziere R61.25 à z.B. auf R70 Exit Sketcher und Update

Aufbau des Konus 6. Erzeugen des Konus und Analyse der Konusfläche mit Connect-Checker Laden des Startmodells Startmodell ist

2_13_01_Konus_Start.CATPart

Im Startmodell sind Kontur und Achse bereits vorgegeben. Die Konusfläche wird durch Revolution der Kontur um die Achse (0 bis 360°) erzeugt. Eine deutlich sichtbare umlaufende Lichtkante gibt Anlaß zur Vermutung schlechter Flächenqualität. Ein Test mit Connect Checker soll Aufschluß geben. Dazu wird ein neuer OpenBody „Test 1“ eingefügt. Durch Selektieren der „Konusflaeche 1“ und Ausführen von Disassemble wird die Konusfläche in 4 Teilflächen zerlegt. Die Analyse mit dem Connect Checker liefert eine Winkelabweichung von max 2.702° - eindeutig zu viel! Was tun – am besten die Kurve glätten (unter Vernachlässigung der Abweichungen). Zwischenergebnis ist

8

2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart

Baugruppe „Jet-Engine“ 7. Glätten der Profilkurve und Konusfläche überarbeiten oder neu erzeugen und Analyse wiederholen

Zunächst wird ein neuer „OpenBody“ eingefügt „Konus 2“. Dann wird die Kurve geglättet: Kontur geglaettet

(Smooth curve, Kontur, TangencyThreshold = 3°) Wert wird nach Analyse gewählt! Die neue Kontur kann entweder in den vorhandenen Konus „eingebaut“ werden oder es wird ein neuer Konus erzeugt, disassembled und analysiert!

Ergebnis ist

2_13_03_Konus_End.CATPart

Aufbau der Baugruppe In einem abschließenden Schritt ist ein neues Produkt zu erzeugen und zu benennen. In dieses Produkt werden die beiden Bauteile als existierende Komponenten eingefügt.


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Aufgabe 2_41


Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_41_Joggle_offset_01_start.CATPart 2_41_Joggle_profile_01_start.CATPart

GSD

Es sind einfache PowerCopies zu erstellen, die zur schnellen Detaillierung von Modellen dienen. Joggles unterstützen den Schweißvorgang im Karosserierohbau. Die Geometrie kann sehr einfach erzeugt werden, aber es ist immer notwendig, das gewünschte Änderungsverhalten im Auge zu behalten. Desweiteren sollen mit diesen PowerCopies Parameter, Formeln und Design Tables gespeichert werden. Dies sind Möglichkeiten der Wissensspeicherung, die einfach angewendet werden können. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Template Nut „Joggles“ 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter dem OpenBody „Inputs“. Da das Modell zur einfachen Wiederverwendung in einem Katalog als „PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist von Beginn an auf die Baumstruktur zu achten. Man sollte sich an die bewährte PowerCopy-Struktur halten! Das Startmodell beinhaltet: Boundary_Guide: Position: Surface support:

rosa Kurve schwarzer Punkt graue Fläche

Diese Elemente sind die geometrischen Inputs für die Definition des Joggle. Sie sollen austauschbar sein.

Beim Joggle spielt der Verlauf der Guide-Kurve eine Rolle. Normalerweise sollte er gerade sein. Wir wollen aber bewußt einen allgemeineren Fall (gekrümmte Boundary) betrachten. Beim parametrischassoziativen Konstruieren ist es immer besser den komplexeren Fall zu beschreiben. Dann sollte der einfachere Fall auch handhabbar sein! Technisch ist es eine weitere Fragestellung, ob der Joggle eine ebene Fläche besitzt oder er dem Flächenverlauf folgen soll. Es wurden zwei Lösungsmöglichkeiten erarbeitet, um diese Frage anzugehen. 3. Empfohlene Vorgehensweise Basierend auf der Guidekurve, werden Stützflächen entrsprechend der Joggleform erstellt und anschließend verrundet Erstellung eines Profils im Sketcher, das den Joggle beschreibt Flächen erzeugen und verrunden Geometrie als PowerCopy definieren und – bei Bedarf - im Katalog speichern. 4. Anmerkungen Die Arbeit mit Design Tables ist unter UNIX etwas eingeschränkter als unter Windows NT/2000. Nachteilig sind die mangelhaften Editiermöglichkeiten der Textfiles (ASCII-Tabellen). Wie Knowledge in einem PowerCopy gespeichert wird, hängt sehr stark von der Elementdefinition ab. Achten Sie daher auf die hier beschriebenen Tips!

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Lösung 2_41


Modell(e):

2_41_Joggle_offset_01_start.CATPart 2_41_Joggle_offset_01_step_0x.CATPart 2_41_Joggle_offset_01_end.CATPart 2_41_Joggle_profile_01_start.CATPart 2_41_Joggle_profile_01_step_0x.CATPart 2_41_Joggle_profile_01_end.CATPart

Der erste hier angebotene Lösungsweg basiert auf einem Offset der Randkurve „Boundary_guide“, d.h. die Jogglefläche entspricht der des Flanschs. Es sind nur wenige Parameter und Formeln definiert worden. Der Anwender sollte jedoch die wichtigsten Parameter und deren geometrischen und technologischen Abhängigkeiten kennen und mittels Knowledgeware beschreiben können. Die zweite Lösung bietet eine andere Definitionsform des Joggles. Diesmal ist ein Profil im Sketcher erzeugt worden. Parameter können dort direkt verändert und mit Hilfe einer Design Table effizient verwaltet werden.

Variante 1 1. Geometrie für „Joggle Offset“ Startmodell:

2_41_Joggle_offset_01_start.CatPart

2 Punkte von Boundary-guide ab Position 2 Planes „normal“ an den Punkten Boundary-guide nach innen splitten Plane tangential zur Support_sur auf Position Ref_Sweep darauf referenzierend senkrecht

(Point / On curve / 50 mm.) (Plane / Normal to curve) (Split) (Plane / Tangent to surface) (Sweep / with Ref_sur)

Deie letzte Sweep-Fläche ist eine Stütztfläche für die Verschiebung der gesplitteten Guide nach oben. Die endgültige Breite des Joggles wird allerdings erst im nächsten Schritt festgelegt. Folgen Sie der Erzeugungsvorschrift weiter ... Modell(e):

2_41_Joggle_offset_01_step1.CatPart


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Template Nut „Joggles“ 2. Flächen des „Joggle Offset“

Plane “normal” to Boundary_guide on position Getrimmte Kurve parallel auf Ref_Sweep verschieben Intersec Normal Plane mit Parallel curve 2 Punkte auf Parallel für Joggle_Breite 2 Ebenen normal zu Parallel Sweep aus Parallel referenzierend auf Ref_Sweep 2 Intersection-Kurven mit inneren Planes 2 Sweeps mit Neigung nach außen aus Intersects Joggle Sweeps verrunden Joggle mit Surface_support verrunden

(Plane / Normal to curve) (Parallel / Euclidean / 15 mm.) (Intersec) (Point / On curve / 30 mm.) (Plane / Normal to curve) (Sweep / with Ref_sur / 90°, 0, 100) (Intersec) (Sweep / with Ref_sur / 65°, 100, 0) (Fillet / Skin-Skin / R=5) (Fillet / Skin-Skin / R=7)

Damit ist die Geometrieerzeugung abgeschlossen. Eine weitere Möglichkeit für die seitlichen Sweeps wäre, eine Fläche zwischen zwei Schnittkurven (with two Limits) zu definieren. Die Schnittkurven würden sich aus einem analogen Vorgang mit den äußeren Ebenen an der gesplitteten “Boundary_Guide” ergeben. Dann wären “Außenbreite” und “Innenbreite” die beschreibenden Parameter. Modell(e):

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2_41_Joggle_offset_01_end.CatPart


Variante 2 3. Geometrie für „Joggle Profile“ Startmodell:

2_41_Joggle_profile_01_start.CatPart

Als erstes müssen die Ebenen definiert werden, die für das Modell ausschlaggebend sind, um dann den Sketch zu erzeugen. Um eine Führungskurve für den Sweep/Typ „Explicit“ zu erstellen, wird eine Fläche tangential am Flansch erzeugt. Anschließend werden die Flächen verrundet. Plane tangential zu Surf_support Plane normal to guiding curve Sketch mit joggle-profil in letzter Plane Line normal to plane on Position-point Sweep with reference to tgt. Plane Intersec normal pln with Sweep

(Plane / Tangent to surf ) (Plane / Normal to curve ) (Sketch / with Ancher-point) (Line / Normal to surface / Mirrored extent) (Sweep / with Ref_surf / 0°, 0, 100) (Intersec)

Die Positionierung des Profils ist nicht immer einfach. Am besten ist es, den Sketch bzgl. eines Punktes (Position) zu referenzieren und diesen anschließend als Anchor-Point verwenden. Verwenden Sie die Sweep-Fläche als Referenz. Modell(e):

2_41_Joggle_profile_01_step2.CatPart

Sweep „explicit“ with Ref-surface Verrunden

(Sweep / Profile / With Ref_surf / Anchor point) (Fillet / Skin-skin)

Bringen Sie den OpenBody „Operations“ ins „Hide“ und das Geometrieergebnis in den übergeordneten OpenBody. Damit ist die Modellierung der Geometrie fertig. W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

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Template Nut „Joggles“ Modell(e):

2_41_Joggle_profile_01_end.CatPart

4. Erstellung einer PowerCopy mit Parametern Jetzt geht es darum, Formeln und Parameter des Modells in die PowerCopy zu speichern. Sie sollen beim wiederholten Einsatz der PowerCopy in das entsprechende Modell übertragen werden. Dabei spielt die Art und Weise der Definition des PowerCopy eine entscheidende Rolle. Sind in der PowerCopy keine Parameter definiert, so überträgt die PowerCopy weder Parameter noch Formeln. Alle verwendeten Parameter werden als absolute numerische Werte übertragen. Man kann einzelne Parameter während der PowerCopy-Definition selektieren und benennen (PublicName). Beim Einsetzen der PowerCopy können diese Parameterwerte direkt aktualisiert werden. Desweiteren tauchen in dieser Auswahlliste nur die Parameter auf, die im Modell selber nicht explizit definiert wurden. Somit ist dieser Vorgang für lokale Parameter empfehlenswert. In unserem Beispiel sind das die Verrundungsradien.

Baumstruktur anpassen Parameter für PowerCopy definieren Formeln und Abhängigkeiten festlegen Definiere Parameter „Joggle_halbe_breite“ (Formula / Add new parameter / lenght = 30) Definiere Formel für Aussenpunkte (Formula=Joggle_halbe_breite + 20) Definiere Parameter Offset_wert (Formula / Add new parameter / lenght = 20) Formeln im Tree definieren mit Kontextmenü Weitere Formeln nach Wunsch und Notwendigkeit definieren Beim Definieren der PowerCopy werden nicht nur der entsprechende OpenBody, sondern auch die einzelnen Parametern, die übertragen werden sollen, angeklickt. Es ist zu erkennen, daß das System sie und die dazugehörigen Formeln in die PowerCopy-Struktur integriert. Modell(e):

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2_41_Joggle_offset_01_end_PC.CatPart

Template Nut „Joggles“ 5. Erstellung einer PowerCopy mit Design Table Jetzt geht es darum Design Tables in didere PowerCopy zu speichern bzw. in das Modell zu übertragen. In diesem Fall werden die wichtigen Parameter im Profilsketch definiert und sollen mit User-Parametern belegt werden.

Baumstruktur in Joggle-profile anpassen 4 Parameter für PC definieren und

(Joggle_Gesamtbreite, Joggle_Radius, Joggle_Winkel

Joggle_Offset) Formeln und Abhängigkeiten festlegen Design Table erstellen (Design Table / Create ... with current parameter values) als „Destination“ OpenBody „Power_Copy“ selektieren Edit table (Excel ?) (Neue Konfigurationswerte eingeben) Konfigurationen testen und Modell speichern Um die Design Table auch im PowerCopy zu speichern sind die im Schritt 4 beschriebenen Regeln zu beachten. Klicken Sie auch die geforderten Parameter während der Definition an, so daß diese automatisch übertragen werden. Modell(e):

2_41_Joggle_profile_01_end_PC.CatPart

6. PowerCopies in einem Katalog speichern Die soeben erstellten PowerCopies sollen in einem vorher definierten Katalog abgelegt werden. In der UNIX-Umgebung spielt der Pfad des Katalogs eine wichtige Rolle. Der Katalog sollte mindestens in der selben Verzeichnisebene wie die Dateien liegen, oder die Searchorder wird entsprechend definiert. 7. Zu diskutierende Fragen Technologisch interessant wäre die Klärung, ob Joggles planar sind oder der Flanschtopologie folgen Inwiefern spielt die Ziehrichtung eine Rolle / sollte man diese in die PowerCopy einbinden?


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Styling- und Motorhaubenadapter

Aufgabe 3_73


Voraussetzungen:

CATIA Workbench OPTIONS

Modell(e):

Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart Motorhaubenadapter.CATPart STYLE_A_1.model

GSD, CATIA V4, V3 (Interoperability), ASS, FSS für Publication und V4/V5-Space (?)

In dieser Übung wird ein Adapter-Modell aufgebaut. Es entkoppelt die Eingangsdaten für den Bereich der Motorhaube vom Styling-Modell. Die Struktur dieser Daten ändert sich in den meisten Fällen nicht mehr. Die genaue Formgebung aber ist von vielen Faktoren abhängig und daher eher änderungsanfällig. Da diese Daten bestimmend für die nachfolgenden Schritte im Konstruktionsprozeß sind, werden Methodiken entwickelt um Änderungsschleifen zu minimieren. Um schneller und vor allem gezielter auf diese Änderungen reagieren zu können, bildet man ein Adaptermodell, das von einem neuen Styling schnell aktualisiert werden kann und darüber auch die assoziativ verknüpfte Konstruktion. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Styling- und Motorhaubenadapter 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell soll vom Teilnehmer selbst erzeugt werden, denn es handelt sich um eine komplette Produktstruktur. Sie soll ein V4-Modell als Referenz und ein Part (Styling_adapter_A_1) enthalten, aus dem das Adaptermodell erzeugt wird. Das Startmodell beinhaltet: Erstellen Sie einen Produkt mit der dargestellten Struktur und importieren Sie die dazu notwendige Geometrie Inputs sind eine Surface und drei darauf liegende Kurven.

Die Daten aus dem Styling haben unterschiedliche Qualität und sogar verschiedene Formate. In diesem Beispiel werden V4-Daten aus einem Strak verwendet. Die Vorgehensweise ist jedoch für die meisten Fälle die gleiche. 3. Empfohlene Vorgehensweise Übertragung der Geometrie von V4 nach V5 Analyse der Daten und gegebenenfalls (zulässige) Änderungen vornehmen Elemente publizieren Beschnittflächen für die Motorhaube erstellen Referenzen für Verstärkungselemente publizieren Verrunden und Aufdicken 4. Anmerkungen Diese Übung beinhaltet eine sehr wichtige Methodik, die für weitere Aufgaben bestimmend ist. Obwohl sie einfach zu erzeugen ist, verlangt sie eine vertiefte Einarbeitung in die parametrisch-assoziative Konstruktionsmethodik. Es sei darauf hingewiesen, daß die hier beschriebenen Schritte nicht unbedingt eine technologisch richtige (produktionsfähige) Lösung darstellen. Die Konstruktionsvorschrift kann verschiedentlich davon abweichen, aber die zugrunde liegende CAD-Methodik hat durchaus Bestand.

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Lösung 3_73


Modell(e):

Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart Motorhaubenadapter.CATPart Style_A_1.model

Die folgende Aufgabe beschreibt eine wichtige Methodik, um die Vorteile eines parametrisch-assoziativen Systems mit der MML-Technologie zu verbinden. Sie beschreibt eine Vorgehensweise, um Daten aus dem Styling in das Konstruktionsmodell zu übertragen. Die Besonderheit besteht darin, daß die Stylingelemente zwar grundsätzlich bestimmt sind, aber in ihrer geometrischen Definition jedoch häufigen Änderungszyklen unterliegen. Ideal wäre die Möglichkeit, solche Styling-Änderungen automatisch mit den assoziativen Modellen zu synchronisieren. Dazu wird ein sogenanntes Adaptermodell verwendet. Am Beispiel einer Motorhaube wird diese Methodik gezeigt und in einer weiteren Aufgabe ein Teil einer Innenblechverstärkung modelliert. In einem weiteren Schritt wird das Adaptermodell mit neuen Stylingdaten synchronisiert. Die daraus abhängige Geometrie soll sich entsprechend an die neue Topologie anpassen. 1. Strukturieren des Produktes und Importieren von V5-Daten

Öffne ein neues Produkt Importiere V4-Stylingdaten (STYLE_A_1.model) Füge ein neues Teil in die Struktur ein Importieren der Geometrie in V5 ( *SUR, *CRV) Produkt und Teil benennen und speichern Die Elemente mit Affinity als V5 definieren Geometrie benennen

(New / Product) (Insert / Existing component /....) (Insert / New Part / ...) (Copy / Paste) (File / Save all as) (Affinity / Ratios 1/1/1) (Kontextmenü..)

Die Operation Affinity wird eingesetzt, ähnlich wie bei CATIA V4 die „Unspec transformation“ unter SKIN. Dadurch erhält man ein V5-Element. Die Option (File / Save all as) sieht im ersten Augenblick etwas verwirrend aus. Sie ermöglicht aber alle wichtigen Angaben zur Speicherung, inklusive Auswirkungen auf andere Produktelemente. Besonders innerhalb komplexer Produktstrukturen ist es empfehlenswert, mit dieser Funktion zu arbeiten.


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Styling- und Motorhaubenadapter 2. Vorbereiten von Stylingdaten Stylingdaten sind nicht immer sofort für die Konstruktion verwendbar. Je nach Konstruktionsabsicht sind Extrapolationen, Änderung von Elementeorientierungen und Flächenmanipulationen notwendig. Es ist zweckmäßig getrennte OpenBodies für die Flächen- und Kurvenbehandlung zu definieren. Achten Sie dabei immer darauf, welche Elemente übereinander im „Show“ liegen. Am besten durch Farben kennzeichnen.

Damit die darauf aufbauenden Modelle „sauber“ laufen, müssen die Elemente im Adaptermodell eine analoge Richtung aufweisen. Im unserem Fall sollen alle Flächenvnormalen zum Fahrzeug-Inneren und alle Kurven im Uhrzeigersinn (zum Fahrzeug gesehen) gerichtet sein. Flächenbehandlung Check Orientation Distance analysis mit V4-Import

(Extrapolate / Curvature??? /...hier nicht nötig) (Orientation / Reset to original) (hier nicht nötig / Abweichungen = 0 mm.)

Die Kurvenbehandlung richtet sich nach der Qualität der importierten Kurven. Die Schritte sind analog wie oben beschrieben. Für den ersten Stylingadapter sind nur die Kurvenorientierungen zu untersuchen. Man bemerkt jedoch, daß die hintere Kurve eine Krümmungsunstetigkeit aufweist. In einem letzten Schritt wird eine einfache Ebene erzeugt, die als Ziehplane dienen soll. Check Kurvenrichtung (in Uhrzeigersinn) (Invert Orientation / Reset initial / Change) Krümmungsanalyse (FSS) (Porcupine Curvature analysis / select element) Distance analysis (FSS) (Distance Analysis / select surface and one curve) Offset Plane von xy-Plane (Offset / 100 mm.) Datumelement erzeugen (Kontextmenü / Isolate) Setzen Sie die Netzplanes ins „Hide“ Mit Kompass Plane (Farbe ist schwarz) um 10° um die Y-Achse drehen und speichern. Elemente mit Farbe identifizieren und speichern Modell(e):

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Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart

Styling- und Motorhaubenadapter 3. Publizieren von Elementen

Für das Publizieren der Fläche und der drei Kurven muß die Assembly Workbench auf Part-Instanz Ebene aufgerufen werden. Dort die entsprechende Option suchen und die Elemente selektieren und benennen. Tip: Merken Sie sich die „publish names“, denn diese sollen in weiteren Adaptermodellen gleich lauten. Part-Instance (ASS-Workbench) Selektiere Kurven, Flächen und Plane Speichern

(Tools / Publication Management) (Add / ....) (File / Save all)

Die Funktion (Publication-Management) bietet umfangreiche Editiermöglichkeiten und auch in den Options sind verschiedene Schalter, die durchaus eine wichtige Rolle bei der MML-Methodik spielen. Hier einige Hinweise: Options check Selektionsmöglichkeit von Sub-Elemente ausschalten?

(Shape / General / External References) (Tools / Publication Mgmt. / Selection)

Die Elemente können im Tree oder direkt am Modell selektiert werden. Im letzteren Fall kann es aber passieren, daß man ein falsches Element (z.B. darüberliegendes) erwischt. Außerdem sollen publizierte Elemente unterhalb der erzeugenden Part-instanz angeordnet sein. Dadurch wird sichergestellt, daß der „Publish name“ und Modellzugehörigkeit eindeutig definiert sind. Damit ist der Styling-Adapter fertig. Modell(e):

Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart


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Styling- und Motorhaubenadapter 4. Beschnittfläche der Motorhaube Mittels der Stylingkurven soll die tatsächliche Motorhaubenfläche erstellt werden. Dazu muß der Fugenabstand abgetragen werden. Solche Abstände direkt an der Fläche bspw. durch „Parallel Curve“ zu definieren, könnte wegen der Flächenkrümmungen zu Ungenauigkeiten führen. Es wird empfohlen, die Kurven auf eine Plane (sinnvollerweise die Ziehplane) zu projizieren und dort den Abstand zu definieren. Für die Abstellungen und die Beschnittfläche der Motorhaube sollen die Elemente direkt aus dem vorher erzeugten Adaptermodell verwendet werden. Dazu selektieren Sie das Geometrieelement oder im Tree unter Publication. Achtung - nicht das Ursprungselement anklicken, denn sonst erzeugen Sie einen Reference-Link direkt zum Element!

In dem Augenblick wo Sie ein publiziertes Element in die Erzeugungsvorschrift eines neuen Parts einbinden, erstellt das System sogenannte „External References“. Bei „published elements“ erscheint das Element-Icon und ein blaues „ P „, gefolgt vom Namen und der Instanzzugehörigkeit. Sollte der MML verloren gehen oder eine Synchronisierung notwendig sein, so erscheint das „ P „ in roter Farbe. Als erstes werden Referenzachsen und eine Ziehrichtung definiert. Diese sind von der publizierten Ziehplane abhängig. Neues Part ins Produkt einfügen Benennen und speichern Ursprungspunkt erzeugen 2 Normalen in x und y Richtung (800 mm.)

(Insert / New Part / ) (File / Save all as / ) (Point / Coordinates) (Line / Normal to pln / Mirrored extent) (Project) / Normal) (Intersec) (Line / Normal to plane)

Projizieren Sie diese Achsen auf die Ziehplane Finden Sie den Schnittpunkt Normale zur Ziehplane als Ziehrichtung Ursprungselemente ins NS, Ziehplaneelemente schwarz Frontkurve (Public element selektieren) auf Ziehplane (Project / along direction) Abstand für Fugenkante auf Plane abtragen (4 mm.) (Parallel / Richtung nach innen) Auf Aussenhaut zurückprojizieren (= neue Beschnittkurven) (Project / along direction) Vorgang für die Seiten- und Hintere Kurve wiederholen Außenhaut an den drei Beschnittkurven neu begrenzen, Beschnittfläche (Split) Der Splitvorgang kann vereinfacht werden. Dazu einfach die Splitelemente in entsprechender Reihenfolge selektieren und jeweils die richtige Seite wählen. Somit ist die Beschnittfläche mit den dazugehörigen Kurven erzeugt. Der nächste Schritt erstellt notwendige Abstellungsflächen für die Innenblechver-stärkung. Modell(e):

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Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart Motorhaubenadapter_step_01.CATPart

Styling- und Motorhaubenadapter 5. Abstellungen

Diese Flächen sind für das Bördeln der Innenblechverstärkung nötig. Auf eine technologisch richtige Lösung wird hier nicht tiefer eingegangen. Die Beschnittkurve soll entlang der Abstellfläche um die 3fache Blechstärke verschoben werden. (Sie beträgt hier s = 2 mm.). Neuen OpenBody für senkrechte Abstellungen (Insert / Open_body) 3 Sweeps zur Stylingfläche, Spine ist die entsprechende Achse (Sweep / Ref_surf / 90°, 0, 30) Beschnittkurven um 3x Blechstärke auf Sweep verschieben (Parallel, 6mm) 3 Sweeps senkrecht nach innen (Sweep / Ref_surf / 90°, 0, 18) Publizieren Ziehrichtung, Beschnittkurve_seite und Abstellung_seite (3 Elemente publizieren) Folgender Vorgang soll an allen drei Beschnittkurven wiederholt werden. Versuchen Sie es mit “Insert / Advanced Replication tools /Duplicate OpenBody”. Passen Sie danach die Abstände und Namen an: Boundary-points an Endstellen Space-points auf Kurven in 18 mm Abstand Normal Planes um Abstellungen zu trimmen Duplicate OpenBody (2x) Innere Abstellungen mit Senkrechter Abst. verrunden (R = 2.2 mm.) Abstellungen an Planes schneiden

(Point / On curve / Extremity) (Point / On curve / Distance) (Plane / Normal to curve) (Fillet / Skin-Skin) (Split)

Logischerweise ist der Abstand der Trim-Planes an der Symmetrieebene (xz-Plane) gleich Null zu setzen. Die Abstände an der hinteren Ecke sind auch etwas größer zu definieren. Damit sind die beschnittenen Flächen und Abstellungen für die Motorhaube definiert. Dieses Modell gilt auch als Adaptermodell, denn es enthält Geometrie, mit deren Hilfe weitere Teile definiert werden. Für die vollständige Motorhaubenverstärkung müssten die entsprechende Kurven und Abstellungen auch an Front- und Hinterseite publiziert werden. Das ist jetzt aber nicht notwendig, da die Verstärkung nicht auskonstruiert wird. Im folgenden Schritt sollen die Flächen miteinander verrundet und schließlich aufgedickt werden. Modell(e):



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Styling- und Motorhaubenadapter 6. Verrunden der Motorhaube

Beschnittkurven verrunden, Support ist aussenhaut (Corner / trim / R = 2.5 mm.) Beschnittfläche an neuer Cornerkurve spliten (Split) Pipe entlang der Cornerkurve (R = 2.2 mm.) (Sweep / Circle / Center and Radius) 3x Schnittkurven mit Abstellungen (Intersec) Abstellungen an Schnittkurven trimmen (Split) Verrundete Beschnittfläche mit Pipe schneiden und splitten (Intersec) 3x Sweeps zwischen Intersections, Surface ist Beschnittfläche (Sweep / Circle / two guides and tangent) 7 Flächen zusammenführen (Join) Damit ist die gesamte Motorhaube modelliert und verrundet. Jetzt geht es darum, das Stylingmodell zu ersetzen und zu sehen, daß die Konstruktion robust genug ist (“durchläuft”). Modell(e):

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Styling- und Motorhaubenadapter 7. Vorbereiten eines zweiten Stylingmodells Um Zeitersparnisse bei der Anwendung dieser Methodik zu erkennen, soll ein neues Styling als Adaptermodell vorbereitet werden. Starten Sie aus dem vorgegebenen Produkt. In ihm wurde nur die notwendige V4-Geometrie importiert. Das V4-Modell enthält auch die A_1 Geometrie, so können die Unterschiede sichtbar gemacht werden.

Öffne Styling_dummy.CATProduct Affinitätoperationen an drei Kurven und einer Fläche Teste Orientierung Mit Farbe kennzeichnen und Elemente publizieren Speichern

(Affinity / 1,1,1) (Invert orientation / Reset original?)

Die genaue Vorgehensweise wurde schon im Schritt 2 beschrieben. Die Elemente sollen jetzt publiziert werden. Es ist dabei sehr wichtig, daß die Geometrien genau die gleichen Namen bekommen wie die analogen Elemente im V5_Stylingadapter_A_1. Nur so kann das System die entsprechende Elemente in der Motorhaubenstruktur wiederfinden. Modell(e):

Styling_dummy.CATProduct Style_A_2.model V5_Stylingadapter_A_2.CATPart


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Styling- und Motorhaubenadapter 8. Stylingänderungen an der Motorhaube Im Produkt “Motorhaube” wird jetzt eine Komponente ersetzt: V5_Stylingadapter_A_1.CATPart Dies geschieht in der “Product Structure” Workbench. Die neuen Stylingdaten zwingen das System zu einer Aktualisierung der assoziativen Geometrie, in diesem Fall der Motorhaube und später der Verstärkung.

Styling Komponente ersetzen Aktualisieren auf Strukturebene Einzelteile mit Update.

(MB 3 / Components / Replace components) (Update) (MB 3 / Object /Synchronize all)

Der Update läuft aber nicht durch. Beim Erzeugen der ersten Cornerkurve kann das System keinen gemeinsamen Schnittpunkt finden. Analysieren Sie warum es nicht möglich ist .....! Modell(e):

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Styling_dummy.CATProduct Style_A_2.model V5_Stylingadapter_A_2.CATPart V5_Stylingadapter_A_2_step_01.CATPart

Styling- und Motorhaubenadapter 9. Sytlinganpassungen Das Problem liegt darin, daß sich die Stylingkurven vorn nicht schneiden. Untersuchen Sie dies im Modell V5_Stylingadapter_A_2_step_02.CATPart.

Die Front- bzw. die Seitenkurve sollen extrapoliert werden. Testen Sie, ob hinten auch ein Schnittpunkt vorhanden ist. Dabei ist es hilfreich (View / Magnifier) zu verwenden. Öffnen Sie einen neuen OpenBody für die Änderungen. Edgepunkt der Frontkurve selektieren und 10 mm. Teste auf Schnittpunkt Edgepunkt der Seitenkurve selektieren und 3 mm. Neue Kurve Farbe und alten ins “Hide”.

(Extrapol / Tangency / Support: aussenhaut) (Intersec / Cancel) (Extrapol / Tangency / Support: aussenhaut)

Die alten Kurven müssen im Publication Management ersetzt werden. Dazu die Option Modify im Menü verwenden und die neuen Kurven anklicken. Datei speichern und schließen. Schritt 9 soll wiederholt werden. Diesmal läuft der Update. Es ist noch ein weiterer Stylingadapter vorbereitet: V5_Stylingadapter_S_1.

Modell(e):

Styling_dummy.CATProduct Style_A_2.model V5_Stylingadapter_A_2.CATPart V5_Stylingadapter_A_2_step_02.CATPart


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Styling- und Motorhaubenadapter 10. Aufdicken der Motorhaubenfläche

Es wird empfohlen, diesen Teil der Übung erst nach der Aufgabe „Seitenverstärkung“ auszuführen. Die Vorgehensweise ist einfach. Achten Sie darauf, daß die Vektoren nach innen zeigen! Wechseln zur Part Design Workbench Ergebnisfläche um 1.8 mm aufdicken. Volumendurchdringung untersuchen Mit Farbe kennzeichnen und speichern

(Thick surface / 1. Offset)

Die Motorhaube und dazu gehörige Abstellungen wurden modelliert. Das Zusammenfügen der Seitenverstärkung kann beispielsweise in der DMU-Workbench untersucht werden. Modell(e):

Motorhaube.CATProduct V5_Stylingadapter_A_1.CATPart Motorhaubenadapter_end.CATPart Seitenverstaerkung_end.CATPart

11. Sonstiges Raum für Weiterentwicklungen

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DMU-Analyse

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Technologische Korrektheit der Lösung diskutieren

Seitenverstärkung

Aufgabe 3_73

Seitenverstärkung

Voraussetzungen:

CATIA Workbench OPTIONS

Modell(e):


GSD, ASS, FSS, Part-design für Publication

Diese Übung knüpft an die des Motorhaubenadapter an. Aus den Resultaten der vorangegangenen Aufgabe werden weitere Teile konstruiert. Beschnittkurve und Abstellfläche sollen als Referenz für die Konstruktion der Seitenverstärkung dienen. Die komplette Innenblechverstärkung der Motorhaube referenziert auf Elemente des Motorhaubenadapters. Diese sollen sich nach gegebenen Stylingänderungen auch entsprechend anpassen. Man sollte sich jedoch dessen bewußt sein, daß mit zunehmender Abhängigkeit der Modelle untereinander die Änderungsflexibilität auch begrenzt wird. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Seitenverstärkung 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell ist durch das zuletzt erstellte Produkt und seine Komponenten gegeben. Ein neues Part ist im Produkt zu definieren. Das Startmodell beinhaltet: Laden Sie die Produktstruktur der Motorhaube und fügen Sie ein neues Part hinzu. Notwendige Geometrie muß vorher publiziert werden. Achten Sie auf die Sichtbarkeit der Elemente und verwechseln Sie nicht Netz- mit Referenzplanes.

Es wird eine etwas vereinfachte Form einer Seitenverstärkung modelliert. In dieser Aufgabe kommt es nicht auf eine technologisch richtige Lösung, sondern auf die richtige Anwendung und die Ausnutzung der Vorteile beim Arbeiten mit Adaptermodellen an. 3. Empfohlene Vorgehensweise Lage der Verstärkung definieren (Element soll aufgedickt werden) Kurven entlang Flächen verschieben dem Modell entsprechend trimmen Verrunden und Aufdicken Stylingadapter austauschen. 4. Anmerkungen Das Verrunden und Aufdicken der Flächen hängt unter anderem auch von der Qualität der Flächen ab. Achten Sie auf eine sorgfältige Auswahl der Spines und Referenzflächen. Eingegebenen Radien sollen größer als die Materialdicke sein.

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Seitenverstärkung

Lösung 3_73

Seitenverstärkung

Modell(e):


Als Grundlage für die Konstruktion der Verstärkung dienen Beschnittkurve und Abstellungsfläche an der entsprechenden Seite. Diese Geometrieelemente wurden in der vorigen Aufgabe erstellt und publiziert. Für die seitenverstärkung sind relativ große Flächen zu erzeugen. Kurven sind zu verschieben, um neue Flächen zu generieren oder diese zu trimmen. Es wird mit der äußeren Seite der Verstärkung angefangen. 1. Außenflächen der Seitenverstärkung

Um die Seitenverstärkung zu modellieren, muß die Aufdickung der Flächen mitbetrachtet werden. Da die Motorhaube nach innen aufgedickt wird, ist es notwendig, den Anfang der Seitenverstärkung um 2 mm. nach unten zu verschieben. Bei der Verschiebung einer Kurve auf einer krummen Fläche kann der Abstand verzerrt werden. Daher sollten feste Flanschbreiten auf eine Ebene projiziert und abgetragen werden. Die Stege der Verstärkung sollen einen absoluten Winkel zur Ziehplane haben, die Ziehplane wird daher auch als Referenz genommen. Die Gurtfläche ist als xy-parallele Fläche konzipiert, daher wird zuerst die Mittelachse gesucht und in y-Richtung extrudiert. Insert neues Part in Produkt Benennen und Speichern Verschiebe Beschnittkurve_seite auf Abstellung Außenflansch-sweep Project Kurve auf Ziehplane in Ziehrichtung Flanschbreite abtragen Zurück Projizieren auf Außenflansch Aussensteg-sweep Verschiebe Aussensteg um halbe Gurtbreite Verschiebe Aussenhaut um Gurthöhe Bilde Schnittachse aus beiden Flächen Extrude in y-Richtung Trim1 ist Extrude und Aussensteg Trim Außenflansch mit Trim1 Flächen mit Farbe kennzeichnen und speichern

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLMServices

(Parallel / Euclidean / 2 mm.) (Ref. sur Abstellung / Spine x-achse / 90°, 0, 30) (Project / along direction) (Parallel / 18 mm.) (Project / along direction) (Ref sur Ziehplane / Spine x-achse / 65°, 50 50) (Translate / y-direction / 15 mm.) (Translate / z-direction / -12 mm.) (Intersec) (Extrude / y-Richtung / 50, 50) (Trim) (Trim)

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Seitenverstärkung Damit sind die Außenflächen der Verstärkung getrimmt. Im nächsten Schritt werden die Innenflächen erstellt und die gesamte Verstärkung getrimmt. Modell(e):

Seitenverstaerkung_step_01.CATPart

2. Innenflächen der Seitenverstärkung und abschließendes Trimmen

Da die Schnittachse auf einem Extrude liegt, kann sie direkt um die halbe Gurtbreite wieder verschoben werden. Von dort aus werden die weiteren Flächen für die Verstärkung erzeugt. Schnittachse auf Extrude verschieben Innensteg-sweep Offset Aussenhaut für Innenflansch Schnittkurve mit Innensteg-sweep Project Kurve auf Ziehplane in Ziehrichtung Flanschbreite abtragen Zurückprojizieren auf Innenflansch Trim 3 aus Innenflansch und Innensteg Schnitt an Zurückprojizierte Endflächen aneinander trimmen

(Parallel / 15 mm.) (Ref. sur extrude / Spine x-achse / 115°, 50, 50) (Offset / 8 mm.) (Intersection) (Project / along direction) (Parallel / 18 mm.) (Project / along direction) (Trim) (Split) (Trim)

Als nächstes wird die Verstärkung in ihrer Länge getrimmt. Diese soll ja kleiner als die Länge der Abstellung sein. Boundary-points an Beschnittkurve Space-points auf Kurven in 30 mm Abstand Normal Planes, um Verstärkung zu trimmen Verstärkung an Planes schneiden

(Point / On curve / Extremity) (Point / On curve / Distance) (Plane / Normal to curve) (Split)

Beim letzten Vorgang erfolgt die Selektierung schrittweise, so daß das System die richtige Seite der Fläche behält. Als letztes Visualisierung anpassen und Modell speichern. Modell(e):

4

Seitenverstaerkung_step_02.CATPart

Seitenverstärkung 3. Verrunden und Aufdicken

Eine Verrundung hätte schon im vorigen Schritt stattfinden müssen. Trimm-Operationen hätten mit der Funktion (Fillet / Skin-Skin) ersetzt werden sollen. An dieser Stelle soll aber die EdgeFillet eingesetzt werden, um den Re-route Vorgang beim Update zu üben. Selektiere 4 Kanten Visualisierung anpassen und andere Elemente ins ”Hide” Wechseln zur Part-design Workbench Ergebnisfläche um 1.8 mm aufdicken. Untersuchen der Volumendurchdringung

(Fillet / Edge / R = 5 mm.) (Thick surface / 1. Offset)

Die Fläche ist auch an den Edges aufgedickt worden. Deshalb muß der Außensteg um die Materialdicke verkürzt werden. Löschen Sie zuerst das Volumen.

Verschobene Beschnittkurve (Schritt 1) auf Ziehplane Abstand von 2 mm. abtragen Auf Aussenflansch-sweep zurückprojizieren Ergebnis (Fillet Edge) an neuer Kurve trimmen Ergebnisfläche um 1.8 mm aufdicken Untersuche Volumendurchdringung und Modell speichern. Modell(e):

Seitenverstaerkung_end.CATPart

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLMServices

(Project / along direction) (Parallel) (Project / along direction) (Trim) (Thick surface / 1. Offset)

5

Seitenverstärkung 4. Anpassung an neues Styling und Update mit Re-route

Die Seitenverstärkung soll sich auch an Stylingänderungen anpassen. Benutzen Sie dazu die in der vorigen Aufgabe erzeugten Stylingadapter und ersetzen Sie diese in der Struktur. Die Vorgehensweise dazu wurde vorher beschrieben. Es ist empfehlenswert die Solids vorher zu löschen, um die Re-route Elemente besser zu erkennen. Aufdickungen können nach einer erfolgreichen Flächenänderung wieder durchgeführt werden. Beim Update kann das System die vier Edges der Verstärkung nicht von selbst zuordnen. Daher kommt es zu einer Fehlermeldung. Als erstes soll die zuletzt korrekt erzeugte Geometrie ins “Show” gestellt werden (falls nötig auch andere Elemente). Folgen Sie jetzt jeder Fehlerzeile, in dem Sie die richtige Edge in der aktualisierten Geometrie selektieren. Stoßen Sie das Update noch einmal an und stellen Sie die Visualisierungsverhältnisse wieder ein. Modell(e):

Seitenverstaerkung_end.CATPart

5. Sonstiges Zu diskutieren:

6

·

Technologische Korrektheit der Modelle

·

Untersuche Lösung mit dem Adaptative Sweep

Reserveradmulde

Aufgabe 2_01

Reserveradmulde

Voraussetzungen:


Modelle:

2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart 2_01_02_Reserveradmulde_Absatz.CATPart 2_01_02_Reserveradmulde_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, Revolution, Sweep, Fillet

Hauptziel dieser Übung ist das Erlernen einfacher Flächenfunktionen wie Extrude, Revolution und Sweep. Darüber hinaus wird das Erzeugen von Drahtgeometrie und das Verrunden mit einbezogen. Objekt dieser Übung ist eine fiktive Reserveradmulde. 1. Ergebnis


2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart

Das Startmodell beinhaltet Drahtgeometrie, die als Ausgang zur Flächenerzeugung benutzt werden soll. Im Bild oben ist das Ergebnis dargestellt. die planaren Flächen haben eine Ausdehnung zwischen 0mm und 555mm alle Verrundungsradien R15

18. Juni 2001


Reserveradmulde Das Startmodell beinhaltet: Drahtgeometrie zur Erzeugung der Flächen Einen Schnitt durch das fertige Modell

3. Empfohlene Vorgehensweise · Wand- und Bodenfläche für die Reserveradmulde erzeugen · Notwendige Flächen für den Absatz erzeugen (Fragestellung – wie werden die tangentialen Übergänge gewährleistet? · Mittlere und obere planare Flächen erzeugen · Verrunden (Erarbeiten einer geeigneten Vorgehensweise; Benutzen geeigneter Verrundungsfunktionen,) · Testen der erzielten Qualität durch Offsetbildung (Fläche oder Solide) 4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist mit prozeduralen Elementen aufzubauen (GSD Workbench)! Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt!

2

Reserveradmulde

Lösung 2_01

Reserveradmulde

Voraussetzungen:


Modelle:

2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart 2_01_02_Reserveradmulde_Absatz.CATPart 2_01_02_Reserveradmulde_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, Revolution, Sweep, Fillet

Hauptziel dieser Übung ist das Erlernen einfacher Flächenfunktionen wie Extrude, Revolution und Sweep. Darüber hinaus wird das Erzeugen von Drahtgeometrie und das Verrunden mit einbezogen. Objekt dieser Übung ist eine fiktive Reserveradmulde. 1. Wand- und Bodenfläche für die Reserveradmulde erzeugen Laden des Startmodells Startmodell ist

2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart

Radmulde wird als Revolution erzeugt (hellblaue Kontur um gleichfarbige Achse; 2 x 90 Grad) Bodenfläche ist eine Extrusion der untersten grünen Linie in Richtung der grün punktierten Linie (Line.7) zwischen 0 und 555mm. 2. Notwendige Flächen für den Absatz erzeugen (Fragestellung – wie werden die tangentialen Übergänge gewährleistet?

Der Absatz wird aus zwei Revolutions, zwei Extrusions- und einer Sweepfläche erzeugt. Revolution 1 „Konvex“ (gelbe Kontur und Achse; Winkel 1=135°, Winkel 2=0°) Revolution 2 „Konkav“ (lila Kontur und Achse; Winkel 1=90°, Winkel 2=135°) Um die linke Extrusionsfläche zu erzeugen, muß eine Richtung vorgegeben sein. In diesem Beispiel wird dazu eine Ebene durch die planare Kurve Curve.7 benutzt. Diese Kurve war bereits Grundlage für die Erzeugung der Revolution 1. Sie dient jetzt gleichzeitig auch als Profil für die Extrusion. Die beiden Grenzwerte sind 0mm und 258mm. Die beiden noch fehlenden Teilflächen sollen durch Sweep in Z-Richtung erzeugt werden. Es bietet sich an, eine Linie parallel zur Z-Achse als Spine zu verwenden. Ihre Position ist beliebig, sie muß nur „lang genug“ sein, d.h. mindestens so lang wie die Führungskurven der zu erzeugenden Flächen.


3

Reserveradmulde Die rechte äußere Fläche wird erzeugt als Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“. Führungskurve ist die pinkfarbene Curve.6; die konkave Revolutionfläche wird tangential angelaufen; Spine ist die gerade erzeugte Linie. Später muß die Revolutionfläche getrimmt werden. Daher bilden wir von der Sweepfläche die Boundary, die dazu benutzt werden kann. Jetzt muß noch die mittlere Fläche (zwischen den beiden Revolutions) erzeugt werden. Wir benötigen eine Segmentfläche (Grad 1 in einer Richtung), die zu 2 benachbarten Flächen tangential ist. Dazu bietet CATIA keine Funktion direkt an. In Z-Richtung gesehen wandert die Tangente entlang der konvexen bzw. konkaven Revolutions. Blendsurf und Loft liefern eine s-förmig geschwungene Fläche. Das Ergebnis läuft zwar tangential ein, ist aber mehrsegmentig. Einen möglichen Ausweg bietet folgende Näherungslösung an. Man wählt auf der ersten Fläche eine geeignete Startkurve. Sie dient als Ausgang für ein Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ auf eine zweite Fläche. Die auf der zweiten Fläche liegende Randkurve der Sweepfläche dient als Ausgang für die gleiche Operation, zurück auf die erste Fläche. Auch dort entsteht wieder eine Randkurve für ein neues Sweep. Man „schaukelt“ sich langsam auf. Zwei, maximal drei Iterationsschritte reichen meist, um ein hinreichend genaues (tangentenstetiges) Ergebnis zu erzielen: Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ (die lila Curve.9 ist „Startkurve“, die konvexe Revolution ist Referenzfläche; Spine ist die bereits benutzte Linie) Boundary

(tangent continuity, Sweepfläche)

Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ (Boundary, die konkave Revolution ist Referenzfläche; Spine ist die bereits benutzte Linie) neue Boundary

(tangent continuity, Sweepfläche)

Beide Revolutions können jetzt gesplittet werden. Die 5 Einzelflächen werden dann mit JOIN zusammengefügt.


2_01_02_Reserveradmulde_Absatz.CATPart

3. Mittlere und obere planare Flächen erzeugen Für diese beiden Flächen werden Extrusions benutzt: Mitte-Extrude (Line.2 (mittlere grüne Linie); Line.7 als Richtung; 0mm bis 555mm) Top-Extrude (Line.1 (obere grüne Linie); Line.7 als Richtung; 0mm bis 555mm)

4

Reserveradmulde 4. Verrunden (Erarbeiten Verrundungsfunktionen)

einer

geeigneten

Vorgehensweise;

Benutzen

geigneter

Zum Verrunden werden Shape Fillet und Fillet Edge benutzt. Dazu müssen Randbedingungen und die Vorgehensweise klar sein. Bspw. verlangt Fillet Edge ein vorheriges Trimmen und Verbinden der Flächen. Andererseits ist Fillet Edge notwendig, um mit dem Fillet in einem Punkt auszulaufen. Shape Fillet 1 (Top-Extrude; ABSATZ-Join, R15, „smooth“) Shape Fillet 2 (Revolute.1, Boden-Extrude; R15, „smooth“) Trim.1 (Fillet.1, Mitte-Extrude) Trim.2 (Trim.1, Shape Fillet.2)

Edge Fillet 1 (1 Kante von Trim.2 selektieren, R15, „tangency propagation“) Edge Fillet 2 (2 Kanten (beidseitig der Unstetigkeitsstelle) von EdgeFillet.1 selektieren, R15, „tangency propagation“) Die letzte Verrundung stellt gleichzeitig auch das Endergebnis dar. 2_01_03_Reserveradmulde_End.CATPart

Ergebnis ist

5. Testen der erzielten Qualität durch Offsetbildung (Fläche oder Solide) Der maximal mögliche Wert für ein Offset wird bestimmt vom Krümmungsradius der Fläche. In diesem fall sollten bis ca. 14mm möglich sein. Fläche:

GSD-WB, Funktion „Offset“ auf Edge Fillet.2

Solide:

Part Design – WB, Funktion „Thick Surface“ auf Edge Fillet.2


5

Reserveradmulde

6

Rohrkrümmer

Aufgabe 2_22

Rohrkrümmer

Voraussetzungen:


Modelle:

2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart 2_22_02_Rohrkruemmer_Spine.CATPart 2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart 2_22_04_Rohrkruemmer_Teilflaechen.CATPart 2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

GSD Sweep – Typ “Circle” und “Line”, Law Definition

Schwerpunkt dieser Übung ist zum einen die Definition und Anwendung von „Laws“. Zum anderen steht die Konstruktion von Sweep-Flächen, speziell der Typen „Circle“ und „Line“ im Mittelpunkt. Das Objekt, ein „Rohrkrümmer“, besteht aus zwei, ineinander verschlungenen Sweep-Circle-Flächen mit Lawgesteuertem Durchmesser. Diese beiden Flächen sind durch bi-tangentiale Flächen zu verbinden, die in einer Richtung vom Grad 1 sein sollten! 1. Ergebnis


2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart

Das Startmodell enthält alle Kurven, die für die Definition der beiden Laws notwendig sind. Die beiden Center-Kurven für die Sweep-Circle-Definition sind vorgegeben. 2 Skizzen in den Endpunkten dienen der Orientierung. Sie zeigen, in welcher Richtung die Radienänderung verläuft. Gleichfarbige Kurven gehören zusammen. Die Input-Elemente sind assoziativ, d.h. sie können auch modifiziert werden.

18. Juni 2001


Rohrkrümmer Das Startmodell beinhaltet: Referenz- und Definitionskurven für die Law-definition (rechts außen) 2 Center-Kurven für die Konstruktion der Sweep-Circle-Flächen Skizzen zur Orientierung

Die beiden Center-Kurven sind zusammengesetzt aus zwei Linien (normal zur jeweiligen Ebene) und einer krümmungsstetigen (!) Connect-Kurve. Deren Tension-Parameter bietet zusätzliche Stellmöglichkeiten. Auch beide Law-Definitionskurven bestehen aus zwei Linien und einer krümmungsstetigen Connect-Kurve. 3. Empfohlene Vorgehensweise · Konstruktion eines „mittleren“ Spine · Definition der beiden Laws · Erzeugung der beiden Sweep-Circle-Flächen · Splitten beider Flächen in jeweils 2 Bereiche · Konstruktion der bitangentialen Flächen separat für jeden Bereich · Analyse 4. Hinweise / Anmerkungen Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt!

2

Rohrkrümmer

Lösung 2_22

Rohrkrümmer

Voraussetzungen:


Modelle:

2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart 2_22_02_Rohrkruemmer_Spine.CATPart 2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart 2_22_04_Rohrkruemmer_Teilflaechen.CATPart 2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

GSD Sweep – Typ “Circle” und “Line”, Law Definition

Schwerpunkt dieser Übung ist zum einen die Definition und Anwendung von „Laws“. Zum anderen steht die Konstruktion von Sweep-Flächen, speziell der Typen „Circle“ und „Line“ im Mittelpunkt. Das Objekt, ein „Rohrkrümmer“, besteht aus zwei, ineinander verschlungenen Sweep-Circle-Flächen mit Lawgesteuertem Durchmesser. Diese beiden Flächen sind durch bi-tangentiale Flächen zu verbinden, die in einer Richtung vom Grad 1 sein sollten! 1. Konstruktion eines „mittleren“ Spine Laden des Startmodells Startmodell ist

2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart

Für die bi-tangentialen Übergangsflächen wird ein Spine benötigt, da rote bzw. grüne Center-Kurve diese Funktion aufgrund der Verwindung nicht übernehmen können! Ideal geeignet dafür wäre die 50%-Isoparametrische einer Segmentfläche, die zwischen beiden Center-Kurven aufgespannt werden kann. Diese Funktion gibt es derzeit aber nicht (assoziativ). Daher muß eine Hilfskonstruktion her!

Ziel ist es, den gesuchten Spine als Schnittkurve zweier Sweep-Line-Flächen aufzubauen. Die erste entsteht zwischen beiden Center-Kurven. Die zweite zwischen den Schnittkurven zweier sich durchdringender Sweep-Circle-Flächen, die beide den gleichen Radius haben und die Center-Kurven benutzen. Sweep.8 Sweep.9 Sweep.10

(Sweep-Typ „Line“/“Two limits“, Join.1 (grüne Center-Kurve), Join.2 (rote K.), Default-Spine) (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.1, R35, Default-Spine) (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.2, R35, Default-Spine)

Es werden noch zwei Punkte benötigt. Sie sollten so erzeugt werden, daß mittels Near-Operator die aus zwei Elementen bestehende Schnittkurve separiert werden kann. Point.10 Point.11 (Extremity))

(Point „On curve“, Sketch.1, Distance=0mm, von Default (Extremity)) (Point „On curve“, andere Seite Sketch.1, Distance=0mm, von Default

Intersect.2

(Intersection von Sweep.9 und Sweep.10 – liefert ein „multiples“ Element)

Near.2 Near.3

(Intersect.2 an Point.11 – Ergebnis ist eine Kurve) (Intersect.2 an Point.10 – Ergebnis ist die zweite Kurve)


3

Rohrkrümmer Sweep.11 Blauer Spine

(Sweep-Typ „Line“/“Two limits“, Near.2, Near.3, Default-Spine) (Intersection von Sweep.8 und Sweep.11)


2_22_02_Rohrkruemmer_Spine.CATPart

2. Definition der beiden Laws und Erzeugung der beiden Sweep-Circle-Flächen Zwei Laws werden gebraucht und müssen daher definiert werden. Referenz“kurve“ ist jeweils Line.5. Definitionskurven sind Join.4 (OpenBody „Red Law Curve“) und Join.3 (OpenBody „Green Law Curve“). Red Law.2 Reference ist Line.5 Definition ist Join.4

Green Law.3 Reference ist Line.5 Definition ist Join.3

Mit Hilfe der definierten Laws können nun die beiden Sweep-Circle-Flächen konstruiert werden. Zusätzlich ist noch eine Sweep-Line-Fläche zu deren Split in Teilbereiche notwendig.

Green Sweep.12 Red Sweep.13 Sweep.14 zum Splitten


4

(Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.1, Radius=Green Law.3, Default-Spine) (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.2, Radius=Red Law.2, Default-Spine) (Sweep-Typ „Line“/“Two limits“, Join.1, Join.2, Length1=40mm, Length2=40mm, Blauer Spine) 2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart

Rohrkrümmer 3. Konstruktion des bi-tangentialen Flächenübergangs für den ersten Teilbereich Splitten der grünen bzw. roten Sweep-CircleFläche an der Sweep-Line-Fläch: Green Sweep splitted +Z Green Sweep.12 gesplitted an Sweep.14 zum Splitten Red Sweep splitted +Z Red Sweep.13 gesplitted an Sweep.14 zum Splitten

Die entstandenen Teilflächen werden verrundet und entlang der roten Teilfläche wird eine Randkurve vom Fillet erzeugt: Fillet.1 Green Sweep splitted +Z verrundet mit Red Sweep splitted +Z, R30, ohne Trim! Boundary.1 Fillet.1, Propagation „Tangent continuity“ Von dieser Boundary ausgehend wird ein SweepLine tangential auf die grüne Teilfläche und dessen Randkurve auf der grünen Fläche konstruiert: Sweep.15 „Line“, „With tangency surface“, Boundary.1 ist Führungskurve. Green Sweep splitted +Z ist tangentiale Fläche, Blauer Spine Boundary.2 Sweep.15, Propagation „Tangent cont.“ Von der neuen Boundary ausgehend wird ein Sweep-Line tangential auf die rote Teilfläche und dessen Randkurve auf der roten Fläche konstruiert: Sweep.16 „Line“, „With tangency surface“, Boundary.2 ist Führungskurve. Red Sweep splitted +Z ist tangentiale Fläche, Blauer Spine Boundary.3 TGT_CRV 1 Sweep.16, Propagation „Tangent cont.“


5

Rohrkrümmer Von der neuen Boundary ausgehend wird ein Sweep-Line tangential auf die grüne Teilfläche und dessen Randkurve auf der grünen Fläche konstruiert: Sweep.17 SEGMENT „Line“, „With tangency surface“, Boundary.3 TGT_CRV 1 ist Führungskurve. Green Sweep splitted +Z ist tangentiale Fläche, Blauer Spine Boundary.4 TGT_CRV 2 Sweep.17, Propagation „Tangent cont.“ Rote und grüne Teilfläche müssen noch an den beiden zuletzt erzeugten Randkurven gesplittet werden. Diese Splits zusammen mit Sweep.17 ergeben das Ergebnis für den ersten Teilbereich: Split.12 - Green Sweep splitted +Z Green Sweep splitted +Z gesplitted an Boundary.4 TGT_CRV 2 Split.13 - Red Sweep splitted +Z Red Sweep splitted +Z gesplitted an Boundary.3 TGT_CRV 1 Zwischenergebnis ist

2_22_04_Rohrkruemmer_Teilflaechen.CATPart

4. Konstruktion des bi-tangentialen Flächenübergangs für den zweiten Teilbereich Für die Konstruktion des zweiten Teilbereiches ist der Schritt 3 sinngemäß zu wiederholen! Ob hier Duplicate OpenBody helfen könnte?

Ergebnis ist

6

2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

Rohrkrümmer 5. Analyse und Bemerkungen Folgende Abbildung zeigt die Analyse der entstandenen Teilflächen mit dem Connect Checker. Der Übersichtlichkeit halber an dieser Stelle nur mit 3 Flächen dargestellt.

Das Approximieren der bi-tangentialen Verbindungsflächen ist nur dann erfolgreich, wenn zumindest der Spine der beteiligten Sweep-Flächen krümmungsstetig ist! Anderenfalls führt das „tangentiale Aufschaukeln“ zu keinem oder einem unbrauchbaren Ergebnis. Im Beispiel sind auch die CenterKurven und die Law-Definitionskurven krümmungsstetig aufgebaut worden. Mögliche Änderung: Input – LAW-Input – Red Law Curve – Parallel.3:

R20 à R17

Weitere Änderung: Sketcher für Ebene.1 aufrufen; die Achse um ca. 10mm in Richtung –v herunter bewegen Während des Update muß eins der Fillets auf R25 verkleinert werden


7

Rohrkrümmer

8

Einfache Powercopies für Rückwand

Aufgabe 2_42

Erzeugen einfacher PowerCopies und Ablegen in einem Katalog

Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart 2_42_Basis_modell_for_PC_2.CATPart

GSD, Catalog Editor

Bei dieser Aufgabe werden Modelle erstellt und als Power-Copy in einem Katalog hinterlegt. Die zugrunde liegende Erzeugungsvorschrift ist so einfach und stabil wie möglich zu erstellen. Das Modell soll die gewünschte Geometrie und Änderungsparameter enthalten. Diese sollen auch in jedem ähnlichen Anwendungsfall eingesetzt werden können. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Einfache Powercopies für Rückwand 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell ist ein ein sehr einfaches Szenario mit einer simplen Trägerfläche und notwendiger Input-Geometrie. Das Startmodell beinhaltet: Trägerfläche Ref_Pln Kontur (Innenkontur

Kaki Schwarz Kurve 2.Kurve)

Diese Elemente sind die geometrischen Inputs beim späteren Einsetzen der PowerCopy.

Nachdem die Modelle erstellt wurden, sind sie als PowerCopy in einem vorher definierten Katalog zu speichern. Die Strukturierung des Kataloges wird dabei vom System automatisch vorgenommen. 3. Empfohlene Vorgehensweise Erzeugen einer einfachen Geometrie aus den Inputs PowerCopy Struktur anwenden Katalog vorbereiten und PowerCopies speichern 4. Anmerkungen Es ist notwendig, umfangreiche Untersuchungen der eingesetzten Parametern durchzuführen. Auch müssen mehrere Typen von Ersatzgeometrien getestet werden. Manche Sketches besitzen bspw. Sub-Elemente, die von Funktionen referenziert werden (Blendproblem bei planaren Konturen). Nur so können die Topologie und die Grenzen des Modells verstanden werden. Dies ist zudem hilfreich bei der späteren Anwendung. Es ist auch verständlich, daß nur derjenige eine PowerCopy sinnvoll einsetzen kann, der ihre Randbedingungen studiert hat.

2

Einfache Powercopies für Rückwand

Lösung 2_42

Erzeugen einfacher PowerCopies und Ablegen in einem Katalog

Modell(e):

2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart 2_42_Basis_modell_for_PC_2.CATPart 2_42_Geschlossene_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart 2_42_Rand_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart 2_42_2_Konturen_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

Diese Übung zeigt wie wiederkehrende Erzeugungsvorschriften als PowerCopies erstellt und gespeichert werden können. Anschließend werden sie in einem Katalog abgelegt. In der nächsten Übung werden diese Katalogelemente in ein Modell eingesetzt. Diese Methodik erspart nicht nur Zeit sondern standardisiert Teilkonstruktionen und kann auch für Wissensspeicherung verwendet werden. Die Eingangsgeometrie soll so allgemein wie möglich sein, um der PowerCopy maximale Flexibilität zu gewähren. Besonderes Augenmerk ist darauf zu richten, daß keine Sub-Elemente verwendet werden. Die Erzeugungsvorschrift soll so stabil wie möglich und an jeder Raumposition einsetzbar sein. Weiterhin soll die PowerCopy der vorgeschlagenen Struktur entsprechen, denn nur so ergibt sich beim Einsatz in das spätere Modell eine übersichtliche Strukturierung. Es ist sinnvoll, die Operationen und das Ergebnis in verschiedene OpenBodies zu gliedern. 1. PowerCopy „Geschlossene Funktionsfläche“ Startmodell:

2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart

Geschlossene Fläche aus Kontur erstellen Mantelfläche an der Kontur . Verrunden der beiden Flächen (Fill, Sweep) Verrunden mit Trägerfläche (Fillet.1, Extrude.1)

(Fill) (Sweep / With Ref-surface, Sketch.2, Plane.1, 105°. 100mm, 0mm) (Fillet / Skin-Skin, R3) (Fillet / Skin-Skin, R5)

Struktur für PowerCopies anpassen mit „Change OpenBody“ im Kontextmenü und Verbessern der graphischen Darstellung. Namen ggfs. ändern und speichern. Ergebnis:

2_42_Geschlossene_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart


3

Einfache Powercopies für Rückwand 2. PowerCopy „Geschlossene Kontur“ Startmodell:

2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart

Planares Sweep auf Ref_Pln PLN1, . Konturverschiebung (Sketch.2) auf der Ref_Pln (PLN1) Mantelfläche an verschobener Kurve . Verrundung Deck- und Mantelfläche Verrundung mit Trägerfläche

(Sweep / With Ref-surf bezogen auf 180°, 0mm, 40mm) (Parallel / Euclidean, 18mm ) (Sweep / With Ref_Surf, PLN1, Parallel.1, 105°, 0mm, 50mm) (Fillet / Skin-Skin, R5) (Fillet / Skin-Skin, R5)

Struktur für PowerCopies anpassen mit „Change OpenBody“ im Kontextmenü und Verbessern der graphischen Darstellung. Ggfs.Namen ändern und speichern. Modell(e):

2_42_Rand_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

3. PowerCopy „2-Konturen_Funktionsfläche“ Startmodell:

2_42_Basis_modell_for_PC_2.CATPart

Mantelfläche an der Außenkontur . Geschlossene Fläche aus Außenkontur erstellen Letzte Fläche an Innenkontur abgrenzen Ergebnis und Mantelfläche verrunden R5) Mit Trägerfläche verrunden

(Sweep / With Ref-Surf, Sketch.3, Plane.1, 75°, 100mm, 0mm) (Fill, Sketch.3) (Split / Fill.1 split an Sketch.2) (Fillet / Skin-Skin, Split.1 mit Sweep.1, (Fillet / Skin-Skin, Fillet.1 mit Extrude.1, R5)

Struktur für PowerCopies anpassen mit „Change OpenBody“ im Kontextmenü und Verbessern der graphischen Darstellung. Namen ggfs.ändern und speichern. 4

Einfache Powercopies für Rückwand Ergebnis:

2_42_2_Konture_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

4. Erzeugen eines PowerCopiy und Speichern im Katalog Folgende Vorgehensweise ist für alle drei PowerCopy Modelle durchzuführen: Modell laden (Open / ....) Selektieren des OpenBody Power-Copy, dann (Insert / Adv. Repl. Tools / PowerCopy Creation) Name der PowerCopy eingeben Inputs benennen, eindeutige Namen vergeben (z.B.): Kontur Ref_Pln Trägerfläche Parameter werden hier nicht definiert, da sie alle geändert werden können Als Icon, erstellen man meist ein „Screengrab“ Aktualisieren und Abspeichern des Modells

Neues Katalog-Dokument Chapter.1 benennen Katalog speichern und schließen

(New / CatalogDocument) (Kontextmenü / Definition / „PCs für Rückbank“) (Save as..)

Im Katalog speichern Suche nach erstelltem Katalog und öffnen Klick OK um den Vorgang zu beenden

(Insert / PC Save in Catalog)

Modell(e):

2_42_PC_Rueckwand_Katalog.catalog


5

Einfache Powercopies für Rückwand 5. Die PowerCopy-Struktur Auf der rechten Seite ist die PowerCopyStruktur abgebildet. Halten Sie sich bei der Erstellung von PowerCopies daran!

6. Sonstiges Umgang und Anwendung von Kataloge Untersuche bessere und stabilere Erzeugungsvorschriften

6

Rückwand – Einsatz von PowerCopies

Aufgabe 2_42

Rückwand Einsatz von PowerCopies

Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

RUECKWAND_V4.model

GSD, CATIA V4, V3 (Interoperability), Catalog Editor

Bei dieser Aufgabe werden komplexe Blechformen einer Fahrzeugrückwand schnell mit Hilfe von PowerCopies erzeugt. Ziel dabei ist nicht nur, die Flexibilität dieser Methodik zu erläutern, sondern auch für das parametrisch-assoziative Modellieren insgesamt. Die Grundgeometrie wird aus einem CATIA V4Modell eingefügt. Dabei wird ein Einblick in die Interoperabilität mit CATIA V4 gewährt. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Rückwand – Einsatz von PowerCopies 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell ist das V4-Modell einer Rückwand und beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie sowie Flächenelemente (*SURs, *FACs und *SKIs). Ziel ist es zu erläutern, wie man systematisch V4daten nach V5 überträgt und anschließend PowerCopies zur Detaillierung der importierten Daten verwendet. Das Startmodell beinhaltet: Planes und darauf referenzierte Konturen (als Kurven). Weiterhin die FACes aus V4 und die SKIs, die als Trägerflächen dienen. Diese Elemente sind geometrischen Inputs für Detaillierung der Rückwand.

die die

Im „Hide“ liegen weitere Wireframe-Elemente zur vertiefenden Übung

Leider ist das Modell in V4 nicht richtig aufbereitet worden. Normalerweise müßten die einzelnen *FACs zu einen gesamten *SKI zusammengefaßt worden sein. Dies wurde in diesem V4-Modell offenbar nicht erledigt ... 3. Empfohlene Vorgehensweise Übertragung der Geometrie von V4 nach V5 Anwendung von PowerCopies aus dem Katalog Parameteranpassung und Korrektur topologischer Schwierigkeiten. 4. Anmerkungen In dieser Übung spielt die Reihenfolge der eingesetzten PowerCopies eine wichtige Rolle. Am besten folgt man diesem Weg: Geschlossene hell-blaue Kontur für geschlossene Verprägung ohne Loch Weiße Konturen für eine Verprägung mit Innen- und Außenkontur Dunkelblaue Konturen für einen Außentopf Es ist nötig, das Model in V4 nachzuarbeiten, denn das *ski dort, wo die PowerCopies eingesetzt werden, hat auch unterliegende *FACs. Sie werden beim Importieren “mitgenommen”.

2

Rückwand – Einsatz von PowerCopies

Lösung 2_42

Rückwand Einsatz von PowerCopies

Modell(e):

2_42_Rueckwand_V4.model 2_42_Rueckwand_V5_01_Start.CATPart 2_42_Rueckwand_V5_01_Step_0x.CATPart 2_42_Rueckwand_V5_01_End.CATPart

Als erstes wird Geometrie aus V4 importiert. Dabei ist auf den Unterschied zwischen *SKIs und *FACs zu achten. Danach werden die PowerCopies eingesetzt, auch deren wiederholende Anwendung wird geübt. 1. Importieren von V4_Wireframe Startmodell ist:

2_42_Rueckwand_V4.model

Datei in den V4-Viewer laden (File / Open / ....) Vertraut machen mit Datenstruktur (Mastertree / Expand) Leeres V5-Part öffnen (File / New / Part) Fenster teilen (Window / Tile Horizontally) *Set1 CRVs, PLNs und SKIs in verschiedenen OpenBodies (Copy / Paste....) V5-Modell aktualisieren und speichern (Reframe / Update / Save as..) Farbe der SKIs ändern und ins „Hide“ (Properties / F2) FACs (Set1, dann Set15) in neuen OpenBody importieren (Copy / Paste) V4-Datei schließen und V5-Modell aktualisieren und speichern Da auf der SKIs-Fläche gearbeitet werden soll, sind die darunter liegenden *FACes zu löschen. Hier die dazu notwendigen Schritte: Lösche *FAC2684 und *FAC2686 Suche im „Hide“ nach *SKI1295 und lösche die entsprechenden FACs, auch Fillets, SKI ins SHOW Ergebnis ist:

2_42_Rueckwand_V5_01_Start.CATPart


3

Rückwand – Einsatz von PowerCopies 2. Einsetzen des PowerCopy „Geschlossene_Kontur“

Das PowerCopy kann direkt mit “Advanced replication tools” oder über den Katalog aufgerufen werden: Variante 1 – Katalog: .

Open PC_Rueckbank_Katalog.catalog Selektiere 3-inputs und dann Geschlossene_Kontur_PC

Variante 2 – PowerCopy: .

Open Modell 2_42_Geschossene_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

Hellblaue_Kontur für Außenkontur selektieren und falls nötig Richtungsvektor ändern Hell_blaue Plane für Ref_Pln selektieren (Richtungsvektor am Ursprung) Einsatzfläche ist die *SKI1295, Teste Vektoren-Übereinstimmung PowerCopy benennen und mit OK bestätigen darunterl iegende Einsatzfläche (*SKI1295) ins “Hide” Achten sie auf die Struktur im Tree und die Vorteile eine vorausgeplanten Strukturierung. Weiterhin die Icons für die Flächeninvertierung und die einfache Übertragung der Geometrie auf die Trägerfläche. Eine weitere Möglichkeit PowerCopies aufzurufen ist über (Insert / Adv. Repl. Tools / PC Instantiation) und das Laden der entsprechenden Datei. Zwischenergebnis:

2_42_Rueckwand_V5_01_Step_01.CATPart

3. Wiederholte PowerCopy-Anwendung

Der vorangegangene Schritt wird jetzt mit einer anderen PowerCopy an den weißen Konturen mehrmals wiederholt: Das PowerCopy kann direkt mit “Advanced replication tools” oder über den Katalog aufgerufen werden:

4

Variante 1 – Katalog: .

Rückwand – Einsatz von PowerCopies Open PC_Rueckbank_Katalog.catalog Selektiere 4-inputs und dann 2_Konturen_PC

Variante 2 – PowerCopy: .

Open Modell 2_42_2_Konturen_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

Klick weiße Aussenkontur, Ref_Pln und dazu gehöriger Kreis als Innenkontur, achte auf Vektoren Einsatzfläche ist die letzte Fillet-Operation (vgl. Schritt 2) PowerCopy bennenen und Repeatschalter checken, mit OK berechnen lassen Vorgang noch 3 mal wiederholen, dabei jedesmal Namen ändern und Repeatschalter checken Schließlich Ergebnisflächen ins „Hide§, bis auf die letzte Speichern und Darstellung ändern. Es ist vorteilhaft die erste PowerCopy langsam einzusetzen, um die Vektorrichtungen zu untersuchen. Bei der nächsten kann der Repeatschalter gesetzt sein. Während das PowerCopy-Menü eingeblendet ist, kann die Fläche nicht ins „Hide“ geschickt werden. Selektieren Sie die Fläche zur Sicherheit im Tree. Es ist empfehlenswert das Modell ab und zu zu speichern, vor allem nach oder vor dem Einsatz von komplexen PowerCopies. Falls die Orientierung doch nicht stimmen sollte, kann es ohne Risiko gelöscht werden. Die automatische Speicherung ist hier nicht empfehlenwert! Ergebnis:


4. Topfkontur

Die Vorgehensweise ist genau dieselbe wie im vorigen Schritt, nur diesmal werden die dunkelblauen Konturen verwendet. Außerdem liegt die Plane unterhalb der Trägerfläche. Es ist also empfehlenswert das Modell zu drehen. Gewöhnen Sie sich an eine gewisse Systematik beim Betrachten der Orientierung: Kurve in/entgegen Uhrzeigersinn bzw. Flächenvektor zur/entgegen Einsatzfläche. Das Modell wird einen Fehler beim Update melden, weil der Radius des letzten Fillets etwas zu groß gewählt wurde. Sehen Sie sich die Topologie mittels Edit (Menü-Fehlermeldung) an und setzen Sie den Wert auf 3 mm. Aktualisieren Sie das Modell und legen Sie die Wireframe-Geometrie ins „Hide“. Speichern Sie das Ergebnis ab. Ergebnis:



5

Rückwand – Einsatz von PowerCopies 5. Weitere Anwendung von PowerCopy

Holen Sie sich die restliche Wireframe-Geometrie aus dem “Hide”. Beim OpenBody “PLNs” sind die ersten vier Planes interessant, beim OpenBody “CRVs” die ersten 13. Hier wird noch der Aufbau der symmetrischen Stützfläche auf der linken Seite beschrieben: Anwendung der 2_Contouren_PC auf die hellblauen Konturen Verwenden Sie die PowerCopy auch auf die hellgrünen konzentrischen Kreise Falls das Fillet nicht durchläuft, dann Parameter und Vektoren testen Sonst Trim Konusfläche an Trägerfläche (Trim) Erzeugen einer Kantenverrundung (Fillet / Edge) Split Fillet_Edge an den kleinen Kreisen (1 Schritt) (Split / Cutting Elements) Beim letzten Vorgang erfolgt die Selektierung schrittweise, so daß das System die richtige Seite der Fläche behält. Als letztes Visualisierung anpassen und Modell speichern. Ergebnis:

6

2_42_Rueckwand_V5_01_End.CATPart

Schlossverstärkung

Aufgabe 2_03

Schlossverstärkung

Voraussetzungen:


Modell(e):

2_03_WS_006_1.model 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_01.CATPart ... 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart

GSD, CATIA V4-V3 (Interoperability) Import V4-Daten, „Wireframe“, Extrude, Sweep, Blend

Bei dieser Aufgabe wird eine Fläche detailliert. Ausgangspunkt ist ein CATIA V4 Flächenmodell. Aus diesem Modell werden explizite Daten nach V5 übernommen und weiter verarbeitet. Dazu wird die GSD Workbench benutzt, die eine parametrisch-assoziative Arbeitsweise ermöglicht. 1. Ergebnis

18. Juni 2001

W. Homolka, Dr. E. Braß, B. Neubauer, E.Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

Schlossverstärkung 2. Vorgaben und Startmodell Startmodell ist

2_03_WS_006_1.model

Das Startmodell ist ein CATIA V4-Modell einer Motorhaubenschlossverstärkung und beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie, sowie Flächenelemente (*SUR‘s, *FAC‘s und *SKI‘s). Diese Daten sollen in V5 eingelesen und dort weiterverarbeitet werden. Das Startmodell beinhaltet: Innenblechverstärkung einer Motorhaube mit Wireframe Geometrie im Schlossbereich.

Ein *SKI Element soll von den anderen *FACs isoliert werden.

Das V4-Modell ist ein typisches Beispiel dafür, daß bei schlampiger Arbeitsweise nachgelagerte Bereiche auch im negativen Sinne „profitieren“. Üblicherweise ist das Endergebnis bei der Flächenkonstruktion in V4 zu einem *SKI-Element zusammenzufassen. Im vorliegenden Beispiel umfaßt der SKIN aber nur einen kleinen Teil der Flächen. 3. Empfohlene Vorgehensweise ·

Übertragen der Geometrie von V4 nach V5

·

Erzeugung des Bodens, einer Tasche sowie einer Nut mit GSD-Funktionalität

·

Nachträgliches Einbinden von Konturen aus dem Sketcher und Verrunden des Modells

4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist mit prozeduralen Elementen aufzubauen (GSD Workbench)! Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies) wird Wert gelegt!

2

Schlossverstärkung

Lösung 2_03

Schlossverstärkung

Voraussetzungen:


Modell(e):

2_03_WS_006_1.model 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_01.CATPart ... 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart

GSD, CATIA V4-V3 (Interoperability) Import V4-Daten, „Wireframe“, Extrude, Sweep, Blend

Aus einem V4-Modell werden die Daten der Innenblechverstärkung einer Motorhaube nach V5 importiert. Es soll der Bereich Schlossverstärkung modelliert werden. Dabei sollen GSD Funktionen angewendet, sowie Änderungen durchgeführt werden. Zunächst sollen die aus V4 kommenden Kurven benutzt werden, danach sollen sie gegen Kurven aus dem V5-Sketcher ausgetauscht werden. 1. Importieren von V4-Drahtgeometrie Startmodell ist

2_03_WS_006_1.model

Es gibt mehrere Möglichkeiten V4-Geometrie nach V5 zu importieren. Wichtig ist es, die Elemente in V5 innerhalb von OpenBodies richtig zu strukturieren. Besonders Flächen sollten separiert werden, denn V5 behandelt *SUR‘s, *FAC‘s und *SKI‘s wie Surfaces. Für die Modellierung benötigen wir *SKI 194.

Datei in den V4-Viewer laden Datenstruktur sichten V5-Modell öffnen CATIA-Fenster teilen *AXS3 ins „Hide“ Modellbereich in V5-Modell übertragen Paste) V5-Modell aktualisieren (Update) und speichern Zwischenergebnis ist

(Reframe - Update - Save as..)

2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart

W. Homolka, Dr. E. Braß, B. Neubauer, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

(File / Open / ....) (Mastertree / Expand) (File / New / Part) (Window / Tile Horizontally) (Prepare for drag and drop) (mit „Trap“ markieren; dann Copy /

3

Schlossverstärkung V4-Modell schließen und V5-Modell strukturieren OpenBody „Faces“ soll alle *FAC‘s enthalten

(Insert / Open_Body) (Edit / Search)

Die Such-Funktion (Edit / Search / General) bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten Elemente mit gemeinsamen Eigenschaften zu selektieren. Um alle *FACes zu selektieren muß folgendes eingeben werden: Name: Workbench: Type:

*FAC* Generative Shape Design Surface

Nachdem alle FACes selektiert wurden, sind diese in einem neuen OpenBody zu ordnen und dann ist das Modell zu speichern. Im nächsten Schritt wird die Konstruktion der Bodenfläche für den Schlossbereich erzeugt. Zwischenergebnis ist

2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_01.CATPart

2. Erzeugen des Bodenbereichs

Extrudiere Linien INNER- und OUTER-EXTR entlang EQ-Y (Extrude / Direction; 250mm, 250mm) Intersec Inner-Extrude mit Inner_Pln, (Intersec) analog Intersec für Outer-Extrude mit Outer_Pln (Intersec) (Die Planes wurden als Surface.414 und Surface.415 importiert) Blend zwischen Intersectionkurven tangential zu den beiden erzeugten Extrudeflächen (Blend / with support / tangency / “trim support”) Ergebnis ist die Bodenfläche. Die Ebenen könnten neu definiert werden, denn sie sind einfache Offsets von der Netzreferenz und sind sicherlich gut zu parametrisieren. Sie steuern die Länge des Übergangsbereichs des Bodens. Zwischenergebnis ist

4


Schlossverstärkung 3. Erzeugen des Taschenbereichs

Öffnen eines neuen OpenBody für die Tasche, deren Kontur aus einer gegebenen Kurve erzeugt wird. Sie soll von der Ziehrichtung abhängig sein. Als Strukturinnenblech ist die im ersten Schritt isolierte *SKI-Fläche zu nehmen. Es ist darauf zu achten, daß man keine *FAC selektiert. Projizieren des TASCHEN_PRF in ZIEHRICHTUNG auf den Boden (Blend.1) (Projection / „Along a direction“) Sweep entlang der Kurve Project.1, Referenz ist DIE_PLN (Sweep / „With reference surface“, 80°, 50mm, 30mm, Spine=Taschen_PRF) Verrunden mit Boden

(Shape Fillet) (R3)

Verrunden mit Strukturinnenblech (*SUR378 alias *SKI194) (Shape Fillet) (R5) Für die Sweep-Fläche sollte die DIE_PLN - wo auch die Taschenkontur liegt - als Referenz gewählt werden. Diese Kontur soll auch als Spine dienen. Spines sollten planare Kurven sein. SweepParameter sind: Winkel: Länge1: Länge2:

Neigung nach Außen um 80° Nach oben 50 mm. Nach unten 30 mm.

Für die Radien sind relativ kleine Radien anzuwählen, da die Taschenkontur auch kleine Eckradien aufweist. Mit dem Boden können Radien über 5 mm. verwendet werden. Ändern Sie die Farbe und speichern sie den Schritt. Zwischenergebnis ist



5

Schlossverstärkung 4. Erzeugen der Nut

Öffnen eines neuen OpenBody für die Nut, deren Kontur aus einer gegebenen Profilkurve am Ursprung erzeugt wird. Sie soll von der Nutführung abhängig sein. Sweep – Typ „Linie“ entlang der Kurve NUT_FÜHRUNG,

(Sweep / „With reference surface“)

Für diesen Sweep sollte die DIE_PLN als Referenz gewählt werden, wo auch die NUT_FÜHRUNG liegt. Diese soll auch als Spine dienen (default). Sweep-Parameter sind: Winkel: Länge1: Länge2:

senkrecht nach unten (90°) 0 mm. nach unten 120 mm.

Intersection der Sweep-Fläche mit Boden (Selektiere im Baum) Schnittkurve parallel nach oben verschieben (D= 10 mm.)

(Intersec)

(Parallel / Euclidean, auf Sweep)

Sweep – Typ „explicit“ mit Ankerpunkt (*PT881)und NUT_FÜHRUNG als Spine

(Sweep „explicit“)

Für die Fläche NUT_SWEEP ist auch die NUT_FÜHRUNG als Spine anzuwählen. Die zuletzt parallel verschobene Kurve bestimmt die Höhe der Nut und dient als Führungskurve. Für die Profilpositionierung ist der Punkt *PT881 als Ankerpunkt anzuklicken. Die DIE_PLN ist als Referenzfläche anzugeben. Der Drehwinkel der Koordinatenachsen in der ersten Sweep-Ebene soll – 9° betragen. NUT_SWEEP und Taschenbereich an Ebene Y=0 splitten Beide Splits aneinander trimmen Verrunden mit R = 2 mm.

(Split) (Trim) (Fillet Edge )

Für das letzte Fillet sollen die Edges auf beiden Seiten des NUT_PROFILS selektiert werden. Im nächsten Schritt werden die Kurven im Sketcher nachmodelliert. Zwischenergebnis ist

6


Schlossverstärkung 5. Kurven im Sketcher nachmodellieren

Öffnen eines neuen OpenBody. Die DIE_PLN dient als Referenz für den Sketcher. Im Sketcher können (in zwei verschiedenen Skizzen) die TASCHENFÜHRUNG- und die NUTPROFILKURVE nachgebildet werden. Dazu ist am besten das Icon “Profil” zu verwenden. Auf Tangentenstetigkeit der Kurven ist zu achten! Winkel und Radien sind zu bemassen. Bevor die Kurven ausgetauscht werden, sollte das zuletzt erzeugten Edge Fillet gelöscht werden, denn es greift auf Subelemente der Kurvengeometrie zu. L1 für den “Taschen”-Sweep von 50mm auf 30mm reduzieren. Als nächstes können die Kurven ausgetauscht werden (MB3 - Replace / Delete replaced elements and exclusive parents). Die Kurven NUT_FUEHRUNG und TASCHEN_PRF werden ersetzt durch die beiden zuvor definierten Skizzen.

Aktualisieren Sie die Geometrie und führen Sie einfache Änderungen an den Skizzen durch (Radien und Winkel ändern, Konturen verschieben). Abschließend ist das Edge Fillet noch einmal zu erzeugen (R2). Endergebnis ist

2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart


7

Schlossverstärkung

8


Aufgabe 2_43


Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_43_Sicke_B01_Template_01_Start.CATPart

GSD

Ziel dieser Aufgabe ist es, eine Erzeugungsvorschrift zu erstellen, die Sicken mit Kreisprofil auf Flächen modelliert. Die Sicke soll als „Template“ bzw. PowerCopy die generative Arbeitsweise veranschaulichen, indem sie einmal definiert wird und beliebig oft in anderen Modellen einsetzbar ist. Das Ergebnis enthält nicht nur Änderungsparameter, es speichert außerdem unternehmensspezifisches Konstruktions-Knowhow. 1. Ergebnis

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W. Homolka, Dr. E. Braß, E.Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

Template Ziehsicke Variante 1 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter dem OpenBody „Inputs“. Da das Modell zur bequemen Wiederverwendung in einem Katalog als „PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist auf seine Struktur von Beginn an zu achten. Am besten ist es, die allgemein vorgeschlagene „PowerCopy-Baumstruktur“ zu benutzen. Das Startmodell beinhaltet: Sickenverlauf: Ref-Plane: Trägerfläche :

blaue Kurve blau (Ziehrichtung) kaki

Diese Elemente sind die geometrischen Inputs für die Definition der Sicke. Sie sollen austauschbar sein. Das Sickenprofil wird hier durch einen Kreisprofil als „wireframe“-Element gegeben.

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Sickenausprägung realisierbar. Beim Aufbau des Templates ist die Konzeption besonders sorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase die Änderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegt wird. 3. Empfohlene Vorgehensweise Erstellung einer Center_Crv aus Sickenverlauf und Verlängerungen Profilsweep und verrunden 4. Anmerkungen Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die alle zum Ziel führen. Wichtig ist aber, daß diese die tatsächlichen Konstruktionsabsichten widerspiegeln und die gewünschten Änderungen bei Einhaltung definierter Bedingungen zulassen.

2


Lösung 2_43


Modell(e):

2_43_Sicke_B01_Template_01_Start.CATPart 2_43_Sicke_B01_Template_01_Step_0x.CATPart 2_43_Sicke_B01_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex. Es läßt allerdings weniger Flexibilität bei der Auswahl des Profils. Das vorliegende Modell widerspiegelt keine tatsächliche Ziehsituation. Es stellt lediglich die Erzeugungsvorschrift in einer sehr allgemeinen Form dar, so daß sein Einsatz in anderen Modellen stabil abläuft. 1. Kurvenverlängerung durch Duplicate OpenBody

Sickenverlauf als Guide für Sweep

(Sweep / With Ref. Surface, Guide: Sickenverlauf, Reference: Ziehplane, 90°, 150mm, 20mm, Default-

Spine) Bilde Intersection mit Trägerfläche (Intersec) Curve parallel (Intersect.1 auf Sweep.1, 5mm) Insert OpenBody für tangentiale Verlängerung (....) Extrempunkt an Intersection (Point / On curve / Extremity, auf Parallel curve, 0.15% vom Extr.) Line mit 30° zur Kurve (gegen Ziehrichtung) (Line / Angle-Normal to curve, von Parallel.1 auf Sweep.1 in PT.1, -30°, 0mm, 100mm) Project Line on Sweep (Project / Normal) Duplicate OpenBody (Ändere Seite der Kurve) Beim Open_body duplizieren sollte darauf geachtet werden, welche Elemente ihre Richtung ändern müssen. Außerdem sind danach die Parameter, die nach einer Richtung wirken, überprüft werden. Modell(e):

2_43_Sicke_B01_Template_01_Step_01.CatPart


3

Template Ziehsicke Variante 1 2. Steuerfläche in Blickrichtung und Center_Crv

Verrunde Intersec mit Projizierten Erzeuge Extremity an Gesamtkurve Plane normal zur Kurve Circle on Plane Erzeuge Sweep aus Kreisprofil Verrunde Trägerfläche mit Sweep

(Corner / Trim elements, R30, Sweep als Support) (Point / On curve / Extremity) (Plane / Normal to curve) (Circle / Center and Radius, R10) (Sweep / Profil / Sine-default) (Fillet / Skin-Skin)

Das Profil wird hier direkt als Wireframe-Element erzeugt. Es besteht auch die Möglichkeit es im Sketcher auf der Plane zu erzeugen und an dem Extrempunkt zu verankern. Dies wäre eigentlich die flexiblere Lösung. Der Spine für den Sweep sollte die Guide_Curve (Default) sein. Diese sichert, daß jede Generating Curve ein Kreis ist. Bringen Sie alle Konstruktionselemente ins „Hide“, bestimmen Sie die Farben und speichern Sie ab. Inputgeometrie sollte sichtbar bleiben, damit sie beim Ersetzen leichter zu identifizieren ist. Der letzte Schritt ergibt die neue Fläche mit eingesetzter Wulst, diese soll in den übergeordneten OpenBody angehängt (PowerCopy-Baumstruktur) werden. Damit ist Modellierung der Geometrie fertig. 3. Erstellung der PowerCopy Baumstruktur anpassen OpenBody selektieren Eingangselemente benennen und Modell speichern Katalog erstellen und PowerCopy übertragen. 4. Sonstiges Gruppierung des OpenBody mit folgenden Parametern: Verrundungsradius = 10 mm. Auslaufradius (Corner) = 40 mm. Sickenprofil Zieh- und Blickplane Sickenverlauf in zwei Richtungen Trägerfläche

4


Aufgabe 2_43


Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_43_Ziehsicke_Template_01_Start.CATPart

GSD

Ziel dieser Aufgabe ist es, eine Erzeugungsvorschrift zu erstellen, die Ziehsicken auf Flächen modelliert. Ziehsicken werden eingesetzt , um den Materialfluß zu kontrollieren. Sie „bremsen“ den Materialfluß in das Werkzeug und helfen somit Faltenbildung zu vermeiden. Die Ziehsicke soll als „Template“-Modell die generative Arbeitsweise veranschaulichen, indem sie einmal definiert und beliebig oft in anderen Modellen eingesetzt wird. Das Ergebnis enthält nicht nur Änderungsparameter, es speichert außerdem unternehmensspezifisches KonstruktionsKnow-how. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Template Ziehsicke Variante 2 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter dem OpenBody “Inputs“. Da das Modell zur komfortablen Wiederverwendung in einem Katalog als „PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist von Beginn an auf die Baumstruktur zu achten. Das Startmodell beinhaltet: Sickenverlauf-ZR: Ziehplane: Sickenverlauf-BR: Blickplane: Sickenprofil Trägerfläche :

blaue Kurve blau (Ziehrichtung) rosa Kurve rosa (Blickrichtung) schwarz kaki

Diese Elemente sind die Eingangsgeometrien für die Definition der Ziehsicke. Sie sollen austauschbar sein. Der Verlauf der Sicke ist hier in zwei Richtungen vorgegeben.

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Sickenausprägung realisierbar. Beim Aufbau des Templates ist die Konzeption besonders sorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase die Änderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegt wird. 3. Empfohlene Vorgehensweise Geeignete Verlängerung der Verlaufskurven Erstellung einer daraus resultierenden Center_Curve Profilsweep (Wulst) konstruieren und verrunden 4. Anmerkungen Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die alle zum Ziel führen. Wichtig ist aber, daß diese die tatsächlichen Konstruktionsabsichten widerspiegeln und die gewünschten Änderungen bei Einhaltung definierter Bedingungen zulassen.

2


Lösung 2_43


Modell(e):

2_43_Ziehsicke_Template_01_Start.CATPart 2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_01.CATPart 2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_02.CATPart 2_43_Ziehsicke_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex, aber es sind die Profile und bestimmenden Parameter korrekt zu definieren Komplex an diesem Modell ist es, den Verlauf der Sicke in zwei Richtungen parametrisch zu definieren. Hier ist auch Erfahrung für die Parameter und Sickenverlauf nötig. Das vorliegende Modell spiegelt nicht eine tatsächliche Ziehsituation wider. Es stellt lediglich die Erzeugungsvorschrift in einer sehr allgemeinen Form dar, so daß sein Einsatz in anderen Modellen stabil abläuft. 1. Steuerfläche in Ziehrichtung Modell(e):

2_43_Ziehsicke_Template_01_Start.CatPart

Ziehrichtung Erzeuge einen Punkt auf Ziehplane (Point / On Plane, beliebige Position) Definiere eine Linie senkrecht zur Ziehplane (Ziehrichtung) (Line / Normal to plane) Blickrichtung Vorgang für Blickplane wiederholen Erzeuge in Ziehrichtung Extrempunkte von Sketch.2_Verlauf.Sicke (Point / On Curve / Extremity) 2x Tangentiale Verlängerung an den Extrempunkten (Line / Tangent to Curve / on support, Sketch.2-Verlauf_Sicke, PT.4, Support: Ziehplane, Monotangent, 0mm, 100mm) 2 Verlängerungen und Kurve zusammenfügen (Join) Erzeuge Extrusionsfläche in Ziehrichtung (Extrude, von Join in Richtung Ziehrichtung, 20-150mm) Erzeuge Offset (=0) für spätere Sicken Verschiebung (Offset) Nachdem die Ziehrichtungen definiert wurden, wird der Sketch.2_Verlauf.Sicke verlängert. Aus dieser Kurve soll eine Fläche extrudiert werden, die die Trägerfläche durchdringt. Die anschließend erzeugte Offsetfläche bietet die Möglichkeit an, duch Änderung des Offsetwertes, eine Komponente der CenterCrv, gesehen in Ziehrichtung, zu verschieben. Ergebnis:

2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_01.CatPart

2. Steuerfläche in Blickrichtung und Center_Crv


3


Erzeuge beide Extrempunkte von Project.1, in Blickrichtung (Point / On Curve / Extremity, Ratio=0 oder Ratio=1) Linien an Extrempunkte mit 20° Neigung (Line / Angle-Normal to Curve / Support, Crv: Project.1-Verlauf- in-Blickrichtung, Support ist Plane.3-Blickrichtung, Point.7, -50°, 0mm, 150mm) Corner mit R80 mm. zwischen Linien (Corner / Trim elements, Line.6, Project.1-Verlauf-in-Blickrichtung, Plane.3 – Blickrichtung, 80 mm) Erzeuge Extrusionsfläche in Blickrichtung (Extrude, Corner.2 in Direction Line.2, . Limit von 20...200mm) Erzeuge Offset (=0) für spätere Sicken Verschiebung (Offset) Schnittkurve der beiden Offsets ist Center_Curve der Sicke (Intersec) Um die Steuerfläche in Blickrichtung zu erzeugen, sollen Linien, gegen die Ziehrichtung, an der Kurve mit 50° Neigung angehängt werden und durch Corners verrundet werden. Aus dieser Kurve soll analog wie im vorigen Schritt eine Fläche extrudiert und anschließend das Offset gebildet werden. Die Schnittkurve zwischen den Offsets bildet die tatsächliche Center_Crv, die den Verlauf der Sicke definiert. Achten Sie darauf, daß die Extrudefläche die Trägerfläche durchdringt. Modell(e):

2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_02.CatPart

3. Erzeugen der Sicke

Projiziere Center_Crv auf Ziehplane (Spine) Sweep „Explicite“entlang der Center_Crv Sicke muß Trägerfläche 2x durchschneiden, sonst ShapeFillet R8 als letzte Operation noch einfügen

(Project / Normal) (Sweep / Explicite, Sketch.3 entlang Intersect.1, Ref. Ist Ziehplane, 0°, Spine ist Projection der Center Crv, Position profile, Anchor ist Point.1) (Parameter ändern, Bsp. Winkel, Verlauf)

Für das Sweep „Explicite“ ist die Ziehplane als Referenzfläche anzuwählen. Der Verschiebepunkt soll angeklickt und positioniert werden. 4

Template Ziehsicke Variante 2 Bringen Sie alle Konstruktionselemente ins „Hide“, bestimmen Sie Farben neu und speichern sie ab. Inputgeometrie sollte sichtbar bleiben, damit sie beim Ersetzen leichter zu identifizieren ist. Der letzte Schritt ergibt die neue Fläche mit eingesetztem Wulst, diese soll in den übergeordneten OpenBody angehängt (PowerCopy-Struktur) werden. Damit ist Modellierung der Geometrie fertig. Modell(e):

2_43_Ziehsicke _Template_01_End.CatPart

4. Erstellung der Power-Copy Baumstruktur anpassen OpenBody selektieren, Eingangselemente bennenen und Modell speichern Katalog erstellen und Power-Copy übertragen. 5. Sonstiges Gruppierung des OpenBodies mit folgenden Parametern: Verrundungsradius = 10 mm. Auslaufradius (Corner) = 40 mm. Sickenprofil Sieh- und Blickplane Sickenverlauf in zwei Richtungen Trägerfläche


5


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Template Ziehwulst

Aufgabe 2_43

Template Ziehwulst

Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_43_Ziehwulst_Template_01_Start.CATPart

GSD

Ziel dieser Aufgabe ist es eine Erzeugungsvorschrift zu erstellen, die Ziehwülste auf Flächen modelliert. Ziehwülste werden benutzt, um große Ziehtiefenunterschiede innerhalb eines Bauteils auszugleichen und das „überflüssige“ Material aufzunehmen. Die Ziehwulst soll als „Template“-Modell die generative Arbeitsweise veranschaulichen, indem sie einmal definiert und beliebig oft in anderen Modellen eingesetzt wird. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Template Ziehwulst 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter dem OpenBody „Inputs“. Da das Modell zur bequemen Wiederverwendung in einem Katalog als „PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist auf dessen Struktur von Beginn an zu achten. Am besten ist es, die allgemein vorgeschlagene „PowerCopy-Struktur“ anzuwenden. Das Startmodell beinhaltet: Wulstverlauf: Wulstkontur: Ziehplane: Trägerfläche :

blaue Kurve schwarze Kurve blau (Ziehrichtung) kaki

Diese Elemente sind die Eingangsgeometrien für die Definition der Ziehwulst. Sie sollen austauschbar sein. Die Ziehrichtung wird durch die Normale Ziehplane festgelegt.

hier zur

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Ausprägung realisierbar. Charakteristisch sind große Radien, um ein Reißen zu verhindern. Dabei sind wichtige geometrische Elemente die Verlaufskurve und der beschreibende Profilquerschnitt. Beim Aufbau des Templates ist die Konzeption besonders sorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase die Änderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegt wird. 3. Empfohlene Vorgehensweise Erzeugung eines geeigneten Spines für den Wulstverlauf Erstellung von “wireframe”-Geometrie für die tatsächliche Center Curve Sweep – Type “Explicite” (Wulst) und verrunden 4. Anmerkungen Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die zum Ziel führen. Wichtig ist aber daß diese die tatsächliche Konstruktionsabsicht widerspiegelt und die gewünschte Änderungen bei Einhaltung der definierten Bedingungen zuläßt. Manche Funktionsoptionen können Konstruktionsschritte sparen, z.B. “Trim elements” bei der Definition von “Corners”.

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Template Ziehwulst

Lösung 2_43

Template Ziehwulst

Modell(e):

2_43_Ziehwulst_Template_01_Start.CATPart 2_43_Ziehwulst_Template_01_Step_01.CATPart 2_43_Ziehwulst_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex, aber Profile und bestimmende Parameter sind korrekt zu definieren. Da die Ziehwulst ein technisch wichtiges Element ist, sollte man sehr genau auf die Bedeutung der Parameter achten. Weiterhin ist es sehr wichtig eine Ziehrichtung (normal zur Ziehplane) als konstruktive Referenz für das Modell zu halten. 1. Wulstverlauf auf Trägerfläche übertragen

Erzeuge ein Punkt auf Ziehplane Definiere eine Linie senkrecht zur Ziehplane Projiziere Wulstverlauf auf Trägerfläche Erzeuge beide Extrempunkte der projizierten Kurve 2 Tangentiale Verlängerungen der Kurve an den Punkten Verlängerungen und Kurve zusammenfügen

(Point / On Plane, beliebige Position) (Line / Normal to surf, Ziehplane, PT, 0mm, 20mm) (Project / along direction (Ziehrichtung)) (Point / On Curve / Extremity) ( Line / Tangent to Curve / on support=Trägerfläche, Mono-tangent, 0-50mm) (Join)

Ergebnis dieses Schrittes ist die Kurve Proj_Wulstverlauf. Interessant sind hier die tangentialen Verlängerungen (Bild) der projizierten Kurve, denn diese bestimmen den Einlauf (Länge 50 mm.) der Wulst. Die Trägerfläche ist deshalb Support, um die Ergebniskurve auf der Fläche zu halten. Eine weitere Alternative, die stabil genug ist (im Vergleich zu V4) wäre die Kurve tangential an den Extrempunkten zu extrapolieren. Die Join Operation wird dabei automatisch erledigt.

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Template Ziehwulst 2. Center Curve für Wulst

Das nachfolgend aufgebaute Sweep dient als Trägerfläche für die Center Curve der Wulst. Danach wird der senkrechte Auslauf aus der Fläche definiert: Die Proj_Wulstverlauf auf die Ziehplane projizieren (SPINE) Erzeuge Fläche Ref_Sweep

(Project / Normal) (Sweep “Line”/ With Ref. Surf, Guide=Join.1, Ref.: Ziehplane,

90° 2 Planes normal zur Proj_Wulstverlauf an den Extrempunkten 2 Segmente mit Ref_Sweep 2 Mit dem Proj_Wulstverlauf auf dem Ref_Sweep verrunden

100mm/100mm, Spine: Projected Spine) Plane / Normal to curve) (Intersec) (Corner / Trim elements, R40)

Die Proj_Wulstverlauf kann normal auf die Fläche zurückprojiziert werden, da die Fläche eine Plane ist. Die Parameter für den Sweep sind (90° / 100 / 100). Bei der Kurvenverrundung bietet das System die zwei möglichen Lösungsvorschläge an, achten Sie darauf, daß die Krümmungsradien nach unten gerichtet sind. Im Bild muß noch die richtige Lösung gewählt werden (R=40 mm.). Selektieren Sie dabei die “Trim elements” Option. Die Center_Curve ist damit fertig. Modell(e):

2_43_Ziehwulst_Template_01_Step_01.CatPart

3. Erzeugen der Wulst

Sweep mit Wulstprofil entlang der Center_Curve

Ankerpunkt und Achse positionieren Verrunden, dabei auf Vektorrichtung achten 4

(Sweep “Explicite“ / Profil: Profilquerschnitt, Guide: Corner.4, Reference ist Sweep.2, 0°, SPN=Default Roatation –90 um Point.1) (Sweep / Positioning Parameters) (Verrunden / ShapeFillet. R5)

Template Ziehwulst Für das „Explicite“ Sweep ist das Ref_Sweep als Referenzfläche anzuwählen. Der Verschiebepunkt soll angeklickt und positioniert werden. Es ist notwendig sich mit den verschiedenen Möglichkeiten der Profilpositionierung zu beschäftigen. Bringen Sie alle Konstruktionselemente ins „Hide“. Inputgeometrie sollte sichtbar bleiben, damit sie beim Ersetzen leichter zu identifizieren ist. Der letzte Schritt ergibt die neue Fläche mit eingesetzter Wulst. Sie soll in den übergeordneten OpenBody eingefügt (PC-Baumstruktur) werden. Damit ist Modellierung der Geometrie fertig. Modell(e):

2_43_Ziehwulst_Template_01_End.CatPart

4. Erstellung der Power-Copy Baumstruktur anpassen OpenBody selektieren Eingangselemente bennenen und Modell speichern Katalog erstellen und Power-Copy übertragen.

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Template Ziehwulst

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Bodengruppe - Tunnel

Aufgabe 3_72


Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

Produkt_Bodengruppe.CATProduct V5_Tunnel_01_Start.CATPart DMU_Schnitt_S3.CATPart Stirnwand_Beispiel.CATPart

GSD, Part-design, Assembly design

Bei diese Aufgabe soll der Tunnel eines Fahrzeuges abgebildet werden. Hauptsächlich sollen folgende Themen dabei geübt werden: Change sketch support, Duplicate OpenBody und GSD Funktionalitäten. 1. Ergebnis

18. Juni 2001

W. Homolka, B. Neubauer, Dr. Egbert Braß, E.Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

Bodengruppe - Tunnel 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell ist ein Produkt. Dieses enthält mehrere Modelle, u.a. eine Stirnwand, die eher zur Visualisierung und zum Verständnis beitragen sollen. Gegeben ist auch ein DMU-Schnitt, an den der Tunnel Sketch angepaßt werden soll. Der erste Sketch, sowie Planes, die zu erzeugende Sections definieren sind schon im Tunnel-Startmodell enthalten. Das Startmodell beinhaltet: Ein Produkt mit Visualisierungselementen, wie im Bild dargestellt. Für die Aufgabe sind die Section-Planes und die Sketchkontur maßgebend.

Lassen Sie sich nicht durch die Fehlermeldung beim Laden des Produkts stören. Das System sucht eine Datei(Stirnwand), die für die Übung nicht relevant ist. Einfach den CLOSE Knopf drücken.

Die hier dargestellte Methodik erzeugt ein Modell, dessen Geometrie von mehreren Ebenen gesteuert wird. Ein Sketch soll auf alle Ebenen abgebildet und dann lokal an die Anforderungen (hier Getriebeschnitte) angepaßt werden. Identifizieren Sie die jeweiligen Elemente im Startmodell. Entsprechend soll der Flansch konstruiert werden. 3. Empfohlene Vorgehensweise Copy/Paste der Sketches und Ersetzen der Referenzplane, Sketch anpassen Erzeugen von Lofts und „Zwischenlofts“, schließlich Kanten verrunden Flanschgeometrie definieren (auch mit Sketcher) Flanschteilflächen zusammenfügen und mit „Duplicate OpenBody“ kopieren Solids für Ausprägungen modellieren Geometrie für Bodenblech publizieren 4. Anmerkungen Um ein komplexes OpenBody zu duplizieren sind Vorüberlegungen zur Baumstruktur nötig. Bewußt wird nicht von Anfang an darauf eingegangen, sondern erst wenn es nötig ist. In vorliegenden Beispiel ist es einfacher die Erzeugungsvorschrift später umzustrukturieren!

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Lösung 3_72


Modell(e):

Produkt_Bodengruppe.CATProduct V5_Tunnel_01_Start.CATPart DMU_Schnitt_S3.CATPart Stirnwand_Beispiel.CATPart

Die Übertragung von Sketches ist eine sehr komfortable Methodik isotopologische Profile entlang einer Führungskurve zu positionieren und sie später mit Flächen zu verbinden. Es werden eine Vielzahl verschiedener GSD-Funktionen verwendet, besonders für die Erzeugung von Loftflächen wird vertieft. V5 bietet den Vorteil, in einer gemeinsamen Umgebung verschiedene Workbenches zu verwenden. 1. Definieren der Tunnelsections Zunächst sollte das fertige Produkt geladen werden. Man sollte sich mit den Bauteilen und der Geometrie vertraut machen. Anschließend wird die Komponente „Tunnel-Sections“ durch V5_Tunnel_01_Start.CATPart ersetzt und dieses Modell aktiviert. Für die Tunnelsections sind die weißen Ebenen gedacht. Gegeben sind Anfang- und Endsections des Tunnels. Damit die erste Änderungen am Sketcher einfacher sind, wurde ein DMU-Schnitt als Referenz angegeben. Ändern Sie die Sketchparameter so, daß Sie dem vorgeschlagenen Profil nahe kommen.

Copy Sketch.1 und Paste in O_B Loft mitte Ändere Planereferenz auf Plane mit DMU-Schnitt Im Sketcher Maße an Schnitt anpassen Wiederhole diese Schritte für nächste Section

(MB3 / Copy / Paste) (MB3 / Sketch.1 Object / Change sketch support)

Um den Sketch an den Schnitt anzupassen sollen folgende Maße geändert werden: Höhe vom Mittelpunkt Halbe Breite oben (2x) Halbe Breite unten (2x) Radien und Winkel Es ist nicht wichtig den Sketch genau zu definieren, aber die Änderungen sollen zu einem gleichförmigen Aussehen führen. Sie sollten bei der Definition des zweiten und dritten Sketches darauf achten, daß Sie zum letzten Sketch vernünftig „Koppeln“ können. Reduzieren Sie einfach die Maße proportional. Am einfachsten tun Sie sich, wenn der letzte Sketch dupliziert wird!

W. Homolka, B. Neubauer, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

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Sind die Lofts definiert, dann werden Zwischenlofts erzeugt und zusammengefügt, um letztendlich die entstandenen Kanten verrunden zu können. Loft zwischen beide Sections, Spine ist die Achse Wiederholen Sie dies für die nächste Sectionplane Erzeugen Sie den hinteren Loft Zwischenlofts tangential zur anlaufende Fläche then Ergebnisflächen zusammenfügen Untere Kanten an beiden Seiten selektieren Obere Kanten entsprechend Unnötige Elemente ins „Hide“ Visualisierung (und speichern)

(Loft / Coupling: Tangency then curvature) (Loft / Coupling: Tangency then curvature) (Loft / Tangency support / Coupling: Tangency curvature.) (Join) (Fillet / Edge / R = 20 mm.) (Fillet / Edge / R = 15 mm.)

Testen Sie die Änderungsmöglichkeiten des Modells, nicht nur im Sketcher, sondern auch bei der Neupositionierung der Ebenen. Ist die Methodik verstanden und der erste Schnitt ausgeführt worden, kann eine Konzeptfläche für einen Tunnel sehr schnell aufgebaut werden. Im nächsten Schritt wird der Flansch aufgebaut. Modell(e):

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V5_Tunnel_01_Step_01.CATPart

Bodengruppe - Tunnel 2. Linker Flansch In diesem Schritt wird der linke Flansch zum Bodenblech hin konstruiert. Er besteht aus mehreren Teilbereichen, die separat veränderbar sein sollen. Um die Aufgabe zu vereinfachen, wurde die Referenz zum Fußraum nicht aus der Stirnwand übernommen. Geometrische und konstruktionstechnische Abhängigkeiten sollen im spezifischen Fall definiert werden.

Referenz_Fußraum: Neuer OpenBody “O_B-Linker Flansch” Offset von der xz-Plane (Außen_begrenzend) Sketch Ref_Fußraum auf 1. Tunnelsection Sweep nach vorne

(Plane / Offset / 267 mm.) (Sketcher) (Sweep / with ref. sur / 105°, 50, 0)

Der Sketch für den Fußraum ist eine einfache horizontale Linie und an die begrenzende xz-Offsetplane angehängt (D.h. Koinzidenz des Linien-Anfangspunktes mit Mark.1, der seitlich begrenzenden PLNIntersection). Die Länge beträgt 200 mm. Die Höhe ist von der Plane-Bodenfreiheit aus mit 187 mm. definiert. Als Support für den Sweep nehmen Sie die erste Sectionplane des Tunnels.

Referenz_Getriebe: 2x Offsetplanes von der yz-Plane (PLN1, PLN2) Sketch Referenz_Getriebe (PLN1) Copy /Paste Sketch Change Sketch support, Bemassung anpassen 4 Linien zwischen passende Vertices Loft mit 4 Guides


(Plane / Offset / 735 und (+155) mm.) (Sketcher) (MB3 / Object Sketch / ...) (Line / Point to point) (Loft / 4 Guides / Spine / Ratio)

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Bodengruppe - Tunnel Sketcheränderungen: Höhe zur Bodenplane: Breiten zur Mittelachse:

PLN1

PLN2

1.Section: 130 mm. 1.Section: 245 mm.

2. Section: 125 mm. 2. Section: 230 mm.

Der Sketch für die Ref_Getriebe wird auf der ersten Offsetplane erzeugt und dann mit Change Sketch Support auf die nächste übertragen. Diese zwei Profile definieren einen Loft, der über vier GuideKurven gesteuert wird.

Referenz_Antrieb: 2x Offsetplanes von der yz-Plane PLN3: Copy / Paste Sketch aus Referenz_Getriebe Change Sketch support, Bemassung anpassen PLN 4: Copy / Paste Sketch aus Referenz_Getriebe Change Sketch support, Bemassung anpassen 4 Linien zwischen passenden Vertices Loft mit 4 Guides Sketcheränderungen: Höhe zur Bodenplane: Breiten zur Mittelachse:

(Plane / Offset / 1205 und (+765) mm.) (MB3 / Object Sketch / ...) (MB3 / Object Sketch / ...) (Line / Point to point) (Loft / 4 Guides / Spine / Ratio)

PLN3

PLN4

1.Section: 34 mm. 1.Section: 218 mm.

2. Section: 44 mm. 2. Section: 218 mm.

Der Aufbau entspricht dem Aufbau von Ref_Getriebe. Es sind lediglich die Maße der Skizze verschieden. Ändern Sie die Farbe der erzeugten Flächen.

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Bodengruppe - Tunnel Referenz_Hinterwagen: Offset von der letzten Tunnelsection Plane (PLN1) (Plane / Offset / -15 mm.) Offset von der xz-Plane für Außenbegrenzung (Plane / Offset / 240 mm.) Copy / Paste Sketch aus Referenz_Fußraum auf Ref_Hinterwagen_Plane (PLN1) Change Sketch support, Bemassung anpassen (MB3 / Object Sketch / ...) Im Sketcher Bezugsplane ändern zu Außenbegrenzung Sweep nach hinten, Referenz ist das Sketchsupport selber (Sweep / with ref. sur / 0°, 20, 0) Um die horizontale Linie im Sketch auf die neue Außenplane zu referenzieren, gehen Sie in den Sketcher und klicken Sie mit der rechten Maustaste das entsprechende Constraint. Redefinieren Sie die Beziehung mit (More / Reconnect / Select Plane). Die Ref_Hinterwagen_Plane definiert gleichzeitig die Breite des Flanschs hinten als Differenz zur letzten Tunnel-Section. Als Sketch wird der aus dem Referenz_Fußraum verwendet. Die Differenz zur Bodenfreiheit Plane beträgt 51 mm. Modell(e):


Verbindungsflächen: Übergang Fußraum-Getriebe: 2x Offsetplanes von der Fußraum_Ref_Plane Innerer Endpunkt vom Sketch Ref_Fußraum 3 Schnittpunkte Sketch mit xz-Planes Loft between Sketches, tangent, Spine

(Plane / Offset / 22 und (+10) mm.) (Point / On curve / Nearest Extremity) (Intersec) (Loft / tangency then curvature / 4 Coupling Pts.)

Übergang Getriebe-Antrieb: Loft between Sketches, tangent, Spine

(Loft / tangency then curvature / 4 Coupling Pts.)

Übergang Antrieb-Hinterwagen: xz-parallelePlane durch zweites Sketch Vertex Offsetplane dazu (nach innen) Innerer Endpunkt vom Sketch Ref_Hinterwagen 3 Schnittpunkte Sketch mit xz-Planes Loft between Sketches, tangent, Spine

(Plane / Parallel through point) (Plane / Offset / 10 mm.) (Point / On curve / Nearest Extremity) (Intersec) (Loft / tangency then curvature / 4 Coupling Pts.)


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Zusammenfügen und Verrunden: Erzeugen Sie einen neuen OpenBody ZB-Flansch_links Alle Flächen mit Join verbinden (Join ) Außensteg_Edge mit R =10 mm. verrunden (Fillet / Edge) Innenkante mit R = 5 mm verrunden (Filet / Edge) Damit ist der linke Tunnelflansch fertig. Entsprechend der üblichen Vorgehensweise würde man entweder den ganzen Flansch noch einmal auf der rechten Seite konstruieren oder die Flächen spiegeln. Die letzte Option ist nicht gewünscht, denn die Flansche müssen nicht unbedingt spiegelsymmetrisch sein. Sie sollen lediglich die selbe Struktur aufweisen. Ein PowerCopy aus dem Ganzen zu erstellen ist nicht so sinnvoll, denn der Flansch ist ein spezifisches Teil. Das Problem soll im folgenden Schritt mit Duplicate OpenBody gelöst werden. Modell(e):

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Bodengruppe - Tunnel 3. OpenBody duplizieren (rechter Flansch) und verrunden Dadurch, daß der Flansch auf der linken Seite der xz-Plane liegt, muß der Richtungsvektor dieser Plane umgedreht werden. Das reicht aber nicht, denn die Sketches beziehen sich immer noch auf die linke Seite. Damit auch sie umgedreht werden können, müssen sie als Inputs definiert werden. Setzen Sie die Tunnelflächen ins “Hide”. Alle Sketch-Planes haben ein lokales gelbes Koordinaten system. Klicken Sie jede an und führen Sie ein “Change OpenBody” durch. Alle Planes sollen unter dem OpenBody “O_B-Working_Boxes” definiert werden.

Gehen Sie jetzt mit dem Befehl (Insert / Advanced replication tools / Duplicate Open_body) auf den OpenBody “O_B Linke Flansch”. Das Menü zeigt die Inputliste und ein Bild der Elemente. Zu Ersetzen sind immer gleiche Elemente. Alle yz-Offsetplanes (6x) und die xz-Plane (1x) müssen ihre Richtung invertieren. Führen Sie einen Preview durch und bestätigen Sie die symmetrische Lage der einzelnen Flächen, dann klicken Sie auf OK.

Die Sweep-Fläche für den Ref_Fußraum muß noch den umgedrehten Winkel bekommen (75°). Zum Abschluß führen Sie die Schritte zum Zusammenfügen und Verrunden des Flansches durch. Mit der Funktion (Fillet / Skin-Skin / R = 10 mm.) sollen die Flansche mit dem Tunnel verrundet werden. Speichern Sie das Modell. Modell(e):



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Aufgabe 2_02


Voraussetzungen:


Modelle:

2_02_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart 2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch_Konturen.CATPart 2_02_03_Uebergang_Ellipse_Langloch_Extrusions.CATPart 2_02_04_Uebergang_Ellipse_Langloch_End.CATPart

GSD, Sketcher, (Part Design) „Wireframe“, Transformation, Extrusion, Trim, Fillet

In dieser Aufgabe soll ausgehend von einer einfachen Skizze ein Kniestück aufgebaut werden, das den Übergang von einer Ellipse (deren große Achse gegenüber der Waagerechten beliebig geneigt sein kann) in einen ovalen Querschnitt (2 Halbkreise verbunden durch 2 Linien) realisiert. 1. Ergebnis Im Bild links die Ausgangsdrahtgeometrie. Rechts im Bild das fertige Solidmodell.


2_02_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart

Das Startmodell ist ein leeres Modell, d.h. dieses Modell ist von Grund auf zu erstellen! 3. Hinweise ·

Das Modell ist parametrisch-assoziativ aufzubauen.

·

Erzeugen einer möglichst übersichtlichen Struktur (OpenBodies)

·

Folgende Größen sollten änderbar sein: Öffnungswinkel der Grundstruktur, Neigung der Ellipse zwischen 0 und 90 Grad (positiv/negativ), Verrundungsradius, Wandstärke

·

Erfolgskriterium ist u.a. die Stabilität/Robustheit des fertigen Modells

18. Juni 2001

Dr. Egbert Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

Übergang Ellipse in Langloch 4. Vorgehensweise

Erzeugen der Grundkontur mit dem Sketcher (XYEbene, Maße siehe Bild rechts) Ebenen in den Endpunkten der Grundkontur dienen als Support für den Aufbau der Konturen (siehe Bild oben)

In der ersten Ebene wird eine Ellipse konstruiert (Mittelpunkt ist ein Endpunkt der Grundkontur, großer Durchmesser 150mm, kleiner Durchmesser 110mm, Neigung zur XY-Ebene ist –35 Grad).

Die Extrempunkte (in Z-Richtung) der Ellipse bestimmen die Breite der ovalen Kontur (sie ist identisch mit dem Durchmesser der Halbkreise). Das „gerade Zwischenstück“ zwischen den beiden Halbkreisen ist 40mm lang. Der zweite Endpunkt der Grundkontur ist gleichzeitig Mittelpunkt der ovalen Kontur.

Ausgehend von den beiden Profilen werden in geeigneter Weise Flächen erzeugt, getrimmt und gegeneinander verrundet. Der Verrundungsradius beträgt 25mm. Die Gesamtfläche ist mit einer Wandstärke von 5mm „aufzudicken“ (Part Design Workbench). 2


Lösung 2_02


Voraussetzungen:

Kenntnis GSD Wireframe, Operationen,

Modelle:

2_02_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart 2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch_Konturen.CATPart 2_02_03_Uebergang_Ellipse_Langloch_Extrusions.CATPart 2_02_04_Uebergang_Ellipse_Langloch_End.CATPart

1. Skizzieren der Basiskontur Startmodell ist

2_01_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart

Die Ebene XY wird aktiviert und der Sketcher aufgerufen. Die Kontur ist gemäß Skizze (Aufgabenblatt) zu erstellen. Die kürzere Linie ist durch das Constraint „Vertical“ fixiert. 2. Skizzieren der Ellipse Ebenen in den Endpunkten der Grundkontur müssen erzeugt werden. Sie dienen als Support für den Aufbau der Konturen. In der ersten Ebene (an der längeren Linie) wird eine Ellipse konstruiert (Mittelpunkt ist ein Endpunkt der Grundkontur, großer Durchmesser 150mm, kleiner Durchmesser 110mm, Neigung zur XY-Ebene ist –35 Grad). Von der Ellipse sind die beiden Extrema (Punkte) in Z-Richtung (Minimum und Maximum) abzuleiten. 3. Konstruieren des Langloch (ovale Kontur) Die Extrempunkte (in Z-Richtung) der Ellipse bestimmen die Breite der ovalen Kontur (sie ist identisch mit dem Durchmesser der Halbkreise). Das „gerade Zwischenstück“ zwischen den beiden Halbkreisen ist 40mm lang. Der zweite Endpunkt der Grundkontur ist gleichzeitig Mittelpunkt der ovalen Kontur.

Die Extrempunkte der Ellipse werden auf die Langloch-Ebene projiziert (Typ „Normal“). Die folgende Konstruktion erfolgt in der „Langloch-Ebene“. 2 Linien (LN1 und LN2) durch die projizierten Punkte erzeugen (Typ „Point-Direction“, Direction „Linie der Basiskontur“; Länge ±100mm)

Eine weitere Linie (LN3) wird unter einem Winkel von 90 Grad zu einer der gerade erzeugten Linien und durch den Konturmittelpunkt erzeugt (Länge ±100mm) Zu LN3 werden zwei Parallelkurven erzeugt (Abstand 20mm; Option „Both sides“)


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Übergang Ellipse in Langloch 2 Punkte entstehen durch Schnitt der Parallelkurven mit LN1 oder LN2.

2 Punkte werden durch Projektion des Konturmittelpunktes auf die Parallelkurven erzeugt. Entsprechend Abbildung werden zwei Vollkreise mittels zweier Punkte erzeugt. (Stabilität: Vollkreis vs. Kreisbogen)

Durch mehrmaliges Trimmen der Kreise mit LN1 und LN2 entsteht die Langloch-Kontur!


2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch _Konturen.CATPart

4. Flächen an Ellipse Die Ellipse wird an den Extrema gesplittet (in einer Operation möglich!). Als Ergebnis sollte die Hälfte ohne die „Nahtstelle“ entstehen. Diese Hälfte wird gespiegelt (punktsymmetrisch am Mittelpunkt). (Stabilität: Spiegeln der „nahtstellenfreien Kontur“ führt später zu mehr Robustheit (Winkel von 0 und 90 Grad werden möglich)

Beide Kurven werden in Richtung der Linie der Basiskontur extrudiert. Die Extrusionsflächen müssen „lang genug“ sein, um die „Langloch“Flächen vollständig zu durchdringen.

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Übergang Ellipse in Langloch 5. Flächen Langloch Die Langlochkontur wird an der Linie LN3 gesplittet (Option „Keep both sides“). Es entstehen 2 Kurven. Beide Kurven werden in Richtung der Linie der Basiskontur extrudiert. Die Extrusionsflächen müssen „lang genug“ sein, um die „Ellipsen“-Flächen vollständig zu durchdringen.


2_02_03_Uebergang_Ellipse_Langloch _Extrusions.CATPart

6. Außen- und Innenseite trimmen und verrunden Die äußere „Langloch“- wird gegen die äußere „Ellipsen“-Fläche getrimmt. Die entstehende scharfe Kante wird mit „Fillet Edge“ und R25 verrundet. Die gleiche Prozedur wird mit den Innenflächen wiederholt. (die Verrundungsradien können bei Bedarf miteinander gelinkt werden)


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Übergang Ellipse in Langloch 7. Gesamtfläche und Solid Die Join-Operation verbindet beide Flächen. Diese Gesamtfläche ist mit einer Wandstärke von 5mm „aufzudicken“ (Part Design Workbench).

Ergebnis ist

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2_02_04_Uebergang_Ellipse_Langloch_End.CATPart


Aufgabe 2_31


Voraussetzungen:


Modelle:

2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart 2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart

GSD Sketcher, Loft mit Coupling, Fillets

2_31_V1_03_Uebergang_Sketch.CATPart 2_31_V1_04_Uebergang_Lofts.CATPart 2_31_V1_05_Uebergang_End.CATPart 2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart 2_31_V2_04_Uebergang_Sketch_ready.CATPart 2_31_V2_05_Uebergang_Coupling.CATPart 2_31_V2_06_Uebergang_End.CATPart Thema dieser Übung ist neben der Anwendung des Sketchers auch die Loft-Funktion mit „Closing-„ und „Coupling-„ Punkten. Des weiteren werden Verrundungen erzeugt. Gegenstand der Übung ist der Übergang aus einer Polygon-Kontur (mit verrundeten Ecken) in einen Kreis. Zwischen den Radien der Kontur bestehen bestimmte Abhängigkeiten, die zu beachten sind. Die Übergangsfläche soll beide Konturen einhalten und eine vernünftige Patch-Aufteilung haben. Zwei mögliche Varianten sind aufzubauen und anschließend zu diskutieren. 1. Ergebnis


2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart

Das Startmodell enthält eine Skizze mit einigen Punkten. Diese sind zu einem geschlossenen Polygonzug zu verbinden. Anschließend kann diesem Konturzug innerhalb des Sketchers ein tritangent Kreis einbeschrieben werden (Darstellung folgende Seite rechts oben). Von diesem theoretischen Modell ausgehend sollen im rechten oberen Bereich zwei Corner mit gleichem Radius (R14) direkt ineinander übergehen. Alle anderen Corner sind mit R10 auszurunden. Der einbeschriebene Kreis soll auf die Ebene Z=75 projiziert werden. Zwischen beiden geschlossenen Kurvenzügen ist eine Fläche aufzubauen.

18. Juni 2001


Übergang Polygon in Kreis Das Startmodell beinhaltet: Eine Skizze mit Punkten zur Konstruktion eines Polygonzugs mit einbeschriebenem tri-tangentialen Kreis. Die Skizze liegt in der Ebene Z=0.

Variante 1: Lösungsansatz mit FilletEdge Ansatz ist es, ausgehend von der äußeren Kontur mehrere Lofts auf die projizierte Kreisfläche zu erzeugen und diese Lofts dann anschließend miteinander zu verrunden. Für die Lofterzeugung muß der Kreis in Abschnitte unterteilt werden. Diese ergeben sich, wenn man parallel zur Außenkontur Konstruktionslinien zeichnet. Die Schnittpunkte mit dem Kreis stellen gleichzeitig die Grenzen der einzelnen Abschnitte dar. Durch den vorgegebenen Startwert 6,5mm können 4 Konstruktionslinien direkt gezeichnet werden. Die 5. Konstruktionslinie verläuft vom Polygoneckpunkt zu einem vorhandenen Schnittpunkt (siehe Darstellung). Damit ergibt sich auch die 6. und letzte Konstruktionslinie. Sie verläuft parallel zur fünften KL durch den benachbarten Polygonpunkt und liefert einen Schnittpunkt mit dem Kreis. Die Ecken des Polygons sind später mit R10 zu verrunden.

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Variante 2: Lösungsansatz mit Loft Ansatz dieser Variante ist es, die äußere Kontur fertig im Sketcher aufzubauen. Der einbeschriebene tri-tangentiale Kreis wird später auf die Ebene Z=75 projiziert. Zwischen beiden geschlossenen Konturen ist eine einzige Loftfläche als Übergang zu definieren. Dazu sind in geeigneter Weise Closing- und Coupling-Punkte vorzubereiten. Die Maße für die Konturen sind der Abbildung zu entnehmen. Der Corner-Radius R10 wird von einem Maß getrieben. Die Verbindungslinie der beiden Corner R14 wird durch deren gemeinsamen Wendepunkt halbiert. Diese Beziehung soll auch bei Änderung des Radius bestehen bleiben. Auch bei diesen beiden Radien ist ein Maß das treibende!

3. Empfohlene Vorgehensweise

Variante 1: Lösungsansatz mit FilletEdge · Zeichnen der Kontur mit dem Sketcher · Aufteilen der Kontur in die zwei Bereiche „Basis“ und „Top“ · Drahtgeometrie in beiden Bereichen konstruieren · Seitenflächen aufbauen · Zusammenfügen der Seitenflächen und Verrunden

Variante 2: Lösungsansatz mit Loft · Zeichnen der Kontur mit dem Sketcher · Generieren der Coupling- und bei Bedarf der Closing-Punkte · Generieren der Section-Kurven für Loft in den zwei Bereichen „Basis“ und „Top“ · Spine generieren und Loftfläche konstruieren


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Übergang Polygon in Kreis 4. Hinweise / Anmerkungen Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt! Einer Modifikation der Basiskontur muß die Übergangsfläche assoziativ folgen können. Die Modelle sollten robust bezüglich Änderungen sein.

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Lösung 2_31


Voraussetzungen:


Modelle:

2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart 2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart

GSD Sketcher, Loft mit Coupling, Fillets

2_31_V1_03_Uebergang_Sketch.CATPart 2_31_V1_04_Uebergang_Lofts.CATPart 2_31_V1_05_Uebergang_End.CATPart 2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart 2_31_V2_04_Uebergang_Sketch_ready.CATPart 2_31_V2_05_Uebergang_Coupling.CATPart 2_31_V2_06_Uebergang_End.CATPart Thema dieser Übung ist neben der Anwendung des Sketchers auch die Loft-Funktion mit „Closing-„ und „Coupling-„ Punkten. Des weiteren werden Verrundungen erzeugt. Gegenstand der Übung ist der Übergang aus einer Polygon-Kontur (mit verrundeten Ecken) in einen Kreis. Zwischen den Radien der Kontur bestehen bestimmte Abhängigkeiten, die zu beachten sind. Die Übergangsfläche soll beide Konturen einhalten und eine vernünftige Patch-Aufteilung haben. Zwei mögliche Varianten sind aufzubauen und anschließend zu diskutieren. 1. Polygonzug mit tri-tangentialem Kreis zeichnen Laden des Startmodells Startmodell ist

2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart

Die im Startmodell vorhandene Skizze wird aufgerufen. Im Sketcher wird mittels der bereits vorhandenen Punkte ein Polygon gezeichnet. Diesem Polygon wird der Kreis einbeschrieben (siehe Abbildung Aufgabenstellung).


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Die Bilder oben geben die Schritte zur Konstruktion der „speziellen“ Ecke wieder. Zunächst werden zwei Corner R10 erzeugt. Die Maß-Constraints und das Geradenstück zwischen den beiden Ausrundungen werden gelöscht. Dann werden die beiden angrenzenden Corner-Punkte mit „Coincidence“ aufeinander „gezogen“. Anschließend werden die Corner „tangential“ zueinander gemacht. Zur Visualisierung können drei Konstruktionslinien gezeichnet werden. Sie beginnen bzw. enden im gleichen Punkt wie die Ausrundungen. Die beiden äußeren Konstruktionslinien sollen zusätzlich tangential in das Polygon einlaufen. Die mittlere Konstruktionslinie soll „koinzident“ zum CornerWendepunkt sein. Durch Selektion (mit CTRL-Taste) von Corner-Mittelpunkt 1, Corner-Mittelpunkt 2 und CornerWendepunkt können die drei Punkte „äquidistant“ gemacht werden (Achtung: Richtige Reihenfolge beachten). Durch Ziehen eines der beiden Mittelpunkte verändern dann beide Radien ihren Wert analog. Durch Vergabe eines zusätzlichen Maßes kann man den Freiheitsgrad weiter „beschneiden“. Damit ist der erste Schritt des Skizzieren beendet. Variante 1 und 2 gehen jetzt unterschiedlich vor!

Alternative

Wesentlich schneller und weniger umständlich ist folgende Schrittfolge. Zunächst werden auch zwei Corner R10 erzeugt. Die Maß-Constraints werden gleich wieder gelöscht. Durch Selektion (mit CTRLTaste) von Corner-Mittelpunkt 1, Corner-Mittelpunkt 2 und verbindendem Geradenstück können die beiden Corner bezüglich der Gerade „symmetrisch“ gemacht werden (Achtung: Richtige Selektionsreihenfolge beachten). Dabei werden in „one shot“ das Geradenstück eliminiert und die Corner tangential zueinander gemacht. Damit ist auch bei dieser Alternative der erste Schritt des Skizzieren beendet. Variante 1 und 2 gehen jetzt unterschiedlich vor! Zwischenergebnis ist

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2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart


Variante 1: Lösungsansatz mit FilletEdge 2. Vervollständigen der Skizze Wie in der Aufgabenstellung beschrieben ist die Skizze zu vervollständigen. Es sollte sich nebenstehendes Bild ergeben (eine Reihe Constraints sind ausgeblendet). Hinweise: Konstruktionslinien für die Elemente verwenden die nicht zur Kontur gehören! Alle doppelten Schnittpunkte löschen. Alle übrigen Schnittpunkte mit dem Kreis dürfen keine Konstruktionselemente sein!


2_31_V1_03_Uebergang_Sketch.CATPart

3. Drahtgeometrie erzeugen und theoretisches Flächenmodell aufbauen Die Sketchkonturen müssen in zwei Bereiche aufgeteilt werden – „Basis“ und „Top“. Zu diesem Zweck werden zwei neue OpenBodies ins Modell eingefügt – „Basiskontur“ und „Topkontur“. Der OpenBody „Basiskontur“ wird aktiviert. Mit Line („Point-Point“) werden zwischen den Vertices der Skizze bzw. Punkten aus der Skizze 6 Linien erzeugt (Line.1 bis Line.6).

Der OpenBody „Topkontur“ wird aktiviert.


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Für die Topkontur wird bei Z=75 eine Offset-Plane zu XY erzeugt. Aus der Skizze wird die Kreiskontur extrahiert und anschließend auf die neue Ebene projiziert.

Um einen stabilen Kreisbogen für die weitere Verwendung zu erhalten, sollte man dessen „Nahtstelle“ eliminieren. Dazu wird durch den Sketch-Kreis-Mittelpunkt eine Ebene parallel zu YZ erzeugt. Daran wird der projizierte Kreis aufgesplittet und per Symmetrie (an der gleichen Ebene) wieder vervollständigt. Durch Join wird wieder eine vollständige Kreiskontur gebildet.

Mit einer Operation können die 6 Punkte aus der Kreisskizze in die Topkontur projiziert werden („Normal“ Projection auf Offsetebene). Durch Split an je 2 benachbarten Punkten entstehen Kreissegmente (vgl. mittlere Abbildung). Sie korrespondieren mit den Segmenten aus der „Basiskontur“ (Bild rechts).

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Übergang Polygon in Kreis Ein neuer OpenBody „Seitenflaechen scharfkantig“ wird eingefügt. Für die einzelnen Lofts wird ein Spine benötigt (sonst ist kein Join auf die einzelnen Lofts möglich). Geeignet ist eine Linie parallel zur Z-Achse. Die Position ist beliebig. Der Spine sollte aber „lang genug“ sein. Die Loft-Flächen werden aus je 2 Section-Kurven (1 Kreisbogen und 1 Linie) mit dem Spine erzeugt. Führungskurven werden nicht benutzt. Die Lofts sollten gleich orientiert sein (z.B. Section 1 – Basis; Section 2 – Top).


2_31_V1_04_Uebergang_Lofts.CATPart

4. Zusammenfügen der Seitenflächen und Verrunden

Ein neuer OpenBody „Verrunden“ wird eingefügt. Alle 6 Lofts werden mit Join zusammengefasst. Dann wird zunächst ein EdgeFillet mit R14 auf die entsprechenden 2 Kanten ausgeführt. Dieser Radius sollte vom treibenden Maß in der Skizze abhängig gemacht werden! Abschließend wird auf die restlichen 4 Kanten ein EdgeFillet mit R10 ausgeführt. Damit ist die Variante 1 fertig. Vergleichen Sie Flächenmodell mit Skizze! Was ist zu bemerken? Ergebnis ist


2_31_V1_05_Uebergang_End.CATPart

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Variante 2: Lösungsansatz mit Loft 2. Vervollständigen der Skizze Starmodell ist

2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart Wie in der Aufgabenstellung beschrieben ist die Skizze zu vervollständigen. Es sollte sich nebenstehendes Bild ergeben. Hinweise: 4 Corner erzeugen – eine davon mit R10 und die anderen 3 per „Formula“ davon abhängig machen (grafische Selektion möglich!)


2_31_V2_04_Uebergang_Sketch_ready.CATPart

3. Erzeugen der Elemente für die Loft-Definition (Section-Kurven, Coupling-Punkte, Spine)

Für die Loft-Definition sind zwei Section-Kurven notwendig – die äußere Kontur auf der Ebene Z=0 und die Kreiskontur auf Z=75. Dazu müssen die Konturen per Sketch Extract separiert, die Ebene Z=75 als Offset zu Z=0 erzeugt und der Kreis auf diese Ebene projiziert werden.

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Übergang Polygon in Kreis Für das Coupling sollte auf jedem Kreisbogen (Corner) der Skizze eine Ebene „Normal zur Kurve“ genau in der Corner-Mitte erzeugt und mit dem einbeschriebenen Kreis zum Schnitt gebracht werden. Die Kreisbögen bekommt man über den Umweg einer planaren Fill-Fläche, die aus dem SketchExtract der äußeren Kontur gebildet wird. Mit der Boundary-Funktion kann man von der Fill-Fläche alle 6 Randbögen abgreifen (Propagationtype „No propagation“). Mit „Point or Plane creation“ können die Ebenen bei 50% Bogenlänge und normal zur Kurve direkt erzeugt werden.

Mit allen 6 Ebenen schneidet man nun Section 2 (den projizierten Kreis). Es entsteht immer ein multiples Ergebnis (2 Punkte). Mittels „Near“ wird der nächstliegende Schnittpunkt ausgewählt. Die Referenz für Near kann der Schnittpunkt der jeweiligen Ebene mit der Corner-Kurve sein. Für die Loftfläche wird ein Spine benötigt. Geeignet ist eine Linie parallel zur Z-Achse. Die Position ist beliebig (z.B. der Koordinatenursprung). Der Spine sollte aber „lang genug“ sein – im Beispiel reichen 100mm. Zwischenergebnis ist

2_31_V2_05_Uebergang_Coupling.CATPart

4. Loft-Definition

Die Loftfläche kann konstruiert werden: Loft.1

(Section 1 ist Extract.1, d.h. die äußere Sketch-Kontur Section 2 ist Project.1, d.h. der projizierte Kreisbogen Spine ist die gerade erzeugte Linie)

Es ist festzustellen, daß das Ergebnis nicht unbedingt das Gewünschte ist. Das automatische Coupling ist bereits unbrauchbar. Nun können die vorbereiteten Coupling-Punkte ins Spiel gebracht werden. Die Selektion der Coupling-Punkte muß in der Reihenfolge der Sections erfolgen! Es kann zwar jetzt eine Dr. E. Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

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Übergang Polygon in Kreis halbwegs brauchbare Loft-Fläche berechnet werden, duch unterschiedliche Closing-Punkte sind einige Patches aber immer noch unbefriedigend! Closing-Punkte kann man austauschen. Wir erzeugen sie wie die Coupling-Punkte. Diesmal muß die seitliche Fill-Randkurve als Ausgangselement dienen!

Diesmal kann die Loftfläche endlich konstruiert werden: Loft.1

(Section 1 ist Extract.1, d.h. die äußere Sketch-Kontur mit Closing-Point 1 Section 2 ist Project.1, d.h. der projizierte Kreisbogen mit Closing-Point 2 Spine ist die gerade erzeugte Linie Coupling mode ist „Ratio“, 6 manuelle Coupling-Kurven werden definiert)

Damit ist die Variante 2 auch fertig. Vergleichen Sie beide Erzeugungsvarianten und beurteilen Sie die Ergebnisse! Ergebnis ist

12

2_31_V2_06_Uebergang_End.CATPart


Aufgabe 2_12


Voraussetzungen:


Modelle:

2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart 2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart 2_12_03_Verrundung_Flaechen_Flaechen.CATPart 2_12_04_Verrundung_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, Blend, Fillet

Ziel dieser Übung ist es, ein einfaches Flächenmodell, basierend auf einer parametrisch-assoziativen Drahtgeometrie, zu konstruieren und anschließend in geeigneter Weise zu verrunden. 1. Ergebnis


2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart

Das Startmodell ist bis auf einige vordefinierte OpenBodies leer. Die Geometrie ist entsprechend der Vorgaben von Grund auf zu erstellen.

18. Juni 2001


Verrundung eines theoretischen Modells Für die Verrundungen gilt: Blau entspricht R50 Rot entspricht R100

3. Empfohlene Vorgehensweise · Aufbau der Drahtgeometrie (Ebenen, Punkte, Linien) · Konstruieren des theoretischen Flächenmodells · Verrunden des theoretischen Flächenmodells 4. Hinweise / Anmerkungen Das Modell ist mit prozeduralen Elementen aufzubauen (GSD Workbench)! Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt! Testen sie die Modifikationsmöglichkeiten über Verschieben von Ebenen und Punkten! 5. Aufbau der Drahtgeometrie (Ebenen, Punkte, Linien) Links abgebildetes Drahtgeometrie-Modell soll zunächst erarbeitet werden. Gestartet wird mit den Ebenen.

Nacheinander werden 7 Ebenen als „Offset“ von der ZX-Ebene erzeugt: Y=239

Y=200

Y=0

Y=-106

Y=-135

Y=-230

Y=-260

Im folgenden werden nacheinander Linien auf den Supportebenen konstruiert. Die Punkte dazu werden „on the fly“ als „Point on plane“ auf der angegebenen Supportebene erzeugt! Die angegebenen Koordinaten sind [H,V]!

2


Line.1

(auf Y=239,

Point.1 [270,67],

Point.2 [150,67])

Line.2 Line.3

(auf Y=200, (auf Y=200,

Point.3 [178,75], Point.4 [150,180],

Point.4 [150,180]) Point.5 [-150,180])

Line.4 Line.5

(auf Y=0, (auf Y=0,

Point.6 [174,110], Point.7 [150,200],

Point.7 [150,200]) Point.8 [-150,200])

Line.6

(auf Y=-106,

Point.9 [-30,305],

Point.10 [-150,305])

Line.7

(auf Y=-135,

Point.11 [270,133],

Point.12 [66,133])

Line.8

(auf Y=-230,

Point.13 [-30,305],

Point.14 [-150,305])

Line.9

(auf Y=-260,

Point.15 [270,133],

Point.16 [66,133])

Es werden noch zwei zusätzliche Punkte benötigt: Point.17 Point.18

(als Mittelpunkt von Line.5, „on curve“, „middle“) (auf Line.7; 120mm vom Vertex entfernt)

Jetzt sind noch einige Verbindungslinien zu erzeugen (Line – „Point-Point“): Line.10 Line.11 Line.12 Line.13 Line.14 Line.15 Line.16 Line.17 Line.18 Line.19 Line.20 Line.21

(Point.1 – Point.11) (Point.4 – Point.7) (Point.17 – Point.9) (Point.17 – Point.12) (Point.7 – Point.18) (Point.9 – Point.13) (Point.12 – Point.16) (Point.11 – Point.15) (Point.12 – Point.9) (Point.16 – Point.13) (Point.3 – Point.6) (Point.6 – Point.18)


3

Verrundung eines theoretischen Modells Die letzten beiden Linien sollte man gestrichelt zeichnen. In Abhängigkeit von den Maßen liegen sie nicht unbedingt auf der Fläche! Zwischenergebnis ist

4

2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart


Lösung 2_12


Voraussetzungen:


Modelle:

2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart 2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart 2_12_03_Verrundung_Flaechen_Flaechen.CATPart 2_12_04_Verrundung_End.CATPart

GSD “Wireframe”, Extrude, Blend, Fillet

Ziel dieser Übung ist es, ein einfaches Flächenmodell, basierend auf einer parametrisch-assoziativen Drahtgeometrie, zu konstruieren und anschließend in geeigneter Weise zu verrunden. 1. Konstruieren des theoretischen Flächenmodells Laden des Startmodells Startmodell ist

2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart

Ausgehend vom Drahtmodell kann jetzt ein theoretisches Flächenmodell aufgebaut werden. Für die Erzeugung der Flächen empfiehlt sich eine Kombination von punktstetigen Blend-Flächen und Extrusionsflächen. Auch Fill-Flächen sind theoretisch möglich. Blend erzeugt zwischen Linien SinglePatches vom Grad 1x5 (Grad 1 in Verbindungsrichtung, Grad 5 entlang der Linien). Extrude erzeugt Single-Patches vom Grad 1x1.

Extrude.1 Blend.1 Blend.2

(Line.10 entlang Line.7, 250mm, 0mm) (Line.2 – Line.4) (Line.3 – Line.5)

Extrude.2 Extrude.3 Split.1,Split.2 Split.3,Split.4 Blend.3

(Line.4 entlang Line.14, 180mm, 0mm) (Line.12 entlang Line.18, 220mm, 0mm) (Line.5 an Point.17, „Keep both sides“) (Line.7 an Point.18, „Keep both sides“) (Split.2 – Line.6)


5


Blend.4 Blend.5 Blend.6

(Split.1 – Split.3) (Line.7 – Line.9) (Line.18 – Line.19)

Blend.7 Extrapol.1 Extrapol.2

(Line.6 – Line.8) (Edge von Blend.1, 10mm „Tangent“/“Tangent“) (obere Abbildung Mitte) (Edge von Blend.4, 10mm „Tangent“/“Tangent“) (obere abbildung rechts)

Das die beiden Blendflächen „zu kurz“ sind, bemerkt man spätestens beim Verrunden... Zwischenergebnis ist

2_12_03_Verrundung_Flaechen_Flaechen.CATPart

2. Verrunden des theoretischen Flächenmodells

ShapeFillet.1 ShapeFillet.2 ShapeFillet.3

6

(Blend.3 – Blend.7, R100, „Smooth“, „Trim“) (Extrude.3 – Blend.6, R100, „Smooth“, „Trim“) (Fillet.2 – Fillet.1, R50, „Smooth“, „Trim“)


ShapeFillet.4 ShapeFillet.5 ShapeFillet.6

(Blend.2 – Extrapol.2, R50, „Maximum“, „Trim“) (Extrapol.1 - Extrude.2, R50, „Smooth“, „Trim“) (Extrude.1 – Blend.5, R100, „Smooth“, „Trim“)

Trim.1 Trim.2 EdgeFillet.1

(ShapeFillet.4 – ShapeFillet.5) (Trim.1 – ShapeFillet.6) (Trim.2, R100, 1 Edge, „Smooth“, „Tangency“, „Trim“)

EdgeFillet.2 EdgeFillet.3 ShapeFillet.7

(EdgeFillet.1, R50, 1 Edge, „Smooth“, „Tangency“, „Trim“) (EdgeFillet.2, R50, 1 Edge, „Smooth“, „Tangency“, „Trim“) (EdgeFillet.3 – ShapeFillet.3, R50, „Smooth“, „Trim“)

Ergebnis ist


2_12_04_Verrundung_End.CATPart

7


8


Aufgabe 3_71


Voraussetzungen:

GSD, Assembly, Design in Context, Publishing

Modelle:

Product_Start.CATProduct Grundkoerper_Start.CATPart Rahmen_Start.CATPart Und als fertiges Szenario: Verstaerkung.CATProduct Grundkoerper.CATPart Grundkoerper_neu.CATPart Rahmen_fertig.CATPart

In dieser Aufgabe soll zu einem vorhandenen parametrisch-assoziativ aufgebauten „Grundkoerper“ ein „Rahmen“ konstruiert werden.

Im Startmodell sind bereits einige Informationen enthalten. Dazu gehören folgende Ausgangselemente (im OpenBody „Input“): · Ziehrichtung und Ziehebene · Hilfsebene PLN1 · Kontur zur Festlegung der Position der Rahmenecke · Kontur für die Funktionsfläche unten · Kontur für Verrundung bzw. Durchbruch

18. Juni 2001

Dr. Egbert Braß IBM Deutschland GmbH PLM Solutions

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Im zusätzlich gegebenen OpenBody „Visuelle Referenz“ ist die Drahtgeometrie des zu erzeugenden Rahmens vorgegeben, angepasst auf die gegebene maßliche Konfiguration. Dieser OpenBody steht zunächst im „hide“.

Gegebene Werte sind Flanschbreite vorn = 14.5mm Flanschbreite hinten=22.5mm Kippwinkel Ebene=2 Grad (vgl. Abbildung) Überhang Flansch hinten oben auf Flansch hinten=10mm Länge Funktionsfläche1=23mm Breite der Funktionsfläche1=11.4mm 1. Hinweise Das Modell ist parametrisch-assoziativ aufzubauen. Erzeugen einer möglichst übersichtlichen Struktur (OpenBodies) Folgende Größen sollten änderbar sein: Öffnungswinkel der Grundstruktur, Neigung der Ellipse zwischen 0 und 90 Grad (positiv/negativ), Verrundungsradius, Wandstärke Erfolgskriterium ist u.a. die Stabilität/Robustheit des fertigen Modells

2


Folgende Darstellung enthält Informationen zur Aufteilung des Theoretischen Modells in verschiedene Bereiche, die sich auch in vordefinierten OpenBodies widerspiegeln. An den Kanten sind die Radien für die Verrundungen angegeben. Die Koordinatenwerte können ignoriert werden.

3


4


Lösung 3_71


Voraussetzungen:

GSD, Assembly, Design in Context, Publishing

Modelle:

Product_Start.CATProduct Grundkoerper_Start.CATPart Rahmen_Start.CATPart Und als fertiges Szenario: Verstaerkung.CATProduct Grundkoerper.CATPart Grundkoerper_neu.CATPart Rahmen_fertig.CATPart

1. Vorbereiten der Arbeitsumgebung (Kontext) Laden der Assembly Workbench Ändern des Produktnamens in “Product_Start” Einfügen der vorhandenen Komponenten „Grundkoerper_Start“ und „Rahmen_Start“ in das Produkt 2. Publizieren von Elementen Um die Abhängigkeit zwischen Rahmen und Grundkoerper herzustellen, müssen im Part Grundkoerper_Start Elemente publiziert werden. Dazu im Assembly-Kontext das Produktstrukturdokument von Grundkoerper_Start aktivieren. Der Zugriff auf Tools / Publication Management ist damit gegeben und die publizierten Elemente werden unter Grundkoerper_Start abgelegt!! Sie sind nur unter Assembly sichtbar! Hier die Übersicht der benötigten Elemente: Element zu finden in OpenBody Name des zu publizierenden Name, der für das „published“ ... Elementes Element zu vergeben ist Konstruktion / Absatz 2

Absatz 2

Absatz 2

Konstruktion / Absatz 1

Seitenwand Absatz 2

Seitenwand

Konstruktion / Absatz 1

Funktionsflaeche 1 – Extrude.4

Fkts_Flaeche

5

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Konstruktion / Flansch vorn

Fl unten – Offset.2

Flansch unten vorn

Konstruktion / Mittelteil

Extrude.1

Mittelteil

Konstruktion

PLN für Absatz Fl vorn

PLN Flanschabsatz

Symmetrieebene

Open_body.3

Symmetrieebene

Beim Publishing ist unbedingt darauf zu achten, daß keine “Faces” in der Tabelle auftauchen. Sie können später nicht selektiert werden. Man vermeidet das durch Selektion des gewünschten Elementes im Tree! Selektieren in der Grafik liefert dagegen immer Faces! 3. Konstruktion Aktivieren Sie das Modell „Rahmen_Start“ und falls nicht automatisch geschehen, aktivieren Sie die GSD Workbench. Strukturieren Sie die Konstruktion in mehrere OpenBodies (zur Unterstützung sind bereits OpenBodies im Modell vordefiniert):

6

PLN Flanschabsatz vorn

Offset=0 auf „published“ PLN Flanschabsatz

PLN Seitl Flbegr vorn

Offset=5.5mm auf PLN Flanschabsatz vorn (in +Y)

PLN Seitl Begr Rahmen

Offset=37.7mm auf PLN Flanschabsatz vorn (in -Y)

PLN Seitl Flbegr hinten

Offset=3.07mm auf PLN Flanschabsatz vorn (in -Y)

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Flansch hinten – Split1

Split von „published“ Surface Absatz 2 mit PLN Seitl Begr Rahmen

Flansch vorn – Split1

Split von „published“ Surface Flansch unten vorn mit PLN Seitl Begr Rahmen

Flansch vorn – Bound1

Intersection von „published“ Surface Mittelteil mit Flansch vorn – Split1

Flansch hinten – Intersec

Intersection von „published“ Surface Mittelteil mit Flansch hinten – Split1


Split von Flansch vorn – Split1 mit Flansch vorn – Bound1

Flansch hinten – Bound1

Parallelverschiebung (Euclid) in Richtung Flansch vorn von Flansch hinten – Intersec auf Flansch hinten – Split1 (l=1.6mm)

Flansch hinten – Split2

Split von Flansch hinten – Split1 mit Flansch hinten – Bound1

Flansch vorn – Bound2

Parallelverschiebung (Euclid) von Flansch vorn – Bound1 auf Flansch vorn – Split2 (Flanschbreite vorn=14.5mm)


Split von Flansch vorn – Split2 mit Flansch vorn – Bound2

Flansch hinten – Bound2

Parallelverschiebung (Euclid) von Flansch hinten – Bound1 auf Flansch hinten – Split2 (Flanschbreite hinten=22.5mm)


Split von Flansch hinten – Split2 mit Flansch hinten – Bound2

Seitenwand Rahmen

Offset=0.4mm nach „außen“ auf „published“ Surface Seitenwand

7

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Flansch hinten – Bound3

Randkurve („No propagation“) auf Surface Flansch hinten – Split3

P1 von Bound3

Point „On curve“ auf Flansch hinten – Bound3 bei Ratio=1

PLN P1

Plane “Normal to curve” auf Flansch hinten – Bound3 in P1 von Bound3

P2 von Bound3

Point „On curve“ auf Flansch hinten – Bound3 bei Ratio=0

PLN P2

Plane “Normal to curve” auf Flansch hinten – Bound3 in P2 von Bound3

Gekippte PLN

Plane “Angle to plane” Achse ist Flansch hinten – Bound1 Referenz ist PLN P1 Kippwinkel=2 Grad

Seitenwand – Split12

Split von Seitenwand Rahmen mit PLN P2 und Gekippte PLN

Flansch hinten oben

Offset=0mm auf „published“ Surface Fkts-Flaeche

Flansch hinten oben verl

Extrapolation („Tangent“) der Surface Flansch hinten oben um 10mm („Assemble result“)

PLN Split Ueberhang

Offset=10mm nach aussen auf PLN P2

Flansch Split12

hinten

oben

Seitenwand – Split34

8

- Split von Flansch hinten oben mit PLN Split Ueberhang und Gekippte PLN Split von Seitenwand – Split12 mit Flansch hinten – Split3 und Flansch hinten oben - Split12

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Flansch hinten oben – Split von Split3 Flansch hinten oben - Split12 mit Seitenwand – Split34

Flansch hinten oben – Intersection von Bound1 ungetrimmt Gekippte PLN mit Flansch hinten oben verl P0 für Split von Bound1 Intersection von ungetrimmt Flansch hinten oben – Bound1 ungetrimmt mit Surface Seitenwand Rahmen Flansch hinten oben – Split von Bound1 Flansch hinten oben – Bound1 ungetrimmt mit P0 für Split von Bound1 ungetrimmt P1 von Bound1 – Breite Point „On curve“ auf Funktionsflaeche1 Flansch hinten oben – Bound1 bei Länge=23 von P0 für Split von Bound1 ungetrimmt PLN P1 von Bound1

Plane “Normal to curve” auf Flansch hinten oben – Bound1 in P1 von Bound1 – Breite Funktionsfläche

Flansch hinten oben – Split von Split4 Flansch hinten oben – Split3 ungetrimmt mit PLN P1 von Bound1 Flansch hinten oben – Intersection von Bound2 Flansch hinten oben – Split3 mit PLN P1 von Bound1 CRV1 für Cutout

Parallelverschiebung (Euclid) in Richtung Flansch hinten von Flansch hinten oben – Bound2 auf Flansch hinten oben – Split4 (l=18mm)

CRV2 für Cutout

Intersection von Flansch hinten oben – Split4 mit PLN P2 (Flansch hinten)

Cutout

Corner mit R5 zwischen CRV2 für Cutout und CRV1 für Cutout (Option „Trim elements“)

Flansch hinten oben – Split von Split5 Flansch hinten oben – Split4 mit Cutout

9

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Flansch hinten oben – Split von Bound1 Trim2 Flansch hinten oben – Bound1 an PLN P1 von Bound1

Funktionsflaeche1

Profil ist Flansch hinten oben – Bound1 Trim2 Extrusionsrichtung ist normal zu PLN P1 und Ausdehnung ist größer als Breite der Funktionsflaeche1=15mm

Funktionsflaeche1 – AUX Offset entspricht Breite der PLN Funktionsflaeche1=11.4mm von Gekippte PLN Funktionsflaeche1 Bound1

– Intersection von Funktionsflaeche1 mit Funktionsflaeche1 – AUX PLN

Funktionsflaeche1 – Split1 Split von Funktionsflaeche1 an Funktionsflaeche1 – Bound1

P3 von Bound1

Intersection von Flansch hinten – Bound1 mit Seitenwand Rahmen

PLN P3

Plane “Normal to curve” auf Flansch hinten– Bound1 in P3 von Bound1

Flansch vorn – P1 von Intersection von Bound1 PLN P3 mit Flansch vorn – Bound1 Flansch vorn – P2 von Point „On curve“ auf Bound1 Flansch vorn – Bound1 bei Länge=6 von Flansch vorn – P1 von Bound1 in Richtung Symmetrieebene Flansch vorn – PLN P2

Plane “Normal to curve” auf Flansch vorn– Bound1 in Flansch vorn – P2 von Bound1

Flansch hinten – P4 von Intersection von Bound1 Flansch hinten – Bound1 Flansch vorn – PLN P2

10

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Flansch hinten – Bound1 Split von Split in P4 Flansch hinten –Bound1 an Flansch hinten – P4 von Bound1 Flansch vorn – Bound1 Split von Split in P2 Flansch vorn –Bound1 an Flansch vorn – P2 von Bound1 Ecke

Blend zwischen Flansch hinten –Bound1 Split in P4 und Flansch vorn –Bound1 Split in P2 jeweils punktstetig


Split von Flansch hinten – Split3 an Seitenwand Rahmen und PLN Seitl Begr hinten


Split von Flansch vorn – Split3 an PLN Seitl Flbegr vorn

Ecke - Bound1

Boundary von Ecke (tangentenstetig)

Ecke – Sketch proj

Projektion von Position Rahmenecke – Sketch1 entlang der Ziehrichtung auf Ecke

Ecke – P1 von Bound1

Intersection von Ecke – Sketch proj mit Ecke - Bound1

Flansch hinten – P5 von Intersection von Bound1 PLN Seitl Begr hinten mit Flansch hinten – Bound1 Flansch vorn – P3 von Intersection von Bound1 Flansch vorn – Bound1 mit PLN Seitl Flbegr vorn Ecke – Line1

Linie („Point-Point“) von Ecke – P1 von Bound1 nach Flansch hinten – P5 von Bound1

Ecke – Line2

Linie („Point-Point“) von Ecke – P1 von Bound1 nach Flansch vorn – P3 von Bound1

11

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Ecke – Corner

Corner mit R10 zwischen Ecke – Line1 und Ecke – Line2 und Support Ecke (Option „Trim elements“)

Ecke – Split1

Split von Ecke an Ecke - Corner

Ecke – Line3

Linie („Point-Point“) von P3 von Bound1 nach Flansch vorn – P2 von Bound1

Seitenwand – Bound1

Intersection von Gekippte PLN und Seitenwand Rahmen

Seitenwand vorn

Extrusionsfläche Profil ist Seitenwand – Bound1 Richtung ist Ecke – Line3 Ausdehnung von 0 bis 100mm

Seitenwand vorn – Split1

Split von Seitenwand vorn mit Ecke – Line3

Ecke – Split2

Split von Ecke – Split1 an Ecke – Line3

Funktionsflaeche1 – Crv1

Intersection von Seitenwand vorn – Split1 und Funktionsflaeche1 – Split1

Funktionsflaeche1 – P1 Point „On curve“ auf von Crv1 Funktionsflaeche1 – Crv1 bei Ratio=1 von P0 für Split von Bound1 ungetrimmt Seitenwand vorn – Line1

Linie („Point-Point“) von Funktionsflaeche1 – P1 von Crv1 nach Flansch vorn – P2 von Bound1

Seitenwand vorn – Split2

Split von Seitenwand vorn – Split1 an Funktionsflaeche1 – Crv1 und Seitenwand vorn – Line1

Funktionsflaeche1 – Split2 Split von Funktionsflaeche1 – Split1 an Funktionsflaeche1 – Crv1

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Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Uebergang

Extrusionsfläche Profil ist Flansch vorn – Bound1 Richtung ist Seitenwand vorn – Line1 Ausdehnung von 15 bis 85mm

Uebergang – Split1

Split von Uebergang an Seitenwand vorn – Line1

Seitenwand vorn – Offset

Offset=10mm von Seitenwand vorn in Richtung Symmetrieebene

Uebergang – GuideCrv1

Intersection von Seitenwand vorn – Offset und Uebergang

Uebergang – Bound1

Intersection von Uebergang – Split1 und “published“ Surface Mittelteil


Split von Uebergang – Split1 an Uebergang – Bound1

Uebergang – GuideCrv2

Parallelverschiebung (Euclid) von Uebergang – Bound1 auf Uebergang – Split2 (l=6.8mm)

Uebergang – Bound2

Trim von Uebergang – GuideCrv2 und Uebergang – GuideCrv1


Split von Uebergang – Split2 an Uebergang – Bound2

Funktionsflaeche2

Extrusionsfläche Profil ist Kontur Fktsfl unt – Sketch2 Richtung ist PLN 1 Ausdehnung von -65 bis 180mm

Uebergang GuideCrv1

–

Sweep Sweep Segment Fläche Typ “With reference surface” Guide ist Uebergang – GuideCrv1 Referenz ist Uebergang Winkel=225 Grad; Default-Spine

Uebergang GuideCrv2

–

Sweep Sweep Segment Fläche Typ “With reference surface” Guide ist Uebergang – GuideCrv2 Referenz ist Uebergang Winkel=225 Grad; Default-Spine

Funktionsflaeche2 – Crv1

Intersection zwischen Uebergang – Sweep GuideCrv2 und Funktionsflaeche2 13

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Funktionsflaeche2 – Crv2

Intersection zwischen Uebergang – Sweep GuideCrv1 und Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 – P1

Intersection zwischen Funktionsflaeche2 – Crv1 und Funktionsflaeche2 – Crv2


Split von Uebergang – Sweep GuideCrv1 an Uebergang – Sweep GuideCrv2

Funktionsflaeche2 Bound1

– Parallelverschiebung (Euclid) von Funktionsflaeche2 – Crv1 auf Funktionsflaeche2 (l=5mm)

Funktionsflaeche2 Bound2

– Parallelverschiebung (Euclid) von Funktionsflaeche2 – Crv1 auf Funktionsflaeche2 (l=25mm)

Uebergang – AUX PLN

Plane („Through two lines“) Linie1 ist Uebergang- GuideCrv1 Linie2 ist Ziehrichtung

Uebergang planar – PLN

Plane („Parallel through point“) Referenz ist Uebergang- AUX PLN Point ist Funktionsflaeche2 – P1

Funktionsflaeche1 – P2 Point „On curve“ auf von Bound1 Funktionsflaeche1 – Bound1 bei Ratio=1 von Default (Extremity) Funktionsflaeche1 – PLN Plane („Parallel through point“) P2 von Bound1 Referenz ist Uebergang- AUX PLN Point ist Funktionsflaeche1 – P2 von Bound1 Funktionsflaeche2 – P2 Intersection zwischen auf Bound2 Funktionsflaeche2 – Bound2 und Funktionsflaeche1 – PLN P2 von Bound1 Funktionsflaeche2 Bound2 Trim an P2

14

– Split von Funktionsflaeche2 – Bound2 an Funktionsflaeche2 – P2 auf Bound2

Uebergang2

Blend (punktstetig) zwischen Funktionsflaeche1 – Bound1 und Funktionsflaeche2 – Bound2 Trim an P2

Uebergang planar – Int1

Intersection zwischen Uebergang – Split4 und Uebergang planar – PLN

Uebergang planar – Int2

Intersection zwischen Uebergang2 und Uebergang planar – PLN

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Uebergang planar – Int3

Intersection zwischen Funktionsflaeche2 und Uebergang planar – PLN

Uebergang planar – Trim1 Trim zwischen Uebergang planar – Int1 und Uebergang planar – Int2 Uebergang planar – Trim2 Trim zwischen Uebergang planar – Trim1 und Uebergang planar – Int3 Uebergang – Split5

Split von Uebergang – Split5 an Uebergang planar – Int1

Uebergang planar – Fill

Fill von Uebergang planar – Trim2

Funktionsflaeche2 Sketch3 Extract1

– Sketch Extract von Sketch3 (Aussenkreis)

Funktionsflaeche2 Sketch3 Extract2

– Sketch Extract von Sketch3 (Innenkreis)

Funktionsflaeche2 Project1

– Projektion von Funktionsflaeche2 – Sketch3 Extract1 entlang der Ziehrichtung auf Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 Project2

– Projektion von Funktionsflaeche2 – Sketch3 Extract2 entlang der Ziehrichtung auf Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 – AUX Point „On curve“ auf PT für Near Funktionsflaeche2 – Bound2 bei Distance=20mm von Funktionsflaeche2 – P2 auf Bound2 Funktionsflaeche2 Corner1

– Corner R15 zwischen Funktionsflaeche2 – P2 auf Bound2 und Funktionsflaeche2 – Project1 Support ist Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 Near1

– Multiples Element ist Funktionsflaeche2 – Corner1 Referenzelement ist Funktionsflaeche2 – AUX PT für Near

Funktionsflaeche2 Corner2

– Corner R10 zwischen Funktionsflaeche2 – Project1 und Funktionsflaeche2 – Bound1 Support ist Funktionsflaeche2

15

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Funktionsflaeche2 Near2

– Multiples Element ist Funktionsflaeche2 – Corner2 Referenzelement ist Funktionsflaeche2 – AUX PT für Near

Funktionsflaeche2 Bound3-1

– Trim von Funktionsflaeche2 – Bound1 mit Funktionsflaeche2 – Near2


– Trim von Funktionsflaeche2 – Bound3-1 mit Funktionsflaeche2 – Project1


– Trim von Funktionsflaeche2 – Bound3-2 mit Funktionsflaeche2 – Near1


– Trim von Funktionsflaeche2 – Bound3-3 mit Funktionsflaeche2 – Bound2

Funktionsflaeche2 – Split1 Split von Funktionsflaeche2 an Funktionsflaeche2 – Bound3-4 und Funktionsflaeche2 – Project2 Uebergang – Split6

Split von Uebergang – Sweep GuideCrv2 an Uebergang – Sweep GuideCrv1


Split von Uebergang – Split6 an Funktionsflaeche2 – Crv1

Funktionsflaeche2 – Split2 Split von Funktionsflaeche2 – Split1 an Funktionsflaeche2 – Crv1 Funktionsflaeche2 – Split3 Split von Funktionsflaeche2 – Split2 an Uebergang planar – Int3 Uebergang – Split8

Split von Uebergang – Split3 an Funktionsflaeche1

Uebergang2 – Join für Join folgender Elemente Split Uebergang planar – Fill Uebergang – Split5 Uebergang2 – Trim

16

Trim von Uebergang2 und Uebergang2 – Join für Split

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen Theoretisches Join

Modell

Theoretisches Modell Symmetrie Split

– Einsammeln aller Flächen

– Split von Theoretisches Modell – Join an “published“ Symmetrieebene

4. Verrunden EdgeFillet.2

Theoretisches Symmetrie 1 Kante mit R15

Modell

– Split

EdgeFillet.3

EdgeFillet.2 1 Kante mit R3

EdgeFillet.4


EdgeFillet.5

EdgeFillet.4 2 Kanten mit R15-R9-R3-R3 (“linear”)

EdgeFillet.9


EdgeFillet.10


EdgeFillet.11

EdgeFillet.10 1 Kante mit R20.8

EdgeFillet.12


EdgeFillet.13


17

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen EdgeFillet.14


EdgeFillet.15

EdgeFillet.14 2 Kanten mit R5

Das letzte Fillet verkörpert gleichzeitig das verrundete Endergebnis. Das theoretische und das verrundete Modell können mit zusätzlichen Attributen versehen werden (z.B. Farben und Layer). Im fertigen Trainingsmodell Rahmen_fertig.CATPart liegt das theoretische Modell auf Layer 50, das verrundete auf Layer 100. 5. Änderungsszenario Laden des Produktes Verstaerkung.CATProduct Dabei werden die beiden CATParts Rahmen_fertig.CATPart und Grundkoerper.CATPart mit geladen. Die Baugruppe ist in sich „up to date“. Durch Ersetzen von „Grundkoerper“ soll eine Änderung ausgelöst werden. Im Modell sind beide Repräsentationen (Theorie und verrundet) sichtbar. Mit Tools / Vizualisation Filters wird „Verrundetes Modell“ eingestellt. Eventuell muß der Filter noch definiert werden: layer!=0& layer=100 In der Assembly WB wird das Kontextmenü von „Grundkoerper“ aufgerufen. Mit Components / Replace components wird „Grundkoerper_neu“ geladen. Die Unterschiede sind bereits in der Grafik sichtbar. Geometrie durchdringt sich. Das Höhenniveau der beiden planaren Absätze vorn und hinten ist nicht mehr gleich. Jetzt wird Modell „Rahmen_fertig“ durch Doppelklick aktiviert. Die GSD WB startet. Mit MB3 wird das Kontextmenü von Modell „Rahmen_fertig“ geöffnet. Im untersten Eintrag, „Rahmen_fertig object“ wird synchronize all gewählt. Mit Update Modells.

18

erfolgt

die

Neuberechnung

des

Template Eckversteifungen „Stiffener“

Aufgabe 2_44


Voraussetzungen:

CATIA Workbench

Modell(e):

2_44_Stiffener_Line_Angle_01_Start.CATPart 2_44_Stiffener_with_Line_01_Start.CATPart 2_44_Stiffener_Round_01_Start.CATPart

GSD

Eckversteifungen oder Stiffener dienen der Versteifung eines Blechteils. Sie sind allgemein beschrieben und meistens unternehmensintern mit klaren Vorschriften definiert. Hiervon ist auch der Lösungsweg abhängig und die Erzeugungsvorschrift richtet sich nach den gegebenen Inputs. Beschrieben werden drei verschiedene Möglichkeiten. 1. Ergebnis

18. Juni 2001


Template Eckversteifungen „Stiffener“ 2. Vorgaben und Startmodell Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter dem OpenBody „Inputs“. Da das Modell zur bequemen Wiederverwendung in einem Katalog als „PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist auf die Struktur von Beginn an zu achten. Am besten ist es, die vorgeschlagene „PowerCopy-Struktur“ zu beachten. Das Startmodell beinhaltet: Boundary-guide: Position: Surface-support :

rosa Kurve schwarzer Punkt grau

Diese Elemente sind die geometrischen Inputs für die Definition der Eckversteifung. Sie sollen austauschbar sein.

Die erste Lösung beschreibt eine sehr simple Erzeugungsvorschrift. Die nächste Lösung bezieht sich auf eine gegebene Ziehplane. Der Verlauf der Eckversteifung ist auch gegeben. Das ist in den meisten Fällen so. Die letzte Lösung zeigt Möglichkeiten Eckversteifungen aus definierten Geometrien, angepaßt an die lokale Topologie, zu erzeugen. 3. Empfohlene Vorgehensweise Erzeugen Referenzplane mit Führungslinie Erstellen geeigneter Flächen und Verrunden Definieren projizierten Verlauf und Sketchplane Erzeugen Profil und Flächen, dann Verrunden Schnittpunkte mit Suppontfläche Referenzebene für Kreiskontur Flächen erstellen und verrunden 4. Anmerkungen Hier können auch Parameter, Formeln und Design Tables erstellt werden.

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Lösung 2_44


Start Langversion Voraussetzungen:

Knüpfen sie mit Ihrem Ergebnis aus der Kurzversion mit den hier vorgeschlagenen Modellschritte an.

Modell(e):

2_44_Stiffener_Line_Angle_01_start.CATPart 2_44_Stiffener_Line_Angle_01_end.CATPart 2_44_Stiffener_with_Line_01_start.CATPart 2_44_Stiffener_with_Line_01_end.CATPart 2_44_Stiffener_Round_01_start.CATPart 2_44_Stiffener_Round_01_end.CATPart

Der erste Lösungsvorschlag bietet eine sehr einfache Möglichkeit Eckversteifungen geometrisch genau zu definieren. Die Führungslinie ist in der PowerCopy als Line_with_Angle parametrisiert.

Variante 1 1. Line_Angle Stiffener Startmodell:

2_44_Stiffener_Line_Angle_01_start.CatPart

Plane normal zur Boundary-guide am Position PT Intersec with Surface-Support Punkt auf Schnittkurve mit Flansch PT) Linie für Stiffener Führung Sweep ausFührungslinie referenzierend auf Plane Spiegeln der Sweepfläche an Plane Verrunden beider Flächen Verrunden mit Support PC Struktur anpassen Speichern als PC in Katalog

(Plane / Normal to curve) (Intersec) (Point / On curve / 20 mm von Position (Line / Angle to curve, Intersect.2, Plane.3, Point.3, 120°, 0, 100) (Sweep / With Ref_sur / 40°, 100, 0) (Symmetry) (Fillet / Skin-Skin / R3 mm.) (Fillet / Skin-Skin / R5 mm.)

Dies ist eine sehr schnelle Art solche Rippen zu erstellen. Die Einstellparameter sind auch einfach und eindeutig. Das einzige was problematisch sein kann ist die Intersection mit der Surface_Support. Es W. Homolka, Dr. E. Braß, E. Strohmer IBM Deutschland GmbH PLM Solutions / PLM Services

3

Template Eckversteifungen „Stiffener“ kann nämlich der Fall eintreten, daß die Fläche mehrere Schnittbereiche mit der Plane hat. Dann muß über das Re-routing das richtige Sub-element genommen werden. Ergebnis:

2_44_Stiffener_Line_Angle_01_end_PC.CatPart

Variante 2 2. Stiffener with Line Startmodell:

2_44_Stiffener_with_Line_01_start.CatPart

Diese Eckversteifung erzeugt keine Schnittkurve mit der Zielfläche, aber der Ablauf der Rippe und eine Referenzplane (Ziehplane?) muß gegeben sein. Projiziere Führungskurve auf Ziehplane Erzeuge Mittelpunkt auf projizierter Linie Plane normal zur Projizierten auf den Mittelpunkt Sketch mit Rippenkontur an Punkt verankert Profilsweep mit Verankerung und referenzierend auf Ziehplane Anchor point, Verrunden Power-copy Struktur einbringen und in Katalog speichern

(Project / Normal) (Point / On Curve / Middle point) (Plane / Normal to curve) (Sketcher) (Sweep “Explicite” / Sketch, Führungslinie, Ziehplane, 0°, Spine=Project curve (ShapeFillet R7)

Das Sweep schneidet nicht immer die Flanschfläche wie gewünscht. Hier sollte man darauf achten, daß die Surface-Support groß genug ist oder das Profil entsüprechend klein gehalten wird. Ergebnis:

4

2_44_Stiffener_with_Line_01_end_PC.CatPart


Variante 3 3. Round Stiffener Startmodell:

2_44_Stiffener_Round_01_start.CatPart

Erzeuge Mittelpunkt der Führungslinie Split Führungslinie an Punkt 2 Intersecting points mit Support surface 2 Planes tangential an der Surface Intersec Planes beider Referenzachse entsteht Projiziere Mittelpunkt auf Ref_achse Plane normal zur Führungslinie an projizierten Punkt Intersec Punkt Plane mit Führungslinie Kreis mit Center und Intersec Punkt auf Führungskurve Sweep „explicite“, Kreis als Profil entlang Führungskurve Verrunden mit Supportfläche

(Point / On curve / Middle) (Split / Keep both elements) (Intersec) (Plane / Tgt to surf) (Intersec) (Project / Normal) (Plane / Normal to curve) (Intersec) (Circle / Center and Point / Whole circle) (Sweep „explicite“, Circle, Führungslinie, keine Referenzfläche, Default-Spine) (Fillet / Skin-Skin / R7 mm.)

Bringen Sie alle Konstruktionselemente ins „Hide“ und speichern Sie ab. Inputgeometrie sollte sichtbar bleiben, damit sie beim Ersetzen leichter zu identifizieren ist. Der letzte Schritt ergibt die neue Fläche mit eingesetzter Eckversteifung. Diese sollte in den übergeordneten OpenBody angehängt werden. Damit ist die Modellierung der Geometrie fertig. Erzeugen Sie eine PowerCopy aus dem Modell und speichern Sie diese im Katalog. Ergebnis:

2_44_Stiffener_Round_01_end_PC.CatPart


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Zughaken

Aufgabe 2_32

Zughaken

Voraussetzungen:

Kenntnis GSD Wireframe, Operationen

Modell(e):

2_32_01_Zughaken_Start.CATPart 2_32_02_Zughaken_Hakenkontur.CATPart 2_32_03_Zughaken_Drahtgeometrie.CATPart 2_32_04_Zughaken_End.CATPart

Toolbar:


Funktionen:

Extrude, Sweep, Split

In dieser Übung soll ausgehend von einem Startmodell und einer Zeichnung ein Zughagen erstellt werden. Ziel dieser Aufgabe ist es die Funktionen der Wireframe-Workbench zu vertiefen und durch geeignetes Vorgehen ein komplexes Flächenmodell erzeugen zu können. Im Bild links Zeichnung mit den notwendigen Maßen. Rechts im Bild das fertige Flächenmodell.

18. Juni 2001


Zughaken 1. Hinweise Lage der oberen Anlagefläche 0, 0, 0. Wählen sie eine gut durchdachte OpenBody-Struktur! Das Modell ist soweit wie möglich parametrisch-assoziativ aufzubauen. Wählen Sie geeignete Teilflächen, um die entgültige Außenform zu generieren. Versuchen Sie keine Sub-Elemente zu erzeugen, sondern immer eindeutige Lösungen zu gemerieren. Achten Sie darauf, dass keine Sonderzeichen und Umlaute bei der Namensnomenklatur vergeben werden. 2. Empfohlene Vorgehensweise Erstellen der Hakenkontor mit 3D Drahtgeometrieelementen der GSD Workbench. Die Maße entnehmen sie bitte dem Aufgabenblatt. In den benötigten Ebenen werden die Profilquerschnitte mit dem Sketcher erzeugt. Die Maße sowie die Lage der Skizzen entnehmen sie bitte ebenso dem Aufgabenblatt.

Teilen Sie die Außenfläche/Skizzen des Zughakens in harmonische Segmente auf, um geeignete Teilflächen für die Generierung der Hakenoberfläche zu bekommen. Erarbeiten sie sich Führungselemente und geeignete Leitkurven für die zu erzeugenden Flächen.

Ausgehend von den erzeugten Profilsegmenten werden in geeigneter Weise Flächen erzeugt, zusammengefügt und getrimmt.

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Zughaken

Lösung 2_32

Zughaken

Voraussetzungen: Kenntnis GSD Wireframe, Operationen Modell(e):

2_32_01_Zughaken_Start.CATPart 2_32_02_Zughaken_Hakenkontur.CATPart 2_32_03_Zughaken_Wireframe.CATPart 2_32_04_Zughaken_End.CATPart

Toolbar:


Funktionen:

Extrude, Sweep, Loft, Fill, Boundary, Join, Rotate, Symmetry, Projection, Split, Trim, Intersect, Parallel Curve, Spline, Circle, Plane, Line, Point

Erstellen der Kontur in der ZX Ebene (Supportebene) durch Einsatz der Wireframe-Funktionen. Die Maße entnehmen sie bitte dem Aufgabenblatt. Diese Lösung erhebt keinen Anspruch auf vollständige Assoziativität und stellt nur eine mögliche Lösung dar. 1. Skizzieren der Innenkontur Begonnen wird mit dem Innenkreis (D=55) und der Linie für den Schaft auf der Innenseite. Die Innenkontur setzt sich aus mehreren bitangentialen Kreisen zusammen: Bitangent & Radius: Circle.1/Linie.2/R=77 Circle.1/ParallelCurve24mmCircle.2/R=77 2. Skizzieren der Hakenspitze Für die Erzeugung dieses Kreisprofil_für_ Kugelkappe (Bitangent & Radius) wird zum Einen ein Teil des Circle.6 aus der Innenkontur verwendet (generiert durch einen Split an zwei Punkten, um keine Sub-Elemente zu erzeugen) und zum Anderen eine Parallelverschiebung zu Intersect.2 im Abstand 35mm.


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Zughaken 3. Skizzieren der Außenkontur Begonnen wird mit der Linie für den Schaft auf der Außenseite und dem Erzeugen der Radienmittelpunkte für die folgenden Kreise: Center & Radius : Radiusmittelpunkt_fürCircle.3/R=74,5 Radiusmittelpunkt_fürCircle.5/R=68,5 Um bei einem der folgenden bitangentialen Kreise eine eindeutige Lösung zu bekommen, wird ein Trim zwischen Circle.3 und Circle.5 durchgeführt. Bitangent & Radius:

Circle.3/Linie.1/R=30 Kreisprofil_für_Kugelkappe/Trim_zwischen_Circle.3_und_Circle.5/ R=77

Ergebnis ist

2_32_Zughaken_Hakenkontur.CATPart

4. Skizzieren der Querschnitte Für die Flächendefinition werden folgende Querschnitte und Ebenen benötigt, deren Maße und Lage dem Aufgabenblatt zu entnehmen sind: Kreisquerschnitt im Schaft liegt auf einer assoziativen Ebene durch den Anfangspunkt des ersten Kreises in der Außenkonturkontur.

4

Zughaken Der horizontale Querschnitt liegt auf Plane.1. (Offset von XY Ebene und Intersect_für_ Sketch_horizontal_1 bzw ..._2)

Der vertikale Querschnitt liegt auf derYZ Plane. (Intersect_für_Sketch_vertical_1 bzw ..._2)

Der Kreisquerschnitt in der Hakenspitze liegt auf einer assoziativen Ebene, die durch die Position des Kreisquerschnittes auf dem Aufgabenblatt bestimmt wird.

Ergebnis ist

2_32_03_Zughaken_Wireframe.CATPart


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Zughaken 5. Loftdefinitionen Um die Flächen des Zughakens generieren zu können, müssen geeignete Sektionen aus den Querschnitten gewählt werden. In dieser Lösung wurden die einzelnen Querschnitte in vier Sektoren unterteilt, die durch Splitoperationen an geeigneten Punkten, Spiegelungen und Zusammenfügen erzeugt worden sind (diese Vorgehensweise wurde gewählt, um so genannte „Nahtstellen“ für die weitere Konstruktion zu verwenden). Diese benutzten Trennpunkte dienen ebenfalls zur Definition von Führungskurven (Splines), welche die gleiche Tangentenrichtung besitzen müssen und als „Nahtstelle“ zwischen den einzelnen Lofts fungieren (vgl. folgende Abbildungen):

Um die Außenform des Zughakens durch die Loftoperationen genau bestimmen zu können, werden aus der Hakenkontur durch Trimmoperationen geeignete Führungselemente (Guide Curves) generiert. 6. Leitkurvendefinition (Spines) Bei den zu erzeugenden Flächen durch die Loftfunktion, ist es von Vorteil Leitkurven zu definieren, die immer planare Kurven sein sollen. Die Leitkurven für den inneren und äußeren Loft erhält man deshalb durch Projektion der Führungselemente (Ergebnis der Trimmoperationen mit der Außenkontur) auf die ZX Ebene. 7. Flächendefinition Der Schaft des Zughakens, wird aus einem Sweep mit ausreichender Länge in pos. ZRichtung erzeugt. Als Führungskurve dient der Kreisquerschnitt im Schaft und als Referenzfläche die Plane.4 (siehe 4.1: Skizzieren der Querschnitte).

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Zughaken Die folgenden drei Teilflächen des Hakens werden mit Hilfe der Funktion Loft konstruiert. Die jeweiligen Sektionen aus den einzelnen Querschnitten dienen als Eingangsgrößen für die zu erzeugenden Lofts. Sektionen für Loft_Innen: Spli.24, der eine Tangentialbedingung zu Sweep.1 besitzt (Kreisprofil_im_Schaft). Split.23 (horizontaler_Querschnitt) Join.1 (vertikaler_Querschnitt) Join.2 (Kreisprofil_in_der_Hakenspitze) Führungselemente: Spline.5 (obere_Hakenhälfte) Split.1_Hakenanfang (Innenkontur) Spline.6 (obere_Hakenhälfte) Leitkurven: Spine_Innen Sektionen für Loft_Aussen: Join.4, der eine Tangentialbedingung zu Sweep.1 besitzt (Kreisprofil_im_Schaft). Trimm.8 (horizontaler_Querschnitt) Join.3 (vertikaler_Querschnitt) Join.5 (Kreisprofil_in_der_Hakenspitze) Führungselemente: Spline.7 (untere_Hakenhälfte) Split.1_Hakenanfang (Aussenkontur) Spline.8 (untere_Hakenhälfte) Leitkurven: Spine_Innen


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Zughaken Sektionen für Loft.3 und getrennte Loftoperationen)

Loft.4

(zwei

Split.36 + Split.37, die wiederum eine Tangentialbedingung zu Sweep.1 besitzen (Kreisprofil_im_Schaft). Split.31 + 34 (horizontaler_Querschnitt) Split.32 + 33 (vertikaler_Querschnitt) Rotation.10 + Splitt.35 (Kreisprofil_in_der_Hakenspitze) Führungselemente: Spline.7 + 8 (untere_Hakenhälfte) Spline.5 + 6 (obere_Hakenhälfte) Die Splines müssen jeweils eine Tangentialbedingung zu den beiden Lofts für Innen und Außen besitzen. Leitkurven: 2 x Spine_Innen Das folgende Zusammenfügen der bisher erzeugten Flächen zu einem Verbund (Join) wird durchgeführt, um die erste Begrenzung (Boundary_grosser_Kreis) für den letzten Loft zu bekommen.

Der nächste Schritt umfasst die Konzeption der Kugel auf der Hakenspitze. In diesem Fall muss aus dem tangentialen Kreis am Ende der Hakenspitzenkontur ein Profil für eine Kugel (Revolve) gebildet werden. Ziel dieser Aktion ist es, die Zweite der beiden benötigten Begrenzungen (Boundary_kleiner_Kreis aus einen Split an der Ebene.7) für den Loft zu erzeugen. Als drittes und letztes Element wird noch eine Leitkurve für den Loft aufgebaut. Sie geht durch die Kreismittelpunkte des Kugelprofils und dem Kreisprofil_in_der_Hakenspitze.

Sektionen für Loft.5 Boundary_kleiner_Kreis, die eine Tangentialbedingung zu Kugelfläche besitzt und deren Closing Point neu definiert werden muss. Boundary_grosser_Kreis die ebenfalls eine Tangentialbedingung zum Join.6 besitzt und deren Closing Point neu definiert werden muss. Leitkurve: Spline_für_Loft.5

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Zughaken Durch einen Split an der XY Ebene wird der Zughaken in seiner Länge begrenzt. Eine Fill-Operation am Schaftende schliesst die Geometrie. Ein letztes Zusammenfügen von Kugelfläche, Loft.5, Fill.1 und Join.6 wird der endgültige Flächenverband erzeugt. Ergebnis: 2_32_04_Zughaken_End.CATPart Es besteht nun die Möglichkeit in der Part Design Workbench eine Close Surface zu generieren.

Überprüfen Sie bitte die Maße gemäß des Aufgabenblattes und führen Sie vernünftige Änderungen durch. Beurteilen Sie ebenso die Flächen und machen Sie Vorschläge wie die Qualität dieser noch verbessert werden kann. (Stichwort Connect Curve -> Krümmungsstetige Übergänge in den Profilen)


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Zughaken

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Catia v5 Exercise

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