catia v5 exercise

Übungsaufgaben zum CATIA-Workshop

"Methodik für die

parametrisch-assoziative Konstruktion

im Karosserierohbau mit CATIA V5“

● Abgastopf

● B-Säule mit „Adaptive Sweep“

● Kolbenmulde

● Verrundungsfall „6 Kanten“

● Sharp Edge (Verrundungsübung)

● Hydrauliktopf

● Baugruppe Jet Engine

● Template Nut „Joggles“

● Motorhaube:❍ Styling- und Motorhaubenadapter

❍ Seitenverstärkung

● Reserveradmulde

● Rohrkrümmer

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

❍ Einsatz von Power Copies

● Schloßverstärkung

● Sicken❍ Template Ziehsicke Variante 1

❍ Template Ziehsicke Variante 2

❍ Template Ziehwulst

● Bodengruppe – Tunnel

● Übergang Ellipse in Langloch

● Übergang Polygon in Kreis

● Verrundung eines theoretischen Modells

● Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen

● Template Eckkversteifungen „Stiffener“

● Zughaken

Abgastopf

18. Juni 2001 W. Homolka, Dr. Egbert Braß, E.StrohmerIBM Deutschland GmbH

PLM Solutions / PLM Services

Aufgabe2_24

Abgastopf

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, FSS

Modell(e): 2_24_Abgastopf_V5_01_Start.CATPart

In dieser Aufgabe ist das Modell eines Abgastopfes von Grund auf zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt inder Erzeugung einer flexiblen Änderungsstruktur. Verschiedene Methoden um dies zu erreichen sollengezeigt werden. Anschließend werden verschiedene Analyse-Tools vorgestellt werden und dieModellqualität optimiert.

1. Ergebnis

Abgastopf

2

2. Vorgaben und Startmodell

Das Startmodell besitzt keine geometrischen Vorgaben, denn die Erzeugungsvorschrift soll komplettaufgebaut werden. Wichtig ist es, die Logik der parametrisch-assoziativen Erzeugungsvorschrift zuverstehen.

Das Startmodell beinhaltet:Eine Achse und mehrere Planes

Benutzen Sie die gegebeneElementebenennung!

Die hier dargestellte Methode zeigt die Steuerung der Geometrie von mehreren Planes aus. Sie sindgleichzeitig 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 eindeutigbeschrieben werden.

Abgastopf

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM Services

3

Lösung2_24

Abgastopf

Modell(e): 2_24_Abgastopf_V5_01_Start.CATPart2_24_Abgastopf_V5_01_Step_0x.CATPart2_24_Abgastopf_V5_01_End.CATPart

Die Modellierung eines Abgastopfes kann relativ einfach sein. Soll das Modell aber sehr stark änderbarsein, so sind doch einige Gedanken über die Elementebeziehungen notwendig. Ziel dieser Übung ist es,Beziehungen und Abhängigkeiten zu bilden, die eine stabile und änderungsfreundlicheKonstruktionsvorschrift ergeben. Anschließend sollten analoge Geometrielemente erzeugt undausgetauscht werden. Es werden auch bestimmte Optionen bei der Flächenerzeugung untersucht undderen Einfluß auf die Flächenqualität analysiert und diskutiert.

1. Erzeugen von Steuerelementen (Wireframe)

Das Startmodell beinhaltet nur wenige Ebenen und eine Hauptachse. Trotzdem wird die Erzeugungdes Modells beschrieben, um die Strukturierung eines parametrisch-assoziativen Modells von Anfangan 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 (Parallel /Euclidean /20, 50, 100)3 Parallelen der lokalen Achse auf xy-ref (Parallel / Euclidean / 170, 200, 230)Parallel.4 auf Plane.8-bottom trim projizieren (Project / Normal)Intersec xz-ref mit back-trim, ergibt z-ref (Intersec)Intersec xy-ref mit back-trim, ergibt y-ref (Intersec)

Es ist vielleicht verwirrend, die Netzplanes praktisch mit Offset Null zu kopieren. Um das Modell jedochtotal unabhängig zu strukturieren und als geschlossene stabile Einheit zu betrachten, solltenNetzplanes keine Steuerungsfunktion im Modell übernehmen.

Abgastopf

4

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 hauptsächlichSplines. In einem späteren Schritt sollten andere Erzeugungsmöglichkeiten zum Austausch erzeugtund benutzt werden.

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

Abgastopf


5

Damit sind die Kurven auf der xz-ref, die den Topf definieren, fertig. Die letzten zwei Splines sind alsAustauschelemente 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. ZurAnschauung ändern Sie die Offsetparameter der Planes in x-Richtung. Auch der Point-space und derPoint-between definieren die Geometrie.


3. Wireframe auf xy-ref

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

Punkt aus Parallel.3 in y-Richtung und y-ref (Intersec)Point-space auf y-ref von Punkt 10 mm (nach außen) (Point /On curve)Zwei Punkte auf Parallel.2 mit yz-ref und äußerer Steuerungsplane (Intersec)Spline Pt-space und yz-ref Intersec-point mit Tangenten (Spline)Line zwischen yz-ref Intersec-point und äußerem Intersec-point (Line / Point-Point)Joint Spline und Line, ändern der Graphicproperties (Join)Intersec front-trim Plane mit Projektion von Parallel.1 (Intersec)Zwei Punkte auf Parallel.1 mit yz-ref und äußerer Steuerungsplane (Intersec)Spline und Line analog wie oben (Spline) (Line)Spline und Line zusammenfügen (Join)Punkt zwischen yz-ref Intersec-points Parallel.1. und Parallel.2 (Point / Between)Punktprojektion auf mittlere Steuerungsplane (Project)Spline zwischen 3 Punkten mit Tangenten nur an den Endpunkten (Spline)Normale zum Punkt auf mittlere Steuerungsplane für Tangentenrichtung (Line / Normal to plane)Spline zwischen 3 Punkten mit drei Tangenten

Cross sections (Blaue Kurven):Spline auf front-trim zwischen Schnittpunkten mit 2 Tangenten zu Ref_plns (Spline)Spline auf back trim zwischen Schnittpunkten mit 2 Tangenten zu Ref_plns (Spline)

Die letzten zwei Kurven bestimmen die Form des Topfes in x-Richtung. Hier sind auch mehrereFunktionen zur Kurvenerzeugung vorstellbar. Vorteil des Splines ist, daß er an den Definitionspunkteneiner definierbaren Tangentenrichtung folgen kann.


Abgastopf

6

4. Flächen-Lofts

Es sollen drei einfache Lofts zwischen den erstellten Kurven gemacht werden. Diese sind vollständigvon der Kurvengeometrie abhängig. Weitere Einstellparameter und Optionen werden später erklärt.

Back-Loft zwischen Außenkurven entlang cross section hinten (Loft mit 2 Sections und 1 Guide)Front-Loft zwischen Innenkurven entlang cross section vorn (Loft mit 2 Sections und 1 Guide)Intersec yz-ref mit Back-Loft (Intersec)Intersec Außensteuerung mit Front-Loft (Intersec)Split Lofts an Intersec so, daß ein Mittelbereich entsteht (Split)Mittlerer Loft zwischen mittleren Kurven entlang Intersects (Loft mit 2 Sections und 2Guides)Alle drei Flächen miteinander verbinden (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 im2. Schritt nochmals durch. Als nächstes wird der Topf durch Spiegelungen vervollständigt. Blendsverbinden die Teilflächen zum Abschluß.

Symmetrieebene in z-Richtung abhängig vom bottom-trim (Plane / Offset / 20mm.)Wireframe ins „Hide“Join an der xz-ref symmetrisch spiegeln (Symmetry)Verbinden beider Flächen (Join)Spiegeln in z-Richtung (Symmetry)Extrahiere der Boundaries der Fläche auf einer Seite (Boundary / Tangent continuity)Definiere einer Blendfläche zwischen den zwei Kurven (Blend / Tangency)Vorgang für die andere Seite wiederholenFlächen zusammenfügen (Join)Alle Elemente, außer die Ergebnisfläche, ins „Hide“

Abgastopf


7

Damit ist der Topf fertig modelliert. Die Form wird von einer ¼ -Fläche bestimmt.


5. Beziehungen zwischen den Elemente

CATIA V5 bietet mehrere Möglichkeiten die geometrische Abhängigkeiten zwischenGeometrieelementen zu erkennen und zu analysieren. Dies ist sehr wichtig bei der parametrisch-assoziativen Modellierung.

Analysieren Sie die Modellstruktur im “Historical graph”. Klicken Sie das letzte Join-Element im Tree anund selektieren sie das entsprechende Icon. Expandieren Sie das Element Join.6 und erklären Sieseine geometrische Abhängigkeit. Die Eltern-Kind-Beziehungen eines Elementes können auch direktüber dessen Kontextmenü aufgerufen werden.

Holen Sie das Element Loft.2 Back_loft aus dem “Hide”, und expandieren sie den Tree. DoppelklickenSie das Element Parallel.6 und ändern Sie den Offsetwert auf 250mm. Anhand der Struktur könnenSie 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 übergeordnetenGeometrie und deren Editierung.

Abgastopf

8

6. Übergangs- und Flächenqualität

Folgender Schritt beschreibt Tools zur Flächenanalyse. Diese sind wichtig, um die Qualität einerFläche 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 Krümmungeines Elementes. Es können verschiedene Analysetypen eingestellt werden. Dazu sind bestimmteEinstellungen notwendig (View / Render Style / Apply customyzed View / Materials). Klicken Sie dasMapping Analysis Icon an und anschließend die Topffläche.

Das linke Bild zeigt das Ergebnis für die “Gaussian Analysis”. Es sind weitere Analysemöglichkeitenvorhanden, die Parameter können interaktiv geändert werden. Beachten Sie, daß die aus dem Blenderstellte Fläche eine minimale Krümmung (blau) aufweist. Bei der Option “Limited”, rechtes Bild, kannein 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. HöhereKrümmungen sind am hinteren Rand zu erkennen.

Das nächste Analysetool ist der Connect Checker. Er bietet die Möglichkeit an, die Übergängezwischen verschiedenen Flächen zu untersuchen. Dies ist wichtig, um zu erkennenk, ob Übergängetangentenstetig sind oder ob es Lücken zwischen den Flächen gibt.

In diesem Fall ist es notwendig die miteinander verbundenen Flächen wieder in ihre Originalstücke zuzerlegen. Klicken Sie wieder die Topf_Fläche und selektieren Sie die Disassemble Funktion. Erzeugensie vorher einen extra OpenBody, wohin CATIA die Einzelflächen schreiben kann. In diesem Beispielsind es 30 Sub-Elemente. Setzen Sie die Originalfläche ins “Hide” und bilden Sie eine “Trap” zumSelektieren aller Flächen. Es sollten keine weitere Elemente im “Show” vorhanden sein. Klicken Siedann das Icon für den Connect Checker.

Abgastopf


9

Das Bild auf der linken Seite beschreibt das Analyseergebnis für die Abstandsanalyse. Die hell-blauenBoundaries 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 dereinzelnen Lofts sehr hohe Unstetigkeiten aufweisen. Der nächste Schritt wird versuchen, dieseUnstetigkeiten zu minimieren.


7. Flächenoptimierung

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

Es ist bei diesem Modell sicherlich nicht notwendig, beste Krümmungsstetigkeit zu erzielen. DieFlächenübergänge sollten allerdings schon tangential verlaufen. Achten Sie auf die Angabe vontangentialen 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_loftWeiter wie in Abschnitt 4.Mittlerer_loft, für jede Kurve ist eine Tangentenfläche gegeben (Loft / Sections /Tgt /Guide /Tgt.)Weitere Operationen wie Abschnitt 4 bis BlendflächenBlend 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 zuaktualisieren. Die Wiederholung dient daher ausschließlich der Möglichkeit eines späteren Vergleichs!


Abgastopf

10

8. Wiederholung der Analyse

Das Mapping hat wie erwartet wenig Änderungen ergeben. Besonders an der Verbindung zum Blendist eine Krümmungsstetigkeit zu erkennen, was optisch sicherlich gut ist. Die “Limited” Option zeigtauch 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 dieZwischenkurven 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 MiddleCurves.

Das Modell kann mit Knowledge “aufgerüstet” werden. Man denke an Formeln für die Steuerung derPlanes ...

B-Säule mit „Adaptative Sweep“

18. Juni 2001 Dr. E. BraßIBM Deutschland GmbH

PLM Solutions

Aufgabe2_23


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sketcher, Adaptative Sweep, Loft, Fillet

Modelle: 2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart2_23_02_B_Saeule_Top_Sweep.CATPart2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

Thema dieser Übung ist das Austragen von Profilen mit der Funktion „Adaptative Sweep“. Die Profilkonturwird 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


2


Startmodell ist 2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart

Das Startmodell enthält alle Kurven und Flächen, die als externe Referenzen dienen sollen. Darüberhinaus sind die Ebenen, in denen Schnitte plaziert werden sollen, gegeben.

Das Startmodell beinhaltet:Externe Referenzflächen (z.B.Flansche), an denen sich die B-Säuleorientiert

Randkurven für die Flansche

Positionen für die Sections der Sweep-Flächen

Folgende Abbildung zeigt die Skizze im oberen Bereich („TOP“). In grün die Kontur mit denvergebenen Constraints zu den externen Referenzflächen. Die Kontur startet bzw. endet direkt in denSchnittpunkten mit den Limit-Kurven. Zu den externen Flanschflächen verläuft sie parallel (Abstand0mm). Zu den anderen 5 Referenzflächen verläuft sie parallel im Abstand von 3mm. Gelb gestricheltdie Schnitte durch diese Referenzflächen.


Dr. E. BraßIBM Deutschland GmbHPLM Solutions

3

Folgende Abbildung zeigt die Skizze im unteren Bereich („BOTTOM“). Auch hier in grün die Kontur mitden vergebenen Constraints zu den externen Referenzflächen. Die Kontur startet bzw. endet direkt inden 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. Gelbgestrichelt die Schnitte durch diese Referenzflächen.


� 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“) begonnenwerden. Die Skizze ist im Punkt „PT1_To“ zu erzeugen.

Im Anschluß daran ist der Sweep im unteren Bereich („BOTTOM“) zu konstruieren. Die Skizze ist imPunkt „PT1_Bottom“ zu erzeugen.

Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies im „Specification tree“) wird Wert gelegt!


4



5

Lösung2_23


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sketcher, Adaptative Sweep, Loft, Fillet

Modelle: 2_23_01_B_Saeule_Start.CATPart2_23_02_B_Saeule_Top_Sweep.CATPart2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

Thema dieser Übung ist das Austragen von Profilen mit der Funktion „Adaptative Sweep“. Die Profilkonturwird 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 Rear_Limit_CurveReference Surface ohne Selektion / bleibt freiSketch 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 allestörenden 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 denSchnittpunkten mit den Limit-Kurven beginnen bzw. enden. Beim Skizzieren vom System vergebene,unerwünschte Constraints müssen anschließend gelöscht werden. Constraints werden dannentsprechend Skizze neu vergeben (Parallelität + Abstand, Winkel, Länge) und gegebenenfallsmaßlich korrigiert. Bei der Vergabe der Constraints am besten von innen nach außen vorgehen! Nicht


6

vergessen, daß das jeweils erste und letzte Segment der Skizze parallel mit den Flansch-Konstruktionslinien 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.



7

Das skizzierte Profil kann jetzt durch Selektion weiterer Punkte auf andere Sections übertragenwerden:

UserSection.2 PT2_TOPUserSection.3 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“). DieProfilskizze wird „on the fly“ erzeugt. Also wird jetzt die Funktion „Adaptative Sweep“ aufgerufen:

Guiding Curve Rear_Limit_CurveReference Surface ohne Selektion / bleibt freiSketch 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 allestörenden 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 denSchnittpunkten mit den Limit-Kurven beginnen bzw. enden. Beim Skizzieren vom System vergebene,unerwünschte Constraints müssen anschließend gelöscht werden. Constraints werden dannentsprechend Skizze neu vergeben (Parallelität + Abstand, Winkel, Länge) und gegebenenfallsmaßlich korrigiert. Bei der Vergabe der Constraints am besten von innen nach außen vorgehen! Nichtvergessen, daß das jeweils erste und letzte Segment der Skizze parallel mit den Flansch-Konstruktionslinien laufen soll!


8

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 Sectionübertragen werden:

UserSection.2 PT2_BOTTOM

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

Zwischenergebnis ist 2_23_03_B_Saeule_Bottom_Sweep.CATPart



9

3. Konstruieren der Verbindungsfläche (Loft mit manuellem „Coupling“)

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

Intersect_TOP (Intersection von Adaptative Sweep_TOP mit PLN_PT3_TOPIntersect_BOTTOM (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 zueiner Fehlermeldung. Es muß jetzt ein manuelles „Coupling“ (insgesamt 6 Coupling

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


10

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 2_23_04_B_Saeule_End.CATPart

Kolbenmulde


PLM Solutions

Aufgabe2_21

Kolbenmulde

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Conics, Sweep – Typ “Conic”, Loft,

Duplicate OpenBody

Modelle: 2_21_01_Brennraum_Start.CATPart2_21_02_Brennraum_Sketch_Spines.CATPart2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart2_21_05_Brennraum_Halber_Brennraum.CATPart2_21_06_Brennraum_End.CATPart

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

1. Ergebnis


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) überdem Fusspunkt.

Kolbenmulde

2

Die Skizze der Kontur der Kolbenmulde (links)liegt in der Ebene Z=32.5. Der Ursprung der 2D-Skizze 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 Supportebenenverlaufen netzparallel. 2 liegen in der Ebene X=-10, eine in der Ebene Y=10.

Die Tangentenrichtung der Parabeln auf deranderen Seite verläuft in einem Winkel von 60Grad.


� 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 obererKolbenfläche)

� Flächen-Analysen


Das Modell ist parametrisch-assoziativ aufzubauen (GSD Workbench)!


Die Kontur muß modifizierbar sein. Das Ergebnis ist zu analysieren (Tangentialität).

Kolbenmulde


3

Lösung2_21

Kolbenmulde

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Conics, Sweep – Typ “Conic”, Loft

Duplicate OpenBody

Modelle: 2_21_01_Brennraum_Start.CATPart2_21_02_Brennraum_Sketch_Spines.CATPart2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart2_21_05_Brennraum_Halber_Brennraum.CATPart2_21_06_Brennraum_End.CATPart

Schwerpunkt dieser Übung ist der Umgang mit Conics – sowohl Kurven, als auch Sweep-Flächen desTyps „Conic“.

Objekt dieser Übung ist eine fiktive Kolbenmulde, die aufgrund der Symmetrie zunächst nur zur Hälfteaufgebaut und dann gespiegelt wird.

1. Sketch-Ebenen, Skizze 1 und Spines erzeugen


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 Konstruktionsliniezeichnen und beide koinzident zu den 2D-Achsenmachen.

Eine dritte Konstruktionslinie im Abstand von10mm zur vertikalen Konstruktionslinie erzeugen.

2 Linien zeichnen (ca. 40mm lang):eine im Abstand von 35mm zur Mittellinie (parallelzur x-Achse) in Richtung +Ydie andere im Abstand von 20mm zur Mittellinie(parallel zur x-Achse) in Richtung –Y

Je einen Endpunkt der beiden Linien mit„Koinzidenz“ auf der dritten (vertikalen)Konstruktionslinie festlegen.

Einen Vollkreis erzeugen (Mittelpunkt außerhalbdes Ursprungs, Radius zunächst beliebig). Dann„Koinzidenz“ zwischen Kreismittelpunkt undSketch-Origin (Ursprung) erzeugen. Radius vonR=47.5mm einstellen.

Jeweils eine der beiden Linien mit dem Kreisausrunden (Corner; R15)

Kolbenmulde

4

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 bestensgeeignet.

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 erzeugtwerden 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. Dannkönnen 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 („Angle to curve“, X SPINE.Intersect.1, Sketch-Plane.3, PT3-Intersect.3, 60°,0mm, 20mm)

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

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

Kolbenmulde


5

3. Konstruieren der noch fehlenden Conic-Kurven

Kurve „Conic.EP“Support ist Sketch-Plane.2

Startpunkt ist EP-Point.3 mit derBedingung tangential zur LinieLine.EP-60Grad

Endpunkt ist Fusspunkt mit derBedingung tangential zur LinieY SPINE Intersect.2

Parameter P=0.5 (Parabel)

Kurve „Conic.AP“Support ist Sketch-Plane.2

Startpunkt ist AP-Point.2 mit derBedingung tangential zur LinieLine.AP-60Grad

Endpunkt ist Fusspunkt mit derBedingung tangential zur LinieY SPINE Intersect.2


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 mitder Bedingung tangential zurLinie Line.PT3-60Grad

Endpunkt ist Fusspunkt mit derBedingung tangential zur LinieX SPINE Intersect.1


Kolbenmulde

6

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 einerplanaren Fill-Fläche, die u.a. durch die Skizze begrenzt wird. Von diesem Fill kann man mit „Nopropagation“ 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 5Segmente von „Sketch.1“ wieder. Durch Aufruf der Funktion Boundary und Selektion der gewünschtenKante kann man die einzelnen Segmente erzeugen (Ausbreitungstyp „No propagation“). Damitentstehen 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 alsReferenz für tangentialen Einlauf benutzt werden kann:

Sweep.Referenzflaeche Typ „Line“, Sub-Typ „With reference surface“1 Führungskurve – CONIC-Join.11 Referenzfläche – Fuss-Plane.4Winkel=180°, Länge1=5mm, Länge2=0mm

Zwischenergebnis ist 2_21_03_Brennraum_Hilfskonstruktion.CATPart

Kolbenmulde


7

5. Erste Nutzflächen erzeugen

Ziel ist es, die Gesamt-Nutzfläche der Kolbenmulde aus möglichst wenig Teilflächenzusammenzusetzen, damit die Qualität nicht durch Unstetigkeiten leidet. Flächen mit hoherGenauigkeit sind Sweep-Flächen vom Typ „Conic“. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, daß man ihnenseitlich keine Tangentialbedingungen mitgeben kann. Diesen Nachteil kann man zum einen durchgeschickte Aufteilung kompensieren und zum anderen durch Vergabe des gleichen Parameters wiebei 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.Referenzflaeche2. Führungskurve – Boundary.MIDDLE mit tangentialem Übergang(Winkel=0°) zur Loft.ReferenzflaecheParameter P=0.5 (Parabel)Spine – Y SPINE Intersect.2

Von dieser Fläche werden die zwei seitlichen Randkurven erzeugt. Sie dienen als Führungskurven fürdie Konstruktion der nächsten 2 Conic-Flächen:

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

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

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.Referenzflaeche2. Führungskurve – Boundary.Patch 1 AP mit tangentialem Übergang(Winkel=0°) zu PATCH 1 – Sweep.2Parameter 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.Referenzflaeche2. Führungskurve – Boundary.Patch 1 EP mit tangentialem Übergang(Winkel=0°) zu PATCH 1 – Sweep.2Parameter P=0.5 (Parabel)Spine – X SPINE Intersect.1

Zwischenergebnis ist 2_21_04_Brennraum_3Flaechen.CATPart

Kolbenmulde

8

6. Schließen der Ecken

Die nächste Überlegung gilt der Frage – wie schließt man die beiden Ecken? Es scheinen 2 Variantenrealistisch:

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 2 – Sweep.3, Ausbreitungstyp „No propagation“)

Boundary.Patch 3 (Boundary, PATCH 3 – Sweep.4, Ausbreitungstyp „No propagation“)

Mit diesen beiden Randkurven können dann auch die zwei bereits vorhandenen Randkurvenaufgesplittet 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 dieQualität genauer analysieren. Variante 2 ist aufwendiger, aber qualitativ besser.

Variante 2:

Kolbenmulde


9

Für die Anwendung der Loft-Funktion sind bereits planare „Sections“ (die Randkurven) undFührungskurven vorhanden. Es fehlt noch der ideale Spine. Wir konstruieren den „Padu-Spine“, einenKreisbogenabschnitt. Die Schritte dazu sind ein gewisser Aufwand. Das ist ein Fall für „DuplicateOpenBody“. 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 beiderEbenen 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 einenKreisbogen (Durchmesser beliebig) und trimmt ihn an den ersten beiden Ebenen. Der resultierendeBogen 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 undder OpenBody „PADU-Spine AP“ selektiert. In dem erscheinenden Dialog werden als Eingabe zweiRandkurven erwartet. Hier müssen nun sinngemäß die Randkurven der anderen Ecke eingefügtwerden. 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 (Section 1 ist Split.Boundary Patch 1 AP tangential zu PATCH1 –Sweep.2

Section 2 ist Boundary Patch 2 tangential zu PATCH2 – Sweep.3Führungskurve ist Boundary.Corner AP tangential zu

Loft.ReferenzflaecheSpine 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 zuLoft.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)

Kolbenmulde

10

Die drei Analysearten „Environment Mapping“, „Isophote Analysis“ und „Connect Checker“ (von linksnach 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 obereKolbenfläche 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 unterConstraints die Coincidence.12 gelöscht werden. Dann kann die Kontur modifiziert werden.

Verrundungsfall „6 Kanten“


PLM Solutions

Aufgabe2_11


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, ShapeFillet

Modelle: 2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart

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

1. Ergebnis


Startmodell ist 2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart

Das Startmodell beinhaltet Drahtgeometrie, die zur Flächenerzeugung benutzt werden soll. Im Bildoben ist das Ergebnis dargestellt.

Alle Verrundungsradien R30 !


2

Das Startmodell beinhaltet:Explizite Drahtgeometrie (Linien) zurErzeugung der Flächen


� Flächen mittels „Extrude“ aufbauen; vorhandene Linien als „Direction“ benutzen; Länge der Flächenist frei wählbar

� Verrunden der Flächen mit „ShapeFillet“

� Test des Modells auf Offsetfähigkeit


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



3

Lösung2_11


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, ShapeFillet

Modelle: 2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart

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

1. Wand- und Bodenfläche für die Reserveradmulde erzeugen


Startmodell ist 2_11_01_Ecke_Easy_Start.CATPart

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

Extrude.3 (Line.6 in Richtung Line.4; 0mm bis 120mm)Extrude.4 (Line.6 in Richtung Line.8; 0mm bis 100mm)Fillet.2 (ShapeFillet zwischen Extrude.3 und Extrude.4, R30, „Smooth“)


4

Extrude.5 (Line.7 in Richtung Z-Achse; -100mm bis 100mm)Extrapol.1 (Boundary von Extrude.5, L=100mm, „Tangent“, „Assemble result“)Fillet.3 (ShapeFillet zwischen Fillet.2 und Extrapol.1, R30, „Smooth“)

Fillet.4 (ShapeFillet zwischen Fillet.3 und Fillet.1, R30, „Smooth“)

Ergebnis ist 2_11_02_Ecke_Easy_End.CATPart

Sharp Edge (Verrundungsübung)

18. Juni 2001 E. Strohmer, Dr. E. Braß, W. HomolkaIBM Deutschland GmbH


Aufgabe2_14

„Sharp Edge“(Verrundungsübung)

Voraussetzungen: Kenntnisse aus der V5 Grundschulung

Modell(e): 2_14_01_Sharp_Edge_Start.CATPart2_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 derFunktion „Join“ und das Ausführen von Änderungen sowie einfacher Operationen machen mit demHandling der Funktion vertraut.

Im Bild unten ist die zu erzeugende Geometrie bzw. Legende für die zu verrundenden Kanten abgebildet.

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!

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 P3R0,5 und ab P4 R1,5)

E-Kanten: Grün (R40)

F-Kanten: Blau (R2)

P5

P6

P4

P3

P1P2


2


E. Strohmer, Dr. E. Braß, W. HomolkaIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM Services

3

Lösung2_14

„Sharp Edge“(Verrundungsübung)


Modell(e): 2_14_01_Sharp_Edge_Start.CATPart2_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:


4

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

Hydraulik Topf



Aufgabe2_15

Hydraulik Topf


Modell(e): 2_15_01_Hydrauliktopf_Start.CATPart2_15_02_Hydrauliktopf_Drahtgeometrie.CATPart2_15_03_Hydrauliktopf_Flaechen.CATPart2_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 vomStartmodell 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 nichtvorgegeben! Orientieren Sie sich bzgl. der Größenverhältnisse an den vorgegebenen Rotationsachsen.Benutzen Sie Radien zwischen R3 und R10!

Hydraulik Topf

2

Hydraulik Topf


3

Lösung2_15

Hydraulik Topf


Modell(e): 2_15_01_Hydrauliktopf_Start.CATPart2_15_02_Hydrauliktopf_Drahtgeometrie.CATPart2_15_03_Hydrauliktopf_Flaechen.CATPart2_15_04_Hydrauliktopf_End.CATPart


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 Längekonstruiert. Sie sollte in etwa durch den oberen Endpunkt der Mittelachse verlaufen! Im nächstenSchritt werden zwei Ebenen (Offset zu XY) mit Abständen von 8 und 40mm erzeugt. Eindarauffolgender 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) wirddie Kontur für den Zylinder mit Fase konstruiert(Bild rechts).

Die Mantelfläche hat eine Neigung von 60° zurMittelachse. Die Fase steht senkrecht (H) auf derMittelachse. Weiterhin wird der Endpunkt derMantelfläche mit „Coincidence“ auf die Mittelliniegelegt.

Der Sketch (Sketch.4, XY-Ebene) für denmittleren Zylinder wird nach neben stehenderAbbildung erzeugt.

Die Abstandsbemaßung bezieht sich auf dieEbenen YZ und ZX.

Hydraulik Topf

4

2. Flächen

Es wird ein neuer OpenBody eingefügt und ein 360°- Revolution mit dem „Split.1“ um die Mittelachseerzeugt. Anschließend wird zum Einen der „untere Zylinder“ durch ein Extrude mit ausreichenderLänge in positiver Z-Richtung generiert und zum Anderen der „Zylinder mit Fase“ durch ein Revolutionvon 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 einExtrude in positive Z-Richtung und ausreichender Länge konstruiert. Im folgenden Schritt wird derzuletzt erzeugte Extrude an der Plane.5 gesplittet und alle Zylinder an der Außenseite mit fünf Fill-Operationen 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. DieFläche des „kleinen Zylinders“ (Sweep) wird mit dem Ergebnis der vorherigen Operation und demRadius R=5 verrundet. Sinngemäß gilt diese Vorgehensweise für alle restlichen Verrundungen, dieeinen Radius von 3mm haben.

Baugruppe „Jet-Engine“


PLM Solutions

Aufgabe2_13


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, AssemblyFunktionen “Wireframe”, Sketcher, Spline, Loft, Transformation,

Connect Checker, Revolution, Smooth curve

Modelle: Jet_engine.CATProduct

2_13_01_Absorber_Start.CATPart2_13_02_Absorber_Loft.CATPart2_13_03_Absorber_End.CATPart

2_13_01_Konus_Start.CATPart2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart2_13_03_Konus_End.CATPart

Thema dieser Übung sind neben Sketcher und einfachen Anwendungsfällen von Funktionen zurFlächenerzeugung 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 modellierensind.



2

Startmodelle sind 2_13_01_Absorber_Start.CATPart2_13_01_Konus_Start.CATPart

Die Startmodelle beinhalten ausschließlich Drahtgeometrie, die als Ausgang zur Flächenerzeugungbenutzt werden soll.

Die Startmodelel beinhalten:Drahtgeometrie zur Erzeugung derFlächen

Oben Mittellinie und Ursprung für denAbsorber. Darunter Mittellinie und Konturdes Konus.

Links außen die Skizze fürSection 1, rechts daneben die fürSection 3. Der Ursprung liegtjeweils auf der Rotationsachse.

Das Profil von Section 2 ist mitdem von Section 1 identisch, dasProfil von Section 4 mit dem vonSection 3.

Beachten Sie den Winkel von15° für ein halbes Absorber-element!



3

Links die vier Sections. DieZählung beginnt beim Ursprung,rechts im Bild. Die Abstände derPunkte vom Ursprung betragen:

P1: 310mm

P2: 320mm

P3: 685mm

P4: 695mm

Das Bild links ist ergänzt um dieFührungskurven für die Loft-Definition. Die Führungskurvensind in geeigneter Weiseaufzubauen!


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


4

� 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




Vor der Analyse von Multi-cell Flächen müssen diese mit „Disassemble“ in explizite Geometrieumgewandelt werden. (Dazu am besten einen neuen OpenBody einfügen/aktivieren!)

Testen Sie Änderungsmöglichkeiten (bspw. der skizzierten Konturen)



5

Lösung2_13


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, AssemblyFunktionen “Wireframe”, Sketcher, Spline, Loft, Transformation,

Connect Checker, Revolution, Smooth curve

Modelle: Jet_engine.CATProduct

2_13_01_Absorber_Start.CATPart2_13_02_Absorber_Loft.CATPart2_13_03_Absorber_End.CATPart

2_13_01_Konus_Start.CATPart2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart2_13_03_Konus_End.CATPart

Thema dieser Übung sind neben Sketcher und einfachen Anwendungsfällen von Funktionen zurFlächenerzeugung 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)


Startmodell ist 2_13_01_Absorber_Start.CATPart

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

P1 (Point „On curve“, Axis, Distance = 310mm vom Ursprung , „Geodesic“)P2 (Point „On curve“, Axis, Distance = 320mm vom Ursprung , „Geodesic“)P3 (Point „On curve“, Axis, Distance = 685mm vom Ursprung , „Geodesic“)P4 (Point „On curve“, Axis, Distance = 695mm vom Ursprung , „Geodesic“)

PLN Section 1 („Normal to curve“, Axis, P1)PLN Section 2 („Normal to curve“, Axis, P2)PLN Section 3 („Normal to curve“, Axis, P3)PLN Section 4 („Normal to curve“, Axis, P4)

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


6

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 Verticesder vier Sections erzeugt. Die Vertices der jeweils äußeren benachbarten Sections werden mit je einerkurzen Linie verbunden. Die Verbindung der inneren beiden Sections erfolgt durch einen Splinetangential in die benachbarten Linien. Der Spline liegt auf einer Supportebene. Eine Supportebene istZX, 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 Kurvezusammenzufügen! Dabei entstehen die Elemente „zx Guide“ und „zx15 Guide“.

Wegen des einfachen Aufbauswird hier auf eine detailliertereDarstellung verzichtet.

3. Loft zur Erzeugung eines halben Absorber-Elementes



7

Jetzt kann die Loft-Fläche definiert werden. Sie besteht aus 4Sections, 2 Guides mit tangentialen Referenzflächen und einemSpine („Axis“).

Tangentiale Referenzen können Flächen (z.B. Sweep, Extrude)oder Planes (?) sein.

Zwischenergebnis ist 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 (Loft.1 an ZX plane)Element.1 (Join von Loft.1 und Symmetrie.1)Element.2 (Rotate Element.1 um „Axis“ mit 30°)Element.3 (Rotate Element.1 um „Axis“ mit 60°)

Join.4 (Join von Element.1, Element.2 und Element.3)Element 4-6 (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 90°)Element 7-9 (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 180°)Element 10-12 (Rotate Join.4 um „Axis“ mit 270°)

Variante 2:


8

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 367.5Lösche Maß 220.5Lösche Winkel 15°Fixiere Schnittpunkt der vertikalen Konstruktionslinie mit Kreis R61.25Fixiere Schnittpunkt der schrägen Konstruktionslinie mit Kreis R22Modifiziere R61.25 � z.B. auf R70

Exit Sketcher und Update

Aufbau des Konus

6. Erzeugen des Konus und Analyse der Konusfläche mit Connect-Checker


Startmodell ist 2_13_01_Konus_Start.CATPart

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

Zwischenergebnis ist 2_13_02_Konus_Revolute1.CATPart



9

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 denvorhandenen Konus „eingebaut“ werden oder eswird ein neuer Konus erzeugt, disassembled undanalysiert!

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 diesesProdukt werden die beiden Bauteile als existierende Komponenten eingefügt.


10

Template Nut „Joggles“



Aufgabe2_41


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD

Modell(e): 2_41_Joggle_offset_01_start.CATPart2_41_Joggle_profile_01_start.CATPart

Es sind einfache PowerCopies zu erstellen, die zur schnellen Detaillierung von Modellen dienen. Jogglesunterstützen den Schweißvorgang im Karosserierohbau. Die Geometrie kann sehr einfach erzeugtwerden, 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


2


Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter demOpenBody „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 solltesich an die bewährte PowerCopy-Struktur halten!

Das Startmodell beinhaltet:Boundary_Guide: rosa KurvePosition: schwarzer PunktSurface support: graue Fläche

Diese Elemente sind diegeometrischen Inputs für dieDefinition des Joggle. Siesollen austauschbar sein.

Beim Joggle spielt der Verlauf der Guide-Kurve eine Rolle. Normalerweise sollte er gerade sein. Wirwollen aber bewußt einen allgemeineren Fall (gekrümmte Boundary) betrachten. Beim parametrisch-assoziativen Konstruieren ist es immer besser den komplexeren Fall zu beschreiben. Dann sollte dereinfachere Fall auch handhabbar sein!

Technisch ist es eine weitere Fragestellung, ob der Joggle eine ebene Fläche besitzt oder er demFlächenverlauf folgen soll. Es wurden zwei Lösungsmöglichkeiten erarbeitet, um diese Frageanzugehen.


Basierend auf der Guidekurve, werden Stützflächen entrsprechend der Joggleform erstelltund anschließend verrundet

Erstellung eines Profils im Sketcher, das den Joggle beschreibtFlächen 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!



3

Lösung2_41


Modell(e): 2_41_Joggle_offset_01_start.CATPart2_41_Joggle_offset_01_step_0x.CATPart2_41_Joggle_offset_01_end.CATPart2_41_Joggle_profile_01_start.CATPart2_41_Joggle_profile_01_step_0x.CATPart2_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 definiertworden. Der Anwender sollte jedoch die wichtigsten Parameter und deren geometrischen undtechnologischen Abhängigkeiten kennen und mittels Knowledgeware beschreiben können.

Die zweite Lösung bietet eine andere Definitionsform des Joggles. Diesmal ist ein Profil im Sketchererzeugt worden. Parameter können dort direkt verändert und mit Hilfe einer Design Table effizientverwaltet werden.

Variante 1

1. Geometrie für „Joggle Offset“

Startmodell: 2_41_Joggle_offset_01_start.CatPart

2 Punkte von Boundary-guide ab Position (Point / On curve / 50 mm.)2 Planes „normal“ an den Punkten (Plane / Normal to curve)Boundary-guide nach innen splitten (Split)Plane tangential zur Support_sur auf Position (Plane / Tangent to surface)Ref_Sweep darauf referenzierend senkrecht (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 derErzeugungsvorschrift weiter ...

Modell(e): 2_41_Joggle_offset_01_step1.CatPart


4

2. Flächen des „Joggle Offset“

Plane “normal” to Boundary_guide on position (Plane / Normal to curve)Getrimmte Kurve parallel auf Ref_Sweep verschieben (Parallel / Euclidean / 15 mm.)Intersec Normal Plane mit Parallel curve (Intersec)2 Punkte auf Parallel für Joggle_Breite (Point / On curve / 30 mm.)2 Ebenen normal zu Parallel (Plane / Normal to curve)Sweep aus Parallel referenzierend auf Ref_Sweep (Sweep / with Ref_sur / 90°, 0, 100)2 Intersection-Kurven mit inneren Planes (Intersec)2 Sweeps mit Neigung nach außen aus Intersects (Sweep / with Ref_sur / 65°, 100, 0)Joggle Sweeps verrunden (Fillet / Skin-Skin / R=5)Joggle mit Surface_support verrunden (Fillet / Skin-Skin / R=7)

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

Modell(e): 2_41_Joggle_offset_01_end.CatPart



5

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 dannden Sketch zu erzeugen. Um eine Führungskurve für den Sweep/Typ „Explicit“ zu erstellen, wird eineFläche tangential am Flansch erzeugt. Anschließend werden die Flächen verrundet.

Plane tangential zu Surf_support (Plane / Tangent to surf )Plane normal to guiding curve (Plane / Normal to curve )Sketch mit joggle-profil in letzter Plane (Sketch / with Ancher-point)Line normal to plane on Position-point (Line / Normal to surface / Mirrored extent)Sweep with reference to tgt. Plane (Sweep / with Ref_surf / 0°, 0, 100)Intersec normal pln with Sweep (Intersec)

Die Positionierung des Profils ist nicht immer einfach. Am besten ist es, den Sketch bzgl. einesPunktes (Position) zu referenzieren und diesen anschließend als Anchor-Point verwenden. VerwendenSie die Sweep-Fläche als Referenz.

Modell(e): 2_41_Joggle_profile_01_step2.CatPart

Sweep „explicit“ with Ref-surface (Sweep / Profile / With Ref_surf / Anchor point)Verrunden (Fillet / Skin-skin)

Bringen Sie den OpenBody „Operations“ ins „Hide“ und das Geometrieergebnis in den übergeordnetenOpenBody. Damit ist die Modellierung der Geometrie fertig.


6

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 sollenbeim wiederholten Einsatz der PowerCopy in das entsprechende Modell übertragen werden. Dabeispielt die Art und Weise der Definition des PowerCopy eine entscheidende Rolle.

Sind in der PowerCopy keine Parameter definiert, so überträgt die PowerCopy weder Parameter nochFormeln. Alle verwendeten Parameter werden als absolute numerische Werte übertragen.

Man kann einzelne Parameter während der PowerCopy-Definition selektieren und benennen (Public-Name). Beim Einsetzen der PowerCopy können diese Parameterwerte direkt aktualisiert werden.

Desweiteren tauchen in dieser Auswahlliste nur die Parameter auf, die im Modell selber nicht explizitdefiniert wurden. Somit ist dieser Vorgang für lokale Parameter empfehlenswert. In unserem Beispielsind das die Verrundungsradien.

Baumstruktur anpassenParameter für PowerCopy definierenFormeln und Abhängigkeiten festlegenDefiniere 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 KontextmenüWeitere Formeln nach Wunsch und Notwendigkeit definieren

Beim Definieren der PowerCopy werden nicht nur der entsprechende OpenBody, sondern auch dieeinzelnen Parametern, die übertragen werden sollen, angeklickt. Es ist zu erkennen, daß das Systemsie und die dazugehörigen Formeln in die PowerCopy-Struktur integriert.

Modell(e): 2_41_Joggle_offset_01_end_PC.CatPart



7

5. Erstellung einer PowerCopy mit Design Table

Jetzt geht es darum Design Tables in didere PowerCopy zu speichern bzw. in das Modell zuübertragen. In diesem Fall werden die wichtigen Parameter im Profilsketch definiert und sollen mitUser-Parametern belegt werden.

Baumstruktur in Joggle-profile anpassen4 Parameter für PC definieren (Joggle_Gesamtbreite, Joggle_Radius, Joggle_Winkelund Joggle_Offset)Formeln und Abhängigkeiten festlegenDesign Table erstellen (Design Table / Create ... with current parameter values)als „Destination“ OpenBody „Power_Copy“ selektierenEdit 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 zubeachten. Klicken Sie auch die geforderten Parameter während der Definition an, so daß dieseautomatisch 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 solltemindestens in der selben Verzeichnisebene wie die Dateien liegen, oder die Searchorder wirdentsprechend 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?


8

Styling- und Motorhaubenadapter



Aufgabe3_73


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, CATIA V4, V3 (Interoperability), ASS, FSSOPTIONS für Publication und V4/V5-Space (?)

Modell(e): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPartMotorhaubenadapter.CATPartSTYLE_A_1.model

In dieser Übung wird ein Adapter-Modell aufgebaut. Es entkoppelt die Eingangsdaten für den Bereich derMotorhaube 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, werdenMethodiken entwickelt um Änderungsschleifen zu minimieren. Um schneller und vor allem gezielter aufdiese Änderungen reagieren zu können, bildet man ein Adaptermodell, das von einem neuen Stylingschnell aktualisiert werden kann und darüber auch die assoziativ verknüpfte Konstruktion.

1. Ergebnis


2


Das Startmodell soll vom Teilnehmer selbst erzeugt werden, denn es handelt sich um eine kompletteProduktstruktur. Sie soll ein V4-Modell als Referenz und ein Part (Styling_adapter_A_1) enthalten, ausdem das Adaptermodell erzeugt wird.

Das Startmodell beinhaltet:Erstellen Sie einen Produkt mit derdargestellten Struktur und importierenSie die dazu notwendige Geometrie

Inputs sind eine Surface und dreidarauf liegende Kurven.

Die Daten aus dem Styling haben unterschiedliche Qualität und sogar verschiedene Formate. Indiesem Beispiel werden V4-Daten aus einem Strak verwendet. Die Vorgehensweise ist jedoch für diemeisten Fälle die gleiche.


Übertragung der Geometrie von V4 nach V5Analyse der Daten und gegebenenfalls (zulässige) Änderungen vornehmenElemente publizierenBeschnittflächen für die Motorhaube erstellenReferenzen für Verstärkungselemente publizierenVerrunden und Aufdicken

4. Anmerkungen

Diese Übung beinhaltet eine sehr wichtige Methodik, die für weitere Aufgaben bestimmend ist. Obwohlsie einfach zu erzeugen ist, verlangt sie eine vertiefte Einarbeitung in die parametrisch-assoziativeKonstruktionsmethodik.

Es sei darauf hingewiesen, daß die hier beschriebenen Schritte nicht unbedingt eine technologischrichtige (produktionsfähige) Lösung darstellen. Die Konstruktionsvorschrift kann verschiedentlichdavon abweichen, aber die zugrunde liegende CAD-Methodik hat durchaus Bestand.



3

Lösung3_73


Modell(e): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPartMotorhaubenadapter.CATPartStyle_A_1.model

Die folgende Aufgabe beschreibt eine wichtige Methodik, um die Vorteile eines parametrisch-assoziativenSystems mit der MML-Technologie zu verbinden. Sie beschreibt eine Vorgehensweise, um Daten ausdem Styling in das Konstruktionsmodell zu übertragen. Die Besonderheit besteht darin, daß dieStylingelemente zwar grundsätzlich bestimmt sind, aber in ihrer geometrischen Definition jedoch häufigenÄnderungszyklen unterliegen. Ideal wäre die Möglichkeit, solche Styling-Änderungen automatisch mit denassoziativen Modellen zu synchronisieren. Dazu wird ein sogenanntes Adaptermodell verwendet.

Am Beispiel einer Motorhaube wird diese Methodik gezeigt und in einer weiteren Aufgabe ein Teil einerInnenblechverstärkung modelliert. In einem weiteren Schritt wird das Adaptermodell mit neuenStylingdaten synchronisiert. Die daraus abhängige Geometrie soll sich entsprechend an die neueTopologie anpassen.

1. Strukturieren des Produktes und Importieren von V5-Daten

Öffne ein neues Produkt (New / Product)Importiere V4-Stylingdaten (STYLE_A_1.model) (Insert / Existing component /....)Füge ein neues Teil in die Struktur ein (Insert / New Part / ...)Importieren der Geometrie in V5 ( *SUR, *CRV) (Copy / Paste)Produkt und Teil benennen und speichern (File / Save all as)Die Elemente mit Affinity als V5 definieren (Affinity / Ratios 1/1/1)Geometrie benennen (Kontextmenü..)

Die Operation Affinity wird eingesetzt, ähnlich wie bei CATIA V4 die „Unspec transformation“ unterSKIN. Dadurch erhält man ein V5-Element.

Die Option (File / Save all as) sieht im ersten Augenblick etwas verwirrend aus. Sie ermöglicht aberalle wichtigen Angaben zur Speicherung, inklusive Auswirkungen auf andere Produktelemente.Besonders innerhalb komplexer Produktstrukturen ist es empfehlenswert, mit dieser Funktion zuarbeiten.


4

2. Vorbereiten von Stylingdaten

Stylingdaten sind nicht immer sofort für die Konstruktion verwendbar. Je nach Konstruktionsabsichtsind 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 durchFarben kennzeichnen.

Damit die darauf aufbauenden Modelle „sauber“ laufen, müssen die Elemente im Adaptermodell eineanaloge Richtung aufweisen. Im unserem Fall sollen alle Flächenvnormalen zum Fahrzeug-Innerenund alle Kurven im Uhrzeigersinn (zum Fahrzeug gesehen) gerichtet sein.

Flächenbehandlung (Extrapolate / Curvature??? /...hier nicht nötig)Check Orientation (Orientation / Reset to original)Distance analysis mit V4-Import (hier nicht nötig / Abweichungen = 0 mm.)

Die Kurvenbehandlung richtet sich nach der Qualität der importierten Kurven. Die Schritte sind analogwie oben beschrieben. Für den ersten Stylingadapter sind nur die Kurvenorientierungen zuuntersuchen. Man bemerkt jedoch, daß die hintere Kurve eine Krümmungsunstetigkeit aufweist. Ineinem 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 onecurve)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): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPart



5

3. Publizieren von Elementen

Für das Publizieren der Fläche und der drei Kurven muß die Assembly Workbench auf Part-InstanzEbene aufgerufen werden. Dort die entsprechende Option suchen und die Elemente selektieren undbenennen. Tip: Merken Sie sich die „publish names“, denn diese sollen in weiteren Adaptermodellengleich lauten.

Part-Instance (ASS-Workbench) (Tools / Publication Management)Selektiere Kurven, Flächen und Plane (Add / ....)Speichern (File / Save all)

Die Funktion (Publication-Management) bietet umfangreiche Editiermöglichkeiten und auch in denOptions sind verschiedene Schalter, die durchaus eine wichtige Rolle bei der MML-Methodik spielen.Hier einige Hinweise:

Options check (Shape / General / External References)Selektionsmöglichkeit von Sub-Elemente ausschalten? (Tools / Publication Mgmt. / Selection)

Die Elemente können im Tree oder direkt am Modell selektiert werden. Im letzteren Fall kann es aberpassieren, daß man ein falsches Element (z.B. darüberliegendes) erwischt. Außerdem sollenpublizierte Elemente unterhalb der erzeugenden Part-instanz angeordnet sein. Dadurch wirdsichergestellt, daß der „Publish name“ und Modellzugehörigkeit eindeutig definiert sind.

Damit ist der Styling-Adapter fertig.

Modell(e): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPart


6

4. Beschnittfläche der Motorhaube

Mittels der Stylingkurven soll die tatsächliche Motorhaubenfläche erstellt werden. Dazu muß derFugenabstand 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 zudefinieren.

Für die Abstellungen und die Beschnittfläche der Motorhaube sollen die Elemente direkt aus demvorher erzeugten Adaptermodell verwendet werden. Dazu selektieren Sie das Geometrieelement oderim Tree unter Publication. Achtung - nicht das Ursprungselement anklicken, denn sonst erzeugen Sieeinen Reference-Link direkt zum Element!

In dem Augenblick wo Sie ein publiziertes Element in die Erzeugungsvorschrift eines neuen Partseinbinden, erstellt das System sogenannte „External References“. Bei „published elements“ erscheintdas Element-Icon und ein blaues „ P „, gefolgt vom Namen und der Instanzzugehörigkeit. Sollte derMML 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 publiziertenZiehplane abhängig.

Neues Part ins Produkt einfügen (Insert / New Part / )Benennen und speichern (File / Save all as / )Ursprungspunkt erzeugen (Point / Coordinates)2 Normalen in x und y Richtung (800 mm.) (Line / Normal to pln / Mirrored extent)Projizieren Sie diese Achsen auf die Ziehplane (Project) / Normal)Finden Sie den Schnittpunkt (Intersec)Normale zur Ziehplane als Ziehrichtung (Line / Normal to plane)Ursprungselemente ins NS, Ziehplaneelemente schwarzFrontkurve (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 wiederholenAußenhaut an den drei Beschnittkurven neu begrenzen, Beschnittfläche (Split)

Der Splitvorgang kann vereinfacht werden. Dazu einfach die Splitelemente in entsprechenderReihenfolge selektieren und jeweils die richtige Seite wählen. Somit ist die Beschnittfläche mit dendazugehörigen Kurven erzeugt. Der nächste Schritt erstellt notwendige Abstellungsflächen für dieInnenblechver-stärkung.

Modell(e): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPartMotorhaubenadapter_step_01.CATPart



7

5. Abstellungen

Diese Flächen sind für das Bördeln der Innenblechverstärkung nötig. Auf eine technologisch richtigeLösung wird hier nicht tiefer eingegangen. Die Beschnittkurve soll entlang der Abstellfläche um die3fache 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 (Point / On curve / Extremity)Space-points auf Kurven in 18 mm Abstand (Point / On curve / Distance)Normal Planes um Abstellungen zu trimmen (Plane / Normal to curve)Duplicate OpenBody (2x)Innere Abstellungen mit Senkrechter Abst. verrunden (R = 2.2 mm.) (Fillet / Skin-Skin)Abstellungen an Planes schneiden (Split)

Logischerweise ist der Abstand der Trim-Planes an der Symmetrieebene (xz-Plane) gleich Null zusetzen. Die Abstände an der hinteren Ecke sind auch etwas größer zu definieren.

Damit sind die beschnittenen Flächen und Abstellungen für die Motorhaube definiert. Dieses Modellgilt auch als Adaptermodell, denn es enthält Geometrie, mit deren Hilfe weitere Teile definiertwerden. Für die vollständige Motorhaubenverstärkung müssten die entsprechende Kurven undAbstellungen auch an Front- und Hinterseite publiziert werden. Das ist jetzt aber nicht notwendig, dadie Verstärkung nicht auskonstruiert wird. Im folgenden Schritt sollen die Flächen miteinanderverrundet und schließlich aufgedickt werden.



8

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 zuersetzen und zu sehen, daß die Konstruktion robust genug ist (“durchläuft”).




9

7. Vorbereiten eines zweiten Stylingmodells

Um Zeitersparnisse bei der Anwendung dieser Methodik zu erkennen, soll ein neues Styling alsAdaptermodell vorbereitet werden. Starten Sie aus dem vorgegebenen Produkt. In ihm wurde nur dienotwendige V4-Geometrie importiert. Das V4-Modell enthält auch die A_1 Geometrie, so können dieUnterschiede sichtbar gemacht werden.

Öffne Styling_dummy.CATProductAffinitätoperationen an drei Kurven und einer Fläche (Affinity / 1,1,1)Teste Orientierung (Invert orientation / Reset original?)Mit Farbe kennzeichnen und Elemente publizierenSpeichern

Die genaue Vorgehensweise wurde schon im Schritt 2 beschrieben. Die Elemente sollen jetzt publiziertwerden. Es ist dabei sehr wichtig, daß die Geometrien genau die gleichen Namen bekommen wie dieanalogen Elemente im V5_Stylingadapter_A_1. Nur so kann das System die entsprechende Elementein der Motorhaubenstruktur wiederfinden.

Modell(e): Styling_dummy.CATProductStyle_A_2.modelV5_Stylingadapter_A_2.CATPart


10

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 zueiner Aktualisierung der assoziativen Geometrie, in diesem Fall der Motorhaube und später derVerstärkung.

Styling Komponente ersetzen (MB 3 / Components / Replace components)Aktualisieren auf Strukturebene (Update)Einzelteile mit (MB 3 / Object /Synchronize all)Update.

Der Update läuft aber nicht durch. Beim Erzeugen der ersten Cornerkurve kann das System keinengemeinsamen Schnittpunkt finden. Analysieren Sie warum es nicht möglich ist .....!

Modell(e): Styling_dummy.CATProductStyle_A_2.modelV5_Stylingadapter_A_2.CATPartV5_Stylingadapter_A_2_step_01.CATPart



11

9. Sytlinganpassungen

Das Problem liegt darin, daß sich die Stylingkurven vorn nicht schneiden. Untersuchen Sie dies imModell V5_Stylingadapter_A_2_step_02.CATPart.

Die Front- bzw. die Seitenkurve sollen extrapoliert werden. Testen Sie, ob hinten auch ein Schnittpunktvorhanden ist. Dabei ist es hilfreich (View / Magnifier) zu verwenden. Öffnen Sie einen neuenOpenBody für die Änderungen.

Edgepunkt der Frontkurve selektieren und 10 mm. (Extrapol / Tangency / Support: aussenhaut)Teste auf Schnittpunkt (Intersec / Cancel)Edgepunkt der Seitenkurve selektieren und 3 mm. (Extrapol / Tangency / Support: aussenhaut)Neue Kurve Farbe und alten ins “Hide”.

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

Modell(e): Styling_dummy.CATProductStyle_A_2.modelV5_Stylingadapter_A_2.CATPartV5_Stylingadapter_A_2_step_02.CATPart


12

10. Aufdicken der Motorhaubenfläche

Es wird empfohlen, diesen Teil der Übung erst nach der Aufgabe „Seitenverstärkung“ auszuführen. DieVorgehensweise ist einfach. Achten Sie darauf, daß die Vektoren nach innen zeigen!

Wechseln zur Part Design WorkbenchErgebnisfläche um 1.8 mm aufdicken. (Thick surface / 1. Offset)Volumendurchdringung untersuchenMit Farbe kennzeichnen und speichern

Die Motorhaube und dazu gehörige Abstellungen wurden modelliert. Das Zusammenfügen derSeitenverstärkung kann beispielsweise in der DMU-Workbench untersucht werden.

Modell(e): Motorhaube.CATProductV5_Stylingadapter_A_1.CATPartMotorhaubenadapter_end.CATPartSeitenverstaerkung_end.CATPart

11. Sonstiges

Raum für Weiterentwicklungen

� DMU-Analyse

� Technologische Korrektheit der Lösung diskutieren

Seitenverstärkung



Aufgabe3_73

Seitenverstärkung

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, ASS, FSS, Part-designOPTIONS für Publication


Diese Übung knüpft an die des Motorhaubenadapter an. Aus den Resultaten der vorangegangenenAufgabe werden weitere Teile konstruiert. Beschnittkurve und Abstellfläche sollen als Referenz für dieKonstruktion der Seitenverstärkung dienen. Die komplette Innenblechverstärkung der Motorhaubereferenziert auf Elemente des Motorhaubenadapters. Diese sollen sich nach gegebenenStylingänderungen auch entsprechend anpassen. Man sollte sich jedoch dessen bewußt sein, daß mitzunehmender Abhängigkeit der Modelle untereinander die Änderungsflexibilität auch begrenzt wird.

1. Ergebnis

Seitenverstärkung

2


Das Startmodell ist durch das zuletzt erstellte Produkt und seine Komponenten gegeben. Ein neuesPart ist im Produkt zu definieren.

Das Startmodell beinhaltet:Laden Sie die Produktstruktur derMotorhaube und fügen Sie ein neuesPart hinzu. Notwendige Geometriemuß vorher publiziert werden.

Achten Sie auf die Sichtbarkeit derElemente und verwechseln Sie nichtNetz- mit Referenzplanes.

Es wird eine etwas vereinfachte Form einer Seitenverstärkung modelliert. In dieser Aufgabe kommt esnicht auf eine technologisch richtige Lösung, sondern auf die richtige Anwendung und die Ausnutzungder Vorteile beim Arbeiten mit Adaptermodellen an.


Lage der Verstärkung definieren (Element soll aufgedickt werden)Kurven entlang Flächen verschiebendem Modell entsprechend trimmenVerrunden und AufdickenStylingadapter 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 sollengrößer als die Materialdicke sein.

Seitenverstärkung

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLMServices

3

Lösung3_73

Seitenverstärkung


Als Grundlage für die Konstruktion der Verstärkung dienen Beschnittkurve und Abstellungsfläche an derentsprechenden 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 neueFlächen zu generieren oder diese zu trimmen. Es wird mit der äußeren Seite der Verstärkungangefangen.

1. Außenflächen der Seitenverstärkung

Um die Seitenverstärkung zu modellieren, muß die Aufdickung der Flächen mitbetrachtet werden. Dadie Motorhaube nach innen aufgedickt wird, ist es notwendig, den Anfang der Seitenverstärkung um 2mm. nach unten zu verschieben. Bei der Verschiebung einer Kurve auf einer krummen Fläche kannder Abstand verzerrt werden. Daher sollten feste Flanschbreiten auf eine Ebene projiziert undabgetragen werden.

Die Stege der Verstärkung sollen einen absoluten Winkel zur Ziehplane haben, die Ziehplane wirddaher auch als Referenz genommen. Die Gurtfläche ist als xy-parallele Fläche konzipiert, daher wirdzuerst die Mittelachse gesucht und in y-Richtung extrudiert.

Insert neues Part in ProduktBenennen und SpeichernVerschiebe Beschnittkurve_seite auf Abstellung (Parallel / Euclidean / 2 mm.)Außenflansch-sweep (Ref. sur Abstellung / Spine x-achse / 90°, 0, 30)Project Kurve auf Ziehplane in Ziehrichtung (Project / along direction)Flanschbreite abtragen (Parallel / 18 mm.)Zurück Projizieren auf Außenflansch (Project / along direction)Aussensteg-sweep (Ref sur Ziehplane / Spine x-achse / 65°, 50 50)Verschiebe Aussensteg um halbe Gurtbreite (Translate / y-direction / 15 mm.)Verschiebe Aussenhaut um Gurthöhe (Translate / z-direction / -12 mm.)Bilde Schnittachse aus beiden Flächen (Intersec)Extrude in y-Richtung (Extrude / y-Richtung / 50, 50)Trim1 ist Extrude und Aussensteg (Trim)Trim Außenflansch mit Trim1 (Trim)Flächen mit Farbe kennzeichnen und speichern

Seitenverstärkung

4

Damit sind die Außenflächen der Verstärkung getrimmt. Im nächsten Schritt werden die Innenflächenerstellt 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 wiederverschoben werden. Von dort aus werden die weiteren Flächen für die Verstärkung erzeugt.

Schnittachse auf Extrude verschieben (Parallel / 15 mm.)Innensteg-sweep (Ref. sur extrude / Spine x-achse / 115°, 50, 50)Offset Aussenhaut für Innenflansch (Offset / 8 mm.)Schnittkurve mit Innensteg-sweep (Intersection)Project Kurve auf Ziehplane in Ziehrichtung (Project / along direction)Flanschbreite abtragen (Parallel / 18 mm.)Zurückprojizieren auf Innenflansch (Project / along direction)Trim 3 aus Innenflansch und Innensteg (Trim)Schnitt an Zurückprojizierte (Split)Endflächen aneinander trimmen (Trim)

Als nächstes wird die Verstärkung in ihrer Länge getrimmt. Diese soll ja kleiner als die Länge derAbstellung sein.

Boundary-points an Beschnittkurve (Point / On curve / Extremity)Space-points auf Kurven in 30 mm Abstand (Point / On curve / Distance)Normal Planes, um Verstärkung zu trimmen (Plane / Normal to curve)Verstärkung an Planes schneiden (Split)

Beim letzten Vorgang erfolgt die Selektierung schrittweise, so daß das System die richtige Seite derFläche behält. Als letztes Visualisierung anpassen und Modell speichern.

Modell(e): Seitenverstaerkung_step_02.CATPart

Seitenverstärkung

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLMServices

5

3. Verrunden und Aufdicken

Eine Verrundung hätte schon im vorigen Schritt stattfinden müssen. Trimm-Operationen hätten mit derFunktion (Fillet / Skin-Skin) ersetzt werden sollen. An dieser Stelle soll aber die EdgeFillet eingesetztwerden, um den Re-route Vorgang beim Update zu üben.

Selektiere 4 Kanten (Fillet / Edge / R = 5 mm.)Visualisierung anpassen und andere Elemente ins ”Hide”Wechseln zur Part-design WorkbenchErgebnisfläche um 1.8 mm aufdicken. (Thick surface / 1. Offset)Untersuchen der Volumendurchdringung

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

Verschobene Beschnittkurve (Schritt 1) auf Ziehplane (Project / along direction)Abstand von 2 mm. abtragen (Parallel)Auf Aussenflansch-sweep zurückprojizieren (Project / along direction)Ergebnis (Fillet Edge) an neuer Kurve trimmen (Trim)Ergebnisfläche um 1.8 mm aufdicken (Thick surface / 1. Offset)Untersuche Volumendurchdringung und Modell speichern.

Modell(e): Seitenverstaerkung_end.CATPart

Seitenverstärkung

6

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

Die Seitenverstärkung soll sich auch an Stylingänderungen anpassen. Benutzen Sie dazu die in dervorigen Aufgabe erzeugten Stylingadapter und ersetzen Sie diese in der Struktur. Die Vorgehensweisedazu 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. Daherkommt 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 dierichtige Edge in der aktualisierten Geometrie selektieren. Stoßen Sie das Update noch einmal an undstellen Sie die Visualisierungsverhältnisse wieder ein.

Modell(e): Seitenverstaerkung_end.CATPart

5. Sonstiges

Zu diskutieren:

� Technologische Korrektheit der Modelle

� Untersuche Lösung mit dem Adaptative Sweep

Reserveradmulde


PLM Solutions

Aufgabe2_01

Reserveradmulde

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, Revolution, Sweep, Fillet

Modelle: 2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart2_01_02_Reserveradmulde_Absatz.CATPart2_01_02_Reserveradmulde_End.CATPart

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


Startmodell ist 2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart

Das Startmodell beinhaltet Drahtgeometrie, die als Ausgang zur Flächenerzeugung benutzt werdensoll. Im Bild oben ist das Ergebnis dargestellt.

die planaren Flächen haben eine Ausdehnung zwischen 0mm und 555mm

alle Verrundungsradien R15

Reserveradmulde

2

Das Startmodell beinhaltet:Drahtgeometrie zur Erzeugung derFlächen

Einen Schnitt durch das fertige Modell


� Wand- und Bodenfläche für die Reserveradmulde erzeugen

� Notwendige Flächen für den Absatz erzeugen (Fragestellung – wie werden die tangentialen Über-gänge gewährleistet?

� Mittlere und obere planare Flächen erzeugen

� Verrunden (Erarbeiten einer geeigneten Vorgehensweise; Benutzen geeigneter Verrundungsfunk-tionen,)

� Testen der erzielten Qualität durch Offsetbildung (Fläche oder Solide)




Reserveradmulde


3

Lösung2_01

Reserveradmulde

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, Revolution, Sweep, Fillet

Modelle: 2_01_01_Reserveradmulde_Start.CATPart2_01_02_Reserveradmulde_Absatz.CATPart2_01_02_Reserveradmulde_End.CATPart

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


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 Beispielwird dazu eine Ebene durch die planare Kurve Curve.7 benutzt. Diese Kurve war bereits Grundlage fürdie Erzeugung der Revolution 1. Sie dient jetzt gleichzeitig auch als Profil für die Extrusion. Die beidenGrenzwerte sind 0mm und 258mm.

Die beiden noch fehlenden Teilflächen sollen durch Sweep in Z-Richtung erzeugt werden. Es bietetsich 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.

Reserveradmulde

4

Die rechte äußere Fläche wird erzeugt als Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“. Füh-rungskurve 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 dieBoundary, die dazu benutzt werden kann.

Jetzt muß noch die mittlere Fläche (zwischen den beiden Revolutions) erzeugt werden. Wir benötigeneine Segmentfläche (Grad 1 in einer Richtung), die zu 2 benachbarten Flächen tangential ist. Dazubietet CATIA keine Funktion direkt an. In Z-Richtung gesehen wandert die Tangente entlang derkonvexen bzw. konkaven Revolutions. Blendsurf und Loft liefern eine s-förmig geschwungene Fläche.Das Ergebnis läuft zwar tangential ein, ist aber mehrsegmentig. Einen möglichen Ausweg bietetfolgende Näherungslösung an. Man wählt auf der ersten Fläche eine geeignete Startkurve. Sie dientals Ausgang für ein Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ auf eine zweite Fläche. Dieauf der zweiten Fläche liegende Randkurve der Sweepfläche dient als Ausgang für die gleicheOperation, zurück auf die erste Fläche. Auch dort entsteht wieder eine Randkurve für ein neuesSweep. Man „schaukelt“ sich langsam auf. Zwei, maximal drei Iterationsschritte reichen meist, um einhinreichend genaues (tangentenstetiges) Ergebnis zu erzielen:

Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ (die lila Curve.9 ist „Startkurve“, die konvexeRevolution ist Referenzfläche; Spine ist die bereits benutzte Linie)

Boundary (tangent continuity, Sweepfläche)

Sweep – Typ „Linie“/ Subtyp „With tangency surface“ (Boundary, die konkave Revolution ist Referenz-fläche; 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.

Zwischenergebnis ist 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; 0mmbis 555mm)

Reserveradmulde


5

4. Verrunden (Erarbeiten einer geeigneten Vorgehensweise; Benutzen geigneterVerrundungsfunktionen)

Zum Verrunden werden Shape Fillet und Fillet Edge benutzt. Dazu müssen Randbedingungen und dieVorgehensweise klar sein. Bspw. verlangt Fillet Edge ein vorheriges Trimmen und Verbinden derFlächen. 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.

Ergebnis ist 2_01_03_Reserveradmulde_End.CATPart

5. Testen der erzielten Qualität durch Offsetbildung (Fläche oder Solide)

Der maximal mögliche Wert für ein Offset wird bestimmt vom Krümmungsradius der Fläche. In diesemfall 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

Reserveradmulde

6

Rohrkrümmer


PLM Solutions

Aufgabe2_22

Rohrkrümmer

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sweep – Typ “Circle” und “Line”, Law Definition

Modelle: 2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart2_22_02_Rohrkruemmer_Spine.CATPart2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart2_22_04_Rohrkruemmer_Teilflaechen.CATPart2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

Schwerpunkt dieser Übung ist zum einen die Definition und Anwendung von „Laws“. Zum anderen stehtdie 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 Law-gesteuertem Durchmesser. Diese beiden Flächen sind durch bi-tangentiale Flächen zu verbinden, die ineiner Richtung vom Grad 1 sein sollten!

1. Ergebnis


Startmodell ist 2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart

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

Rohrkrümmer

2

Das Startmodell beinhaltet:Referenz- und Definitionskurven für dieLaw-definition (rechts außen)

2 Center-Kurven für die Konstruktion derSweep-Circle-Flächen

Skizzen zur Orientierung

Die beiden Center-Kurven sind zusammengesetzt aus zwei Linien (normal zur jeweiligen Ebene) undeiner krümmungsstetigen (!) Connect-Kurve. Deren Tension-Parameter bietet zusätzlicheStellmöglichkeiten. Auch beide Law-Definitionskurven bestehen aus zwei Linien und einerkrümmungsstetigen Connect-Kurve.


� 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



Rohrkrümmer


3

Lösung2_22

Rohrkrümmer

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sweep – Typ “Circle” und “Line”, Law Definition

Modelle: 2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart2_22_02_Rohrkruemmer_Spine.CATPart2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart2_22_04_Rohrkruemmer_Teilflaechen.CATPart2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

Schwerpunkt dieser Übung ist zum einen die Definition und Anwendung von „Laws“. Zum anderen stehtdie 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 Law-gesteuertem Durchmesser. Diese beiden Flächen sind durch bi-tangentiale Flächen zu verbinden, die ineiner Richtung vom Grad 1 sein sollten!

1. Konstruktion eines „mittleren“ Spine


Startmodell ist 2_22_01_Rohrkruemmer_Start.CATPart

Für die bi-tangentialen Übergangsflächen wird ein Spine benötigt, da rote bzw. grüne Center-Kurvediese Funktion aufgrund der Verwindung nicht übernehmen können! Ideal geeignet dafür wäre die50%-Isoparametrische einer Segmentfläche, die zwischen beiden Center-Kurven aufgespannt werdenkann. 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 ersteentsteht zwischen beiden Center-Kurven. Die zweite zwischen den Schnittkurven zweier sichdurchdringender Sweep-Circle-Flächen, die beide den gleichen Radius haben und die Center-Kurvenbenutzen.

Sweep.8 (Sweep-Typ „Line“/“Two limits“, Join.1 (grüne Center-Kurve), Join.2 (rote K.), Default-Spine)Sweep.9 (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.1, R35, Default-Spine)Sweep.10 (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 dieaus zwei Elementen bestehende Schnittkurve separiert werden kann.

Point.10 (Point „On curve“, Sketch.1, Distance=0mm, von Default (Extremity))Point.11 (Point „On curve“, andere Seite Sketch.1, Distance=0mm, von Default(Extremity))

Intersect.2 (Intersection von Sweep.9 und Sweep.10 – liefert ein „multiples“ Element)

Near.2 (Intersect.2 an Point.11 – Ergebnis ist eine Kurve)Near.3 (Intersect.2 an Point.10 – Ergebnis ist die zweite Kurve)

Rohrkrümmer

4

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

Blauer Spine (Intersection von Sweep.8 und Sweep.11)

Zwischenergebnis ist 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.2Reference ist Line.5Definition ist Join.4

Green Law.3Reference ist Line.5Definition 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 (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.1, Radius=Green Law.3, Default-Spine)Red Sweep.13 (Sweep-Typ „Circle“/“Center and Radius“, Join.2, Radius=Red Law.2, Default-Spine)Sweep.14 zum Splitten (Sweep-Typ „Line“/“Two limits“, Join.1, Join.2, Length1=40mm, Length2=40mm, Blauer Spine)

Zwischenergebnis ist 2_22_03_Rohrkruemmer_Law-Surf.CATPart

Rohrkrümmer


5

3. Konstruktion des bi-tangentialen Flächenübergangs für den ersten Teilbereich

Splitten der grünen bzw. roten Sweep-Circle-Fläche an der Sweep-Line-Fläch:

Green Sweep splitted +ZGreen Sweep.12 gesplitted anSweep.14 zum Splitten

Red Sweep splitted +ZRed Sweep.13 gesplitted anSweep.14 zum Splitten

Die entstandenen Teilflächen werden verrundetund entlang der roten Teilfläche wird eineRandkurve vom Fillet erzeugt:

Fillet.1Green Sweep splitted +Z verrundet mitRed Sweep splitted +Z,R30, ohne Trim!

Boundary.1Fillet.1, Propagation „Tangent continuity“

Von dieser Boundary ausgehend wird ein Sweep-Line tangential auf die grüne Teilfläche unddessen Randkurve auf der grünen Flächekonstruiert:

Sweep.15„Line“, „With tangency surface“,Boundary.1 ist Führungskurve.Green Sweep splitted +Z ist tangentialeFläche, Blauer Spine

Boundary.2Sweep.15, Propagation „Tangent cont.“

Von der neuen Boundary ausgehend wird einSweep-Line tangential auf die rote Teilfläche unddessen Randkurve auf der roten Flächekonstruiert:

Sweep.16„Line“, „With tangency surface“,Boundary.2 ist Führungskurve.Red Sweep splitted +Z ist tangentialeFläche, Blauer Spine

Boundary.3 TGT_CRV 1Sweep.16, Propagation „Tangent cont.“

Rohrkrümmer

6

Von der neuen Boundary ausgehend wird einSweep-Line tangential auf die grüne Teilflächeund dessen Randkurve auf der grünen Flächekonstruiert:

Sweep.17 SEGMENT„Line“, „With tangency surface“,Boundary.3 TGT_CRV 1 ist

Führungskurve.Green Sweep splitted +Z ist tangentialeFläche, Blauer Spine

Boundary.4 TGT_CRV 2Sweep.17, Propagation „Tangent cont.“

Rote und grüne Teilfläche müssen noch an denbeiden zuletzt erzeugten Randkurven gesplittetwerden. Diese Splits zusammen mit Sweep.17ergeben das Ergebnis für den ersten Teilbereich:

Split.12 - Green Sweep splitted +ZGreen Sweep splitted +Z gesplitted anBoundary.4 TGT_CRV 2

Split.13 - Red Sweep splitted +ZRed Sweep splitted +Z gesplitted anBoundary.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 istder Schritt 3 sinngemäß zu wiederholen!

Ob hier Duplicate OpenBody helfen könnte?

Ergebnis ist 2_22_05_Rohrkruemmer_End.CATPart

Rohrkrümmer


7

5. Analyse und Bemerkungen

Folgende Abbildung zeigt die Analyse der entstandenen Teilflächen mit dem Connect Checker. DerÜbersichtlichkeit halber an dieser Stelle nur mit 3 Flächen dargestellt.

Das Approximieren der bi-tangentialen Verbindungsflächen ist nur dann erfolgreich, wenn zumindestder Spine der beteiligten Sweep-Flächen krümmungsstetig ist! Anderenfalls führt das „tangentialeAufschaukeln“ zu keinem oder einem unbrauchbaren Ergebnis. Im Beispiel sind auch die Center-Kurven und die Law-Definitionskurven krümmungsstetig aufgebaut worden.

Mögliche Änderung:

Input – LAW-Input – Red Law Curve – Parallel.3: R20 � R17

Weitere Änderung:

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

Rohrkrümmer

8

Einfache Powercopies für Rückwand



Aufgabe2_42

Erzeugen einfacher PowerCopiesund Ablegen in einem Katalog

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, Catalog Editor

Modell(e): 2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart2_42_Basis_modell_for_PC_2.CATPart

Bei dieser Aufgabe werden Modelle erstellt und als Power-Copy in einem Katalog hinterlegt. Die zugrundeliegende Erzeugungsvorschrift ist so einfach und stabil wie möglich zu erstellen. Das Modell soll diegewünschte Geometrie und Änderungsparameter enthalten. Diese sollen auch in jedem ähnlichenAnwendungsfall eingesetzt werden können.

1. Ergebnis


2


Das Startmodell ist ein ein sehr einfaches Szenario mit einer simplen Trägerfläche und notwendigerInput-Geometrie.

Das Startmodell beinhaltet:Trägerfläche KakiRef_Pln SchwarzKontur Kurve(Innenkontur 2.Kurve)

Diese Elemente sind diegeometrischen Inputs beim späterenEinsetzen der PowerCopy.

Nachdem die Modelle erstellt wurden, sind sie als PowerCopy in einem vorher definierten Katalog zuspeichern. Die Strukturierung des Kataloges wird dabei vom System automatisch vorgenommen.


Erzeugen einer einfachen Geometrie aus den InputsPowerCopy Struktur anwendenKatalog vorbereiten und PowerCopies speichern

4. Anmerkungen

Es ist notwendig, umfangreiche Untersuchungen der eingesetzten Parametern durchzuführen. Auchmüssen mehrere Typen von Ersatzgeometrien getestet werden. Manche Sketches besitzen bspw.Sub-Elemente, die von Funktionen referenziert werden (Blendproblem bei planaren Konturen). Nur sokönnen die Topologie und die Grenzen des Modells verstanden werden. Dies ist zudem hilfreich beider späteren Anwendung. Es ist auch verständlich, daß nur derjenige eine PowerCopy sinnvolleinsetzen kann, der ihre Randbedingungen studiert hat.



3

Lösung2_42

Erzeugen einfacher PowerCopiesund Ablegen in einem Katalog

Modell(e): 2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart2_42_Basis_modell_for_PC_2.CATPart2_42_Geschlossene_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart2_42_Rand_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart2_42_2_Konturen_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart

Diese Übung zeigt wie wiederkehrende Erzeugungsvorschriften als PowerCopies erstellt und gespeichertwerden können. Anschließend werden sie in einem Katalog abgelegt. In der nächsten Übung werdendiese Katalogelemente in ein Modell eingesetzt. Diese Methodik erspart nicht nur Zeit sondernstandardisiert Teilkonstruktionen und kann auch für Wissensspeicherung verwendet werden.

Die Eingangsgeometrie soll so allgemein wie möglich sein, um der PowerCopy maximale Flexibilität zugewähren. Besonderes Augenmerk ist darauf zu richten, daß keine Sub-Elemente verwendet werden. DieErzeugungsvorschrift soll so stabil wie möglich und an jeder Raumposition einsetzbar sein. Weiterhin solldie PowerCopy der vorgeschlagenen Struktur entsprechen, denn nur so ergibt sich beim Einsatz in dasspätere Modell eine übersichtliche Strukturierung. Es ist sinnvoll, die Operationen und das Ergebnis inverschiedene OpenBodies zu gliedern.

1. PowerCopy „Geschlossene Funktionsfläche“

Startmodell: 2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart

Geschlossene Fläche aus Kontur erstellen (Fill)Mantelfläche an der Kontur (Sweep / With Ref-surface, Sketch.2, Plane.1,. 105°. 100mm, 0mm)Verrunden der beiden Flächen (Fill, Sweep) (Fillet / Skin-Skin, R3)Verrunden mit Trägerfläche (Fillet.1, Extrude.1) (Fillet / Skin-Skin, R5)

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

Ergebnis: 2_42_Geschlossene_Funktionsflaeche_for_PC.CATPart


4

2. PowerCopy „Geschlossene Kontur“

Startmodell: 2_42_Basis_modell_for_PC.CATPart

Planares Sweep auf Ref_Pln (Sweep / With Ref-surf bezogen aufPLN1,. 180°, 0mm, 40mm)Konturverschiebung (Sketch.2) auf der Ref_Pln (PLN1) (Parallel / Euclidean, 18mm )Mantelfläche an verschobener Kurve (Sweep / With Ref_Surf, PLN1, Parallel.1,. 105°, 0mm, 50mm)Verrundung Deck- und Mantelfläche (Fillet / Skin-Skin, R5)Verrundung mit Trägerfläche (Fillet / Skin-Skin, R5)

Struktur für PowerCopies anpassen mit „Change OpenBody“ im Kontextmenü und Verbessern dergraphischen 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 (Sweep / With Ref-Surf, Sketch.3, Plane.1,. 75°, 100mm, 0mm)Geschlossene Fläche aus Außenkontur erstellen (Fill, Sketch.3)Letzte Fläche an Innenkontur abgrenzen (Split / Fill.1 split an Sketch.2)Ergebnis und Mantelfläche verrunden (Fillet / Skin-Skin, Split.1 mit Sweep.1,R5)Mit Trägerfläche verrunden (Fillet / Skin-Skin, Fillet.1 mit Extrude.1, R5)

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



5

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 eingebenInputs benennen, eindeutige Namen vergeben (z.B.):

KonturRef_PlnTrägerfläche

Parameter werden hier nicht definiert, da sie alle geändert werden könnenAls Icon, erstellen man meist ein „Screengrab“Aktualisieren und Abspeichern des Modells

Neues Katalog-Dokument (New / CatalogDocument)Chapter.1 benennen (Kontextmenü / Definition / „PCs für Rückbank“)Katalog speichern und schließen (Save as..)

Im Katalog speichern (Insert / PC Save in Catalog)Suche nach erstelltem Katalog und öffnenKlick OK um den Vorgang zu beenden

Modell(e): 2_42_PC_Rueckwand_Katalog.catalog


6

5. Die PowerCopy-Struktur

Auf der rechten Seite ist die PowerCopy-Struktur abgebildet. Halten Sie sich beider Erstellung von PowerCopies daran!

6. Sonstiges

Umgang und Anwendung von Kataloge

Untersuche bessere und stabilere Erzeugungsvorschriften

Rückwand – Einsatz von PowerCopies



Aufgabe2_42

RückwandEinsatz von PowerCopies

Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, CATIA V4, V3 (Interoperability), Catalog Editor

Modell(e): RUECKWAND_V4.model

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

1. Ergebnis


2


Das Startmodell ist das V4-Modell einer Rückwand und beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometriesowie Flächenelemente (*SURs, *FACs und *SKIs). Ziel ist es zu erläutern, wie man systematisch V4-daten nach V5 überträgt und anschließend PowerCopies zur Detaillierung der importierten Datenverwendet.

Das Startmodell beinhaltet:Planes und darauf referenzierteKonturen (als Kurven). Weiterhin dieFACes aus V4 und die SKIs, die alsTrägerflächen dienen.

Diese Elemente sind diegeometrischen Inputs für dieDetaillierung der Rückwand.

Im „Hide“ liegen weitere Wire-frame-Elemente zurvertiefenden 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-Modelloffenbar nicht erledigt ...


Übertragung der Geometrie von V4 nach V5Anwendung von PowerCopies aus dem KatalogParameteranpassung und Korrektur topologischer Schwierigkeiten.

4. Anmerkungen

In dieser Übung spielt die Reihenfolge der eingesetzten PowerCopies eine wichtige Rolle. Am bestenfolgt man diesem Weg:

Geschlossene hell-blaue Kontur für geschlossene Verprägung ohne LochWeiße Konturen für eine Verprägung mit Innen- und AußenkonturDunkelblaue Konturen für einen Außentopf

Es ist nötig, das Model in V4 nachzuarbeiten, denn das *ski dort, wo die PowerCopies eingesetztwerden, hat auch unterliegende *FACs. Sie werden beim Importieren “mitgenommen”.



3

Lösung2_42

RückwandEinsatz von PowerCopies

Modell(e): 2_42_Rueckwand_V4.model2_42_Rueckwand_V5_01_Start.CATPart2_42_Rueckwand_V5_01_Step_0x.CATPart2_42_Rueckwand_V5_01_End.CATPart

Als erstes wird Geometrie aus V4 importiert. Dabei ist auf den Unterschied zwischen *SKIs und *FACs zuachten. 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. Hierdie dazu notwendigen Schritte:

Lösche *FAC2684 und *FAC2686Suche im „Hide“ nach *SKI1295 und lösche die entsprechenden FACs, auch Fillets, SKI insSHOW

Ergebnis ist: 2_42_Rueckwand_V5_01_Start.CATPart


4

2. Einsetzen des PowerCopy „Geschlossene_Kontur“

Das PowerCopy kann direkt mit “Advanced replication tools” oder über den Katalog aufgerufenwerden:

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 ändernHell_blaue Plane für Ref_Pln selektieren (Richtungsvektor am Ursprung)Einsatzfläche ist die *SKI1295, Teste Vektoren-ÜbereinstimmungPowerCopy benennen und mit OK bestätigendarunterl iegende Einsatzfläche (*SKI1295) ins “Hide”

Achten sie auf die Struktur im Tree und die Vorteile eine vorausgeplanten Strukturierung. Weiterhin dieIcons 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 Konturenmehrmals wiederholt:

Das PowerCopy kann direkt mit “Advanced replication tools” oder über den Katalog aufgerufenwerden:



5

Variante 1 – Katalog: 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 VektorenEinsatzfläche ist die letzte Fillet-Operation (vgl. Schritt 2)PowerCopy bennenen und Repeatschalter checken, mit OK berechnen lassenVorgang noch 3 mal wiederholen, dabei jedesmal Namen ändern und Repeatschalter checkenSchließlich Ergebnisflächen ins „Hide§, bis auf die letzteSpeichern 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 eingeblendetist, kann die Fläche nicht ins „Hide“ geschickt werden. Selektieren Sie die Fläche zur Sicherheit imTree. Es ist empfehlenswert das Modell ab und zu zu speichern, vor allem nach oder vor dem Einsatzvon komplexen PowerCopies. Falls die Orientierung doch nicht stimmen sollte, kann es ohne Risikogelöscht werden. Die automatische Speicherung ist hier nicht empfehlenwert!

Ergebnis: 2_42_Rueckwand_V5_01_Step_02.CATPart

4. Topfkontur

Die Vorgehensweise ist genau dieselbe wie im vorigen Schritt, nur diesmal werden die dunkelblauenKonturen verwendet. Außerdem liegt die Plane unterhalb der Trägerfläche. Es ist also empfehlenswertdas Modell zu drehen. Gewöhnen Sie sich an eine gewisse Systematik beim Betrachten derOrientierung: 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 großgewählt wurde. Sehen Sie sich die Topologie mittels Edit (Menü-Fehlermeldung) an und setzen Sieden Wert auf 3 mm. Aktualisieren Sie das Modell und legen Sie die Wireframe-Geometrie ins „Hide“.Speichern Sie das Ergebnis ab.

Ergebnis: 2_42_Rueckwand_V5_01_Step_03.CATPart


6

5. Weitere Anwendung von PowerCopy

Holen Sie sich die restliche Wireframe-Geometrie aus dem “Hide”. Beim OpenBody “PLNs” sind dieersten vier Planes interessant, beim OpenBody “CRVs” die ersten 13. Hier wird noch der Aufbau dersymmetrischen Stützfläche auf der linken Seite beschrieben:

Anwendung der 2_Contouren_PC auf die hellblauen KonturenVerwenden Sie die PowerCopy auch auf die hellgrünen konzentrischen KreiseFalls das Fillet nicht durchläuft, dann Parameter und Vektoren testenSonst 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 derFläche behält. Als letztes Visualisierung anpassen und Modell speichern.

Ergebnis: 2_42_Rueckwand_V5_01_End.CATPart

Schlossverstärkung

18. Juni 2001 W. Homolka, Dr. E. Braß, B. Neubauer, E.StrohmerIBM Deutschland GmbH


Aufgabe2_03

Schlossverstärkung

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

Modell(e): 2_03_WS_006_1.model2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_01.CATPart...2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart

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

1. Ergebnis

Schlossverstärkung

2


Startmodell ist 2_03_WS_006_1.model

Das Startmodell ist ein CATIA V4-Modell einer Motorhaubenschlossverstärkung und beinhaltetnotwendige „wireframe“-Geometrie, sowie Flächenelemente (*SUR‘s, *FAC‘s und *SKI‘s). Diese Datensollen in V5 eingelesen und dort weiterverarbeitet werden.

Das Startmodell beinhaltet:Innenblechverstärkung einer Motor-haubemit Wireframe Geometrie im Schloss-bereich.

Ein *SKI Element soll von denanderen *FACs isoliert werden.

Das V4-Modell ist ein typisches Beispiel dafür, daß bei schlampiger Arbeitsweise nachgelagerte Berei-che auch im negativen Sinne „profitieren“. Üblicherweise ist das Endergebnis bei derFlächenkonstruktion in V4 zu einem *SKI-Element zusammenzufassen. Im vorliegenden Beispielumfaßt der SKIN aber nur einen kleinen Teil der Flächen.


� 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



Auf eine möglichst übersichtliche Struktur (OpenBodies) wird Wert gelegt!

Schlossverstärkung

W. Homolka, Dr. E. Braß, B. Neubauer, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM Services

3

Lösung2_03

Schlossverstärkung

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

Modell(e): 2_03_WS_006_1.model2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_01.CATPart...2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart

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 inV5 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 (File / Open / ....)Datenstruktur sichten (Mastertree / Expand)V5-Modell öffnen (File / New / Part)CATIA-Fenster teilen (Window / Tile Horizontally)*AXS3 ins „Hide“ (Prepare for drag and drop)Modellbereich in V5-Modell übertragen (mit „Trap“ markieren; dann Copy /Paste)V5-Modell aktualisieren (Update) und speichern (Reframe - Update - Save as..)

Zwischenergebnis ist 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Start.CATPart

Schlossverstärkung

4

V4-Modell schließen und V5-Modell strukturieren (Insert / Open_Body)OpenBody „Faces“ soll alle *FAC‘s enthalten (Edit / Search)

Die Such-Funktion (Edit / Search / General) bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten Elemente mitgemeinsamen Eigenschaften zu selektieren. Um alle *FACes zu selektieren muß folgendes eingebenwerden:

Name: *FAC*Workbench: Generative Shape DesignType: Surface

Nachdem alle FACes selektiert wurden, sind diese in einem neuen OpenBody zu ordnen und dann istdas Modell zu speichern. Im nächsten Schritt wird die Konstruktion der Bodenfläche für den Schloss-bereich 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 Offsetsvon der Netzreferenz und sind sicherlich gut zu parametrisieren. Sie steuern die Länge desÜbergangsbereichs des Bodens.


Schlossverstärkung


5

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 gewähltwerden. Diese Kontur soll auch als Spine dienen. Spines sollten planare Kurven sein. Sweep-Parameter sind:

Winkel: Neigung nach Außen um 80°Länge1: Nach oben 50 mm.Länge2: Nach unten 30 mm.

Für die Radien sind relativ kleine Radien anzuwählen, da die Taschenkontur auch kleine Eckradienaufweist. Mit dem Boden können Radien über 5 mm. verwendet werden. Ändern Sie die Farbe undspeichern sie den Schritt.


Schlossverstärkung

6

4. Erzeugen der Nut

Öffnen eines neuen OpenBody für die Nut, deren Kontur aus einer gegebenen Profilkurve amUrsprung 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_FÜHRUNGliegt. Diese soll auch als Spine dienen (default). Sweep-Parameter sind:

Winkel: senkrecht nach unten (90°)Länge1: 0 mm.Länge2: nach unten 120 mm.

Intersection der Sweep-Fläche mit Boden (Selektiere im Baum) (Intersec)

Schnittkurve parallel nach oben verschieben (D= 10 mm.) (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 parallelverschobene Kurve bestimmt die Höhe der Nut und dient als Führungskurve. Für dieProfilpositionierung ist der Punkt *PT881 als Ankerpunkt anzuklicken. Die DIE_PLN ist alsReferenzfläche anzugeben. Der Drehwinkel der Koordinatenachsen in der ersten Sweep-Ebene soll –9° betragen.

NUT_SWEEP und Taschenbereich an Ebene Y=0 splitten (Split)Beide Splits aneinander trimmen (Trim)Verrunden mit R = 2 mm. (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.


Schlossverstärkung


7

5. Kurven im Sketcher nachmodellieren

Öffnen eines neuen OpenBody. Die DIE_PLN dient als Referenz für den Sketcher. Im Sketcherkönnen (in zwei verschiedenen Skizzen) die TASCHENFÜHRUNG- und die NUTPROFILKURVEnachgebildet werden. Dazu ist am besten das Icon “Profil” zu verwenden. Auf Tangentenstetigkeit derKurven ist zu achten! Winkel und Radien sind zu bemassen.

Bevor die Kurven ausgetauscht werden, sollte das zuletzt erzeugten Edge Fillet gelöscht werden, dennes greift auf Subelemente der Kurvengeometrie zu. L1 für den “Taschen”-Sweep von 50mm auf 30mmreduzieren. Als nächstes können die Kurven ausgetauscht werden (MB3 - Replace / Delete replacedelements and exclusive parents). Die Kurven NUT_FUEHRUNG und TASCHEN_PRF werden ersetztdurch die beiden zuvor definierten Skizzen.

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

Endergebnis ist 2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_Step_05.CATPart2_03_Motorhaubenschloss_V5_01_End.CATPart

Schlossverstärkung

8

Template Ziehsicke Variante 1

18. Juni 2001 W. Homolka, Dr. E. Braß, E.StrohmerIBM Deutschland GmbH


Aufgabe2_43



Modell(e): 2_43_Sicke_B01_Template_01_Start.CATPart

Ziel dieser Aufgabe ist es, eine Erzeugungsvorschrift zu erstellen, die Sicken mit Kreisprofil auf Flächenmodelliert. 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 enthältnicht nur Änderungsparameter, es speichert außerdem unternehmensspezifisches Konstruktions-Know-how.

1. Ergebnis


2


Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter demOpenBody „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 istes, die allgemein vorgeschlagene „PowerCopy-Baumstruktur“ zu benutzen.

Das Startmodell beinhaltet:

Sickenverlauf: blaue KurveRef-Plane: blau (Ziehrichtung)Trägerfläche : kaki

Diese Elemente sind diegeometrischen Inputs für dieDefinition der Sicke. Sie sollenaustauschbar sein.

Das Sickenprofil wird hierdurch einen Kreisprofil als„wireframe“-Element gegeben.

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Sickenausprägung realisierbar. Beim Aufbau desTemplates ist die Konzeption besonders sorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase dieÄnderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegt wird.


Erstellung einer Center_Crv aus Sickenverlauf und VerlängerungenProfilsweep und verrunden

4. Anmerkungen

Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die alle zum Ziel führen. Wichtig ist aber, daß diesedie tatsächlichen Konstruktionsabsichten widerspiegeln und die gewünschten Änderungen beiEinhaltung definierter Bedingungen zulassen.



3

Lösung2_43


Modell(e): 2_43_Sicke_B01_Template_01_Start.CATPart2_43_Sicke_B01_Template_01_Step_0x.CATPart2_43_Sicke_B01_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex. Es läßt allerdings weniger Flexibilität bei der Auswahl desProfils. Das vorliegende Modell widerspiegelt keine tatsächliche Ziehsituation. Es stellt lediglich dieErzeugungsvorschrift in einer sehr allgemeinen Form dar, so daß sein Einsatz in anderen Modellen stabilabläuft.

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 ändernmüssen. Außerdem sind danach die Parameter, die nach einer Richtung wirken, überprüft werden.

Modell(e): 2_43_Sicke_B01_Template_01_Step_01.CatPart


4

2. Steuerfläche in Blickrichtung und Center_Crv

Verrunde Intersec mit Projizierten (Corner / Trim elements, R30, Sweep als Support)Erzeuge Extremity an Gesamtkurve (Point / On curve / Extremity)Plane normal zur Kurve (Plane / Normal to curve)Circle on Plane (Circle / Center and Radius, R10)Erzeuge Sweep aus Kreisprofil (Sweep / Profil / Sine-default)Verrunde Trägerfläche mit Sweep (Fillet / Skin-Skin)

Das Profil wird hier direkt als Wireframe-Element erzeugt. Es besteht auch die Möglichkeit es imSketcher auf der Plane zu erzeugen und an dem Extrempunkt zu verankern. Dies wäre eigentlich dieflexiblere Lösung. Der Spine für den Sweep sollte die Guide_Curve (Default) sein. Diese sichert, daßjede 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 letzteSchritt ergibt die neue Fläche mit eingesetzter Wulst, diese soll in den übergeordneten OpenBodyangehängt (PowerCopy-Baumstruktur) werden. Damit ist Modellierung der Geometrie fertig.

3. Erstellung der PowerCopy

Baumstruktur anpassenOpenBody selektierenEingangselemente benennen und Modell speichernKatalog erstellen und PowerCopy übertragen.

4. Sonstiges

Gruppierung des OpenBody mit folgenden Parametern:

Verrundungsradius = 10 mm.Auslaufradius (Corner) = 40 mm.SickenprofilZieh- und BlickplaneSickenverlauf in zwei RichtungenTrägerfläche




Aufgabe2_43



Modell(e): 2_43_Ziehsicke_Template_01_Start.CATPart

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 indas Werkzeug und helfen somit Faltenbildung zu vermeiden. Die Ziehsicke soll als „Template“-Modell diegenerative Arbeitsweise veranschaulichen, indem sie einmal definiert und beliebig oft in anderen Modelleneingesetzt wird. Das Ergebnis enthält nicht nur Änderungsparameter, es speichert außerdemunternehmensspezifisches KonstruktionsKnow-how.

1. Ergebnis


2


Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter demOpenBody “Inputs“. Da das Modell zur komfortablen Wiederverwendung in einem Katalog als„PowerCopy“ gespeichert werden soll, ist von Beginn an auf die Baumstruktur zu achten.


Sickenverlauf-ZR: blaue KurveZiehplane: blau (Ziehrichtung)Sickenverlauf-BR: rosa KurveBlickplane: rosa (Blickrichtung)Sickenprofil schwarzTrägerfläche : kaki

Diese Elemente sind dieEingangsgeometrien für dieDefinition der Ziehsicke. Siesollen austauschbar sein.

Der Verlauf der Sicke ist hier inzwei Richtungen vorgegeben.

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Sickenausprägung realisierbar. Beim Aufbau desTemplates ist die Konzeption besonders sorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase dieÄnderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegt wird.


Geeignete Verlängerung der VerlaufskurvenErstellung einer daraus resultierenden Center_CurveProfilsweep (Wulst) konstruieren und verrunden

4. Anmerkungen

Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die alle zum Ziel führen. Wichtig ist aber, daß diesedie tatsächlichen Konstruktionsabsichten widerspiegeln und die gewünschten Änderungen beiEinhaltung definierter Bedingungen zulassen.



3

Lösung2_43


Modell(e): 2_43_Ziehsicke_Template_01_Start.CATPart2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_01.CATPart2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_02.CATPart2_43_Ziehsicke_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex, aber es sind die Profile und bestimmenden Parameter korrektzu definieren Komplex an diesem Modell ist es, den Verlauf der Sicke in zwei Richtungen parametrisch zudefinieren. Hier ist auch Erfahrung für die Parameter und Sickenverlauf nötig. Das vorliegende Modellspiegelt nicht eine tatsächliche Ziehsituation wider. Es stellt lediglich die Erzeugungsvorschrift in einersehr 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

ZiehrichtungErzeuge einen Punkt auf Ziehplane (Point / On Plane, beliebige Position)Definiere eine Linie senkrecht zur Ziehplane (Ziehrichtung) (Line / Normal to plane)BlickrichtungVorgang für Blickplane wiederholenErzeuge 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 dieserKurve soll eine Fläche extrudiert werden, die die Trägerfläche durchdringt. Die anschließend erzeugteOffsetfläche bietet die Möglichkeit an, duch Änderung des Offsetwertes, eine Komponente derCenterCrv, gesehen in Ziehrichtung, zu verschieben.

Ergebnis: 2_43_Ziehsicke_Template_01_Step_01.CatPart

2. Steuerfläche in Blickrichtung und Center_Crv


4

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, 80mm)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 Kurvemit 50° Neigung angehängt werden und durch Corners verrundet werden. Aus dieser Kurve soll analogwie im vorigen Schritt eine Fläche extrudiert und anschließend das Offset gebildet werden. DieSchnittkurve zwischen den Offsets bildet die tatsächliche Center_Crv, die den Verlauf der Sickedefiniert. 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) (Project / Normal)Sweep „Explicite“entlang der Center_Crv (Sweep / Explicite, Sketch.3 entlang Intersect.1, Ref. Ist Ziehplane, 0°, Spine ist Projection der Center Crv, Position profile, Anchor ist Point.1)Sicke muß Trägerfläche 2x durchschneiden, sonst (Parameter ändern, Bsp. Winkel, Verlauf)ShapeFillet R8 als letzte Operation noch einfügen

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



5

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 letzteSchritt ergibt die neue Fläche mit eingesetztem Wulst, diese soll in den übergeordneten OpenBodyangehängt (PowerCopy-Struktur) werden. Damit ist Modellierung der Geometrie fertig.

Modell(e): 2_43_Ziehsicke _Template_01_End.CatPart

4. Erstellung der Power-Copy

Baumstruktur anpassenOpenBody selektieren, Eingangselemente bennenen und Modell speichernKatalog erstellen und Power-Copy übertragen.

5. Sonstiges

Gruppierung des OpenBodies mit folgenden Parametern:

Verrundungsradius = 10 mm.Auslaufradius (Corner) = 40 mm.SickenprofilSieh- und BlickplaneSickenverlauf in zwei RichtungenTrägerfläche


6

Template Ziehwulst



Aufgabe2_43

Template Ziehwulst


Modell(e): 2_43_Ziehwulst_Template_01_Start.CATPart

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

1. Ergebnis

Template Ziehwulst

2


Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter demOpenBody „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 istes, die allgemein vorgeschlagene „PowerCopy-Struktur“ anzuwenden.


Wulstverlauf: blaue KurveWulstkontur: schwarze KurveZiehplane: blau (Ziehrichtung)Trägerfläche : kaki

Diese Elemente sind dieEingangsgeometrien für dieDefinition der Ziehwulst. Siesollen austauschbar sein.

Die Ziehrichtung wird hierdurch die Normale zurZiehplane festgelegt.

Technisch sind verschiedene Möglichkeiten der Ausprägung realisierbar. Charakteristisch sind großeRadien, um ein Reißen zu verhindern. Dabei sind wichtige geometrische Elemente die Verlaufskurveund der beschreibende Profilquerschnitt. Beim Aufbau des Templates ist die Konzeption besonderssorgfältig vorzunehmen, da in dieser Phase die Änderungsflexibilität beim späteren Einsatz festgelegtwird.


Erzeugung eines geeigneten Spines für den WulstverlaufErstellung von “wireframe”-Geometrie für die tatsächliche Center CurveSweep – Type “Explicite” (Wulst) und verrunden

4. Anmerkungen

Es sind mehrere Erzeugungsvorschriften möglich, die zum Ziel führen. Wichtig ist aber daß diese dietatsächliche Konstruktionsabsicht widerspiegelt und die gewünschte Änderungen bei Einhaltung derdefinierten Bedingungen zuläßt.

Manche Funktionsoptionen können Konstruktionsschritte sparen, z.B. “Trim elements” bei derDefinition von “Corners”.

Template Ziehwulst

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM-Services

3

Lösung2_43

Template Ziehwulst

Modell(e): 2_43_Ziehwulst_Template_01_Start.CATPart2_43_Ziehwulst_Template_01_Step_01.CATPart2_43_Ziehwulst_Template_01_End.CATPart

Das Modell ist geometrisch nicht komplex, aber Profile und bestimmende Parameter sind korrekt zudefinieren. Da die Ziehwulst ein technisch wichtiges Element ist, sollte man sehr genau auf die Bedeutungder Parameter achten. Weiterhin ist es sehr wichtig eine Ziehrichtung (normal zur Ziehplane) alskonstruktive Referenz für das Modell zu halten.

1. Wulstverlauf auf Trägerfläche übertragen

Erzeuge ein Punkt auf Ziehplane (Point / On Plane, beliebige Position)Definiere eine Linie senkrecht zur Ziehplane (Line / Normal to surf, Ziehplane, PT, 0mm, 20mm)Projiziere Wulstverlauf auf Trägerfläche (Project / along direction (Ziehrichtung))Erzeuge beide Extrempunkte der projizierten Kurve (Point / On Curve / Extremity)2 Tangentiale Verlängerungen der Kurve an den Punkten ( Line / Tangent to Curve / on support=Trägerfläche, Mono-tangent, 0-50mm)Verlängerungen und Kurve zusammenfügen (Join)

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

Template Ziehwulst

4

2. Center Curve für Wulst

Das nachfolgend aufgebaute Sweep dient als Trägerfläche für die Center Curve der Wulst. Danachwird der senkrechte Auslauf aus der Fläche definiert:

Die Proj_Wulstverlauf auf die Ziehplane projizieren (SPINE) (Project / Normal)Erzeuge Fläche Ref_Sweep (Sweep “Line”/ With Ref. Surf, Guide=Join.1, Ref.: Ziehplane,90° 100mm/100mm, Spine: Projected Spine)2 Planes normal zur Proj_Wulstverlauf an den Extrempunkten Plane / Normal to curve)2 Segmente mit Ref_Sweep (Intersec)2 Mit dem Proj_Wulstverlauf auf dem Ref_Sweep verrunden (Corner / Trim elements, R40)

Die Proj_Wulstverlauf kann normal auf die Fläche zurückprojiziert werden, da die Fläche eine Planeist. Die Parameter für den Sweep sind (90° / 100 / 100). Bei der Kurvenverrundung bietet das Systemdie zwei möglichen Lösungsvorschläge an, achten Sie darauf, daß die Krümmungsradien nach untengerichtet sind. Im Bild muß noch die richtige Lösung gewählt werden (R=40 mm.). Selektieren Siedabei 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 (Sweep “Explicite“ / Profil: Profilquerschnitt, Guide: Corner.4, Reference ist Sweep.2, 0°, SPN=Default Roatation –90 um Point.1)Ankerpunkt und Achse positionieren (Sweep / Positioning Parameters)Verrunden, dabei auf Vektorrichtung achten (Verrunden / ShapeFillet. R5)

Template Ziehwulst

W. Homolka, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM-Services

5

Für das „Explicite“ Sweep ist das Ref_Sweep als Referenzfläche anzuwählen. Der Verschiebepunktsoll angeklickt und positioniert werden. Es ist notwendig sich mit den verschiedenen Möglichkeiten derProfilpositionierung zu beschäftigen.

Bringen Sie alle Konstruktionselemente ins „Hide“. Inputgeometrie sollte sichtbar bleiben, damit siebeim Ersetzen leichter zu identifizieren ist. Der letzte Schritt ergibt die neue Fläche mit eingesetzterWulst. Sie soll in den übergeordneten OpenBody eingefügt (PC-Baumstruktur) werden. Damit istModellierung der Geometrie fertig.

Modell(e): 2_43_Ziehwulst_Template_01_End.CatPart

4. Erstellung der Power-Copy

Baumstruktur anpassenOpenBody selektierenEingangselemente bennenen und Modell speichernKatalog erstellen und Power-Copy übertragen.

Template Ziehwulst

6

Bodengruppe - Tunnel

18. Juni 2001 W. Homolka, B. Neubauer, Dr. Egbert Braß, E.StrohmerIBM Deutschland GmbH


Aufgabe3_72


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, Part-design, Assembly design

Modell(e): Produkt_Bodengruppe.CATProductV5_Tunnel_01_Start.CATPartDMU_Schnitt_S3.CATPartStirnwand_Beispiel.CATPart

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

1. Ergebnis


2


Das Startmodell ist ein Produkt. Dieses enthält mehrere Modelle, u.a. eine Stirnwand, die eher zurVisualisierung und zum Verständnis beitragen sollen. Gegeben ist auch ein DMU-Schnitt, an den derTunnel Sketch angepaßt werden soll. Der erste Sketch, sowie Planes, die zu erzeugende Sectionsdefinieren sind schon im Tunnel-Startmodell enthalten.

Das Startmodell beinhaltet:Ein Produkt mit Visualisierungs-elementen, wie im Bild dargestellt. Fürdie Aufgabe sind die Section-Planesund die Sketchkontur maßgebend.

Lassen Sie sich nicht durch dieFehlermeldung beim Ladendes Produkts stören. DasSystem sucht eineDatei(Stirnwand), die für dieÜbung nicht relevant ist.Einfach den CLOSE Knopfdrücken.

Die hier dargestellte Methodik erzeugt ein Modell, dessen Geometrie von mehreren Ebenen gesteuertwird. Ein Sketch soll auf alle Ebenen abgebildet und dann lokal an die Anforderungen (hierGetriebeschnitte) angepaßt werden. Identifizieren Sie die jeweiligen Elemente im Startmodell.Entsprechend soll der Flansch konstruiert werden.


Copy/Paste der Sketches und Ersetzen der Referenzplane, Sketch anpassenErzeugen von Lofts und „Zwischenlofts“, schließlich Kanten verrundenFlanschgeometrie definieren (auch mit Sketcher)Flanschteilflächen zusammenfügen und mit „Duplicate OpenBody“ kopierenSolids für Ausprägungen modellierenGeometrie für Bodenblech publizieren

4. Anmerkungen

Um ein komplexes OpenBody zu duplizieren sind Vorüberlegungen zur Baumstruktur nötig. Bewußtwird nicht von Anfang an darauf eingegangen, sondern erst wenn es nötig ist. In vorliegenden Beispielist es einfacher die Erzeugungsvorschrift später umzustrukturieren!


W. Homolka, B. Neubauer, Dr. E. Braß, E. StrohmerIBM Deutschland GmbHPLM Solutions / PLM Services

3

Lösung3_72


Modell(e): Produkt_Bodengruppe.CATProductV5_Tunnel_01_Start.CATPartDMU_Schnitt_S3.CATPartStirnwand_Beispiel.CATPart

Die Übertragung von Sketches ist eine sehr komfortable Methodik isotopologische Profile entlang einerFührungskurve zu positionieren und sie später mit Flächen zu verbinden. Es werden eine Vielzahlverschiedener GSD-Funktionen verwendet, besonders für die Erzeugung von Loftflächen wird vertieft. V5bietet 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 derGeometrie vertraut machen. Anschließend wird die Komponente „Tunnel-Sections“ durchV5_Tunnel_01_Start.CATPart ersetzt und dieses Modell aktiviert.

Für die Tunnelsections sind die weißen Ebenen gedacht. Gegeben sind Anfang- und Endsections desTunnels. Damit die erste Änderungen am Sketcher einfacher sind, wurde ein DMU-Schnitt alsReferenz angegeben. Ändern Sie die Sketchparameter so, daß Sie dem vorgeschlagenen Profil nahekommen.

Copy Sketch.1 und Paste in O_B Loft mitte (MB3 / Copy / Paste)Ändere Planereferenz auf Plane mit DMU-Schnitt (MB3 / Sketch.1 Object / Change sketch support)Im Sketcher Maße an Schnitt anpassenWiederhole diese Schritte für nächste Section

Um den Sketch an den Schnitt anzupassen sollen folgende Maße geändert werden:Höhe vom MittelpunktHalbe Breite oben (2x)Halbe Breite unten (2x)Radien und Winkel

Es ist nicht wichtig den Sketch genau zu definieren, aber die Änderungen sollen zu einemgleichförmigen Aussehen führen. Sie sollten bei der Definition des zweiten und dritten Sketches daraufachten, daß Sie zum letzten Sketch vernünftig „Koppeln“ können. Reduzieren Sie einfach die Maßeproportional. Am einfachsten tun Sie sich, wenn der letzte Sketch dupliziert wird!


4

Sind die Lofts definiert, dann werden Zwischenlofts erzeugt und zusammengefügt, um letztendlich dieentstandenen Kanten verrunden zu können.

Loft zwischen beide Sections, Spine ist die Achse (Loft / Coupling: Tangency then curvature)Wiederholen Sie dies für die nächste SectionplaneErzeugen Sie den hinteren Loft (Loft / Coupling: Tangency then curvature)Zwischenlofts tangential zur anlaufende Fläche (Loft / Tangency support / Coupling: Tangencythen curvature.)Ergebnisflächen zusammenfügen (Join)Untere Kanten an beiden Seiten selektieren (Fillet / Edge / R = 20 mm.)Obere Kanten entsprechend (Fillet / Edge / R = 15 mm.)Unnötige Elemente ins „Hide“Visualisierung (und speichern)

Testen Sie die Änderungsmöglichkeiten des Modells, nicht nur im Sketcher, sondern auch bei derNeupositionierung 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): V5_Tunnel_01_Step_01.CATPart



5

2. Linker Flansch

In diesem Schritt wird der linke Flansch zum Bodenblech hin konstruiert. Er besteht aus mehrerenTeilbereichen, die separat veränderbar sein sollen. Um die Aufgabe zu vereinfachen, wurde dieReferenz zum Fußraum nicht aus der Stirnwand übernommen. Geometrische undkonstruktionstechnische Abhängigkeiten sollen im spezifischen Fall definiert werden.

Referenz_Fußraum:Neuer OpenBody “O_B-Linker Flansch”Offset von der xz-Plane (Außen_begrenzend) (Plane / Offset / 267 mm.)Sketch Ref_Fußraum auf 1. Tunnelsection (Sketcher)Sweep nach vorne (Sweep / with ref. sur / 105°, 50, 0)

Der Sketch für den Fußraum ist eine einfache horizontale Linie und an die begrenzende xz-Offsetplaneangehängt (D.h. Koinzidenz des Linien-Anfangspunktes mit Mark.1, der seitlich begrenzenden PLN-Intersection). 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) (Plane / Offset / 735 und (+155) mm.)Sketch Referenz_Getriebe (PLN1) (Sketcher)Copy /Paste SketchChange Sketch support, Bemassung anpassen (MB3 / Object Sketch / ...)4 Linien zwischen passende Vertices (Line / Point to point)Loft mit 4 Guides (Loft / 4 Guides / Spine / Ratio)


6

Sketcheränderungen: PLN1 PLN2

Höhe zur Bodenplane: 1.Section: 130 mm. 2. Section: 125 mm.Breiten zur Mittelachse: 1.Section: 245 mm. 2. Section: 230 mm.

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

Referenz_Antrieb:2x Offsetplanes von der yz-Plane (Plane / Offset / 1205 und (+765) mm.)PLN3: Copy / Paste Sketch aus Referenz_GetriebeChange Sketch support, Bemassung anpassen (MB3 / Object Sketch / ...)PLN 4: Copy / Paste Sketch aus Referenz_GetriebeChange Sketch support, Bemassung anpassen (MB3 / Object Sketch / ...)4 Linien zwischen passenden Vertices (Line / Point to point)Loft mit 4 Guides (Loft / 4 Guides / Spine / Ratio)

Sketcheränderungen: PLN3 PLN4

Höhe zur Bodenplane: 1.Section: 34 mm. 2. Section: 44 mm.Breiten zur Mittelachse: 1.Section: 218 mm. 2. Section: 218 mm.

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



7

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 AußenbegrenzungSweep 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 denSketcher und klicken Sie mit der rechten Maustaste das entsprechende Constraint. Redefinieren Siedie Beziehung mit (More / Reconnect / Select Plane). Die Ref_Hinterwagen_Plane definiert gleichzeitigdie Breite des Flanschs hinten als Differenz zur letzten Tunnel-Section. Als Sketch wird der aus demReferenz_Fußraum verwendet. Die Differenz zur Bodenfreiheit Plane beträgt 51 mm.


Verbindungsflächen: Übergang Fußraum-Getriebe:2x Offsetplanes von der Fußraum_Ref_Plane (Plane / Offset / 22 und (+10) mm.)Innerer Endpunkt vom Sketch Ref_Fußraum (Point / On curve / Nearest Extremity)3 Schnittpunkte Sketch mit xz-Planes (Intersec)Loft between Sketches, tangent, Spine (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 (Plane / Parallel through point)Offsetplane dazu (nach innen) (Plane / Offset / 10 mm.)Innerer Endpunkt vom Sketch Ref_Hinterwagen (Point / On curve / Nearest Extremity)3 Schnittpunkte Sketch mit xz-Planes (Intersec)Loft between Sketches, tangent, Spine (Loft / tangency then curvature / 4 Coupling Pts.)


8

Zusammenfügen und Verrunden:Erzeugen Sie einen neuen OpenBody ZB-Flansch_linksAlle 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 manentweder den ganzen Flansch noch einmal auf der rechten Seite konstruieren oder die Flächenspiegeln. Die letzte Option ist nicht gewünscht, denn die Flansche müssen nicht unbedingtspiegelsymmetrisch sein. Sie sollen lediglich die selbe Struktur aufweisen. Ein PowerCopy aus demGanzen zu erstellen ist nicht so sinnvoll, denn der Flansch ist ein spezifisches Teil. Das Problem sollim folgenden Schritt mit Duplicate OpenBody gelöst werden.




9

3. OpenBody duplizieren (rechter Flansch) und verrunden

Dadurch, daß der Flansch auf der linken Seite der xz-Plane liegt, muß der Richtungsvektor dieserPlane umgedreht werden. Das reicht aber nicht, denn die Sketches beziehen sich immer noch auf dielinke 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 Koordinatensystem. Klicken Sie jede an und führen Sie ein “Change OpenBody” durch. Alle Planes sollen unterdem OpenBody “O_B-Working_Boxes” definiert werden.

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

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



10

Übergang Ellipse in Langloch

18. Juni 2001 Dr. Egbert BraßIBM Deutschland GmbH

PLM Solutions

Aufgabe2_02


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSD, Sketcher, (Part Design)Funktionen „Wireframe“, Transformation, Extrusion, Trim, Fillet

Modelle: 2_02_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch_Konturen.CATPart2_02_03_Uebergang_Ellipse_Langloch_Extrusions.CATPart2_02_04_Uebergang_Ellipse_Langloch_End.CATPart

In dieser Aufgabe soll ausgehend von einer einfachen Skizze ein Kniestück aufgebaut werden, das denÜbergang 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.


Startmodell ist 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 Ellipsezwischen 0 und 90 Grad (positiv/negativ), Verrundungsradius, Wandstärke

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


2

4. Vorgehensweise

Erzeugen der Grundkontur mit dem Sketcher (XY-Ebene, Maße siehe Bild rechts)

Ebenen in den Endpunkten der Grundkonturdienen 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, kleinerDurchmesser 110mm, Neigung zur XY-Ebene ist–35 Grad).

Die Extrempunkte (in Z-Richtung) der Ellipse be-stimmen die Breite der ovalen Kontur (sie ist iden-tisch mit dem Durchmesser der Halbkreise). Das„gerade Zwischenstück“ zwischen den beidenHalbkreisen ist 40mm lang. Der zweite Endpunktder Grundkontur ist gleichzeitig Mittelpunkt derovalen Kontur.

Ausgehend von den beiden Profilen werden in geeigneter Weise Flächen erzeugt, getrimmt undgegeneinander verrundet. Der Verrundungsradius beträgt 25mm.

Die Gesamtfläche ist mit einer Wandstärke von 5mm „aufzudicken“ (Part Design Workbench).



3

Lösung2_02


Voraussetzungen: Kenntnis GSD Wireframe, Operationen,

Modelle: 2_02_01_Uebergang_Ellipse_Langloch_Start.CATPart2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch_Konturen.CATPart2_02_03_Uebergang_Ellipse_Langloch_Extrusions.CATPart2_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 denAufbau der Konturen.

In der ersten Ebene (an der längeren Linie) wird eine Ellipse konstruiert (Mittelpunkt ist ein Endpunktder Grundkontur, großer Durchmesser 150mm, kleiner Durchmesser 110mm, Neigung zur XY-Ebeneist –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 Breiteder ovalen Kontur (sie ist identisch mit dem Durchmesser der Halb-kreise). Das „gerade Zwischenstück“ zwischen den beiden Halb-kreisen ist 40mm lang. Der zweite Endpunkt der Grundkontur istgleichzeitig Mittelpunkt der ovalen Kontur.

Die Extrempunkte der Ellipse werden auf die Langloch-Ebene proji-ziert (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 zueiner der gerade erzeugten Linien und durch den Konturmittelpunkterzeugt (Länge �100mm)

Zu LN3 werden zwei Parallelkurven erzeugt (Abstand 20mm; Option„Both sides“)


4

2 Punkte entstehen durch Schnitt der Parallelkurven mit LN1 oderLN2.

2 Punkte werden durch Projektion des Konturmittelpunktes auf dieParallelkurven erzeugt.

Entsprechend Abbildung werden zwei Vollkreise mittels zweierPunkte erzeugt. (Stabilität: Vollkreis vs. Kreisbogen)

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

Zwischenergebnis ist 2_02_02_Uebergang_Ellipse_Langloch_Konturen.CATPart

4. Flächen an Ellipse

Die Ellipse wird an den Extremagesplittet (in einer Operationmöglich!). Als Ergebnis sollte dieHälfte ohne die „Nahtstelle“ ent-stehen. Diese Hälfte wird gespie-gelt (punktsymmetrisch am Mit-telpunkt). (Stabilität: Spiegelnder „nahtstellenfreien Kontur“führt später zu mehr Robust-heit (Winkel von 0 und 90 Gradwerden möglich)

Beide Kurven werden inRichtung der Linie derBasiskontur extrudiert. DieExtrusionsflächen müssen „langgenug“ sein, um die „Langloch“-Flächen vollständig zudurchdringen.



5

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.

Zwischenergebnis ist 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 scharfeKante wird mit „Fillet Edge“ und R25 verrundet.

Die gleiche Prozedur wird mit den Innenflächen wiederholt. (die Verrundungsradien können bei Bedarfmiteinander gelinkt werden)


6

7. Gesamtfläche und Solid

Die Join-Operation verbindet beide Flächen. Diese Gesamtfläche ist mit einer Wandstärke von 5mm„aufzudicken“ (Part Design Workbench).

Ergebnis ist 2_02_04_Uebergang_Ellipse_Langloch_End.CATPart

Übergang Polygon in Kreis


PLM Solutions

Aufgabe2_31


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sketcher, Loft mit Coupling, Fillets

Modelle: 2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart

2_31_V1_03_Uebergang_Sketch.CATPart2_31_V1_04_Uebergang_Lofts.CATPart2_31_V1_05_Uebergang_End.CATPart

2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart2_31_V2_04_Uebergang_Sketch_ready.CATPart2_31_V2_05_Uebergang_Coupling.CATPart2_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 derÜbergang aus einer Polygon-Kontur (mit verrundeten Ecken) in einen Kreis. Zwischen den Radien derKontur bestehen bestimmte Abhängigkeiten, die zu beachten sind. Die Übergangsfläche soll beideKonturen einhalten und eine vernünftige Patch-Aufteilung haben. Zwei mögliche Varianten sindaufzubauen und anschließend zu diskutieren.

1. Ergebnis


Startmodell ist 2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart

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


2

Das Startmodell beinhaltet:Eine Skizze mit Punkten zurKonstruktion eines Polygonzugs miteinbeschriebenem 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 zuerzeugen und diese Lofts dann anschließend miteinander zu verrunden. Für die Lofterzeugung mußder Kreis in Abschnitte unterteilt werden. Diese ergeben sich, wenn man parallel zur AußenkonturKonstruktionslinien zeichnet. Die Schnittpunkte mit dem Kreis stellen gleichzeitig die Grenzen dereinzelnen Abschnitte dar. Durch den vorgegebenen Startwert 6,5mm können 4 Konstruktionsliniendirekt gezeichnet werden. Die 5. Konstruktionslinie verläuft vom Polygoneckpunkt zu einemvorhandenen Schnittpunkt (siehe Darstellung). Damit ergibt sich auch die 6. und letzteKonstruktionslinie. Sie verläuft parallel zur fünften KL durch den benachbarten Polygonpunkt und lieferteinen Schnittpunkt mit dem Kreis.

Die Ecken des Polygons sind später mit R10 zu verrunden.



3

Variante 2: Lösungsansatz mit Loft

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



� 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


� 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


4



Einer Modifikation der Basiskontur muß die Übergangsfläche assoziativ folgen können.

Die Modelle sollten robust bezüglich Änderungen sein.



5

Lösung2_31


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen Sketcher, Loft mit Coupling, Fillets

Modelle: 2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart

2_31_V1_03_Uebergang_Sketch.CATPart2_31_V1_04_Uebergang_Lofts.CATPart2_31_V1_05_Uebergang_End.CATPart

2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart2_31_V2_04_Uebergang_Sketch_ready.CATPart2_31_V2_05_Uebergang_Coupling.CATPart2_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 derÜbergang aus einer Polygon-Kontur (mit verrundeten Ecken) in einen Kreis. Zwischen den Radien derKontur bestehen bestimmte Abhängigkeiten, die zu beachten sind. Die Übergangsfläche soll beideKonturen einhalten und eine vernünftige Patch-Aufteilung haben. Zwei mögliche Varianten sindaufzubauen und anschließend zu diskutieren.

1. Polygonzug mit tri-tangentialem Kreis zeichnen


Startmodell ist 2_31_V0_01_Uebergang_Start.CATPart

Die im Startmodell vorhandene Skizze wird aufgerufen. Im Sketcher wird mittels der bereitsvorhandenen Punkte ein Polygon gezeichnet. Diesem Polygon wird der Kreis einbeschrieben (sieheAbbildung Aufgabenstellung).


6

Die Bilder oben geben die Schritte zur Konstruktion der „speziellen“ Ecke wieder. Zunächst werdenzwei Corner R10 erzeugt. Die Maß-Constraints und das Geradenstück zwischen den beidenAusrundungen werden gelöscht. Dann werden die beiden angrenzenden Corner-Punkte mit„Coincidence“ aufeinander „gezogen“. Anschließend werden die Corner „tangential“ zueinandergemacht.

Zur Visualisierung können drei Konstruktionslinien gezeichnet werden. Sie beginnen bzw. enden imgleichen Punkt wie die Ausrundungen. Die beiden äußeren Konstruktionslinien sollen zusätzlichtangential in das Polygon einlaufen. Die mittlere Konstruktionslinie soll „koinzident“ zum Corner-Wendepunkt sein.

Durch Selektion (mit CTRL-Taste) von Corner-Mittelpunkt 1, Corner-Mittelpunkt 2 und Corner-Wendepunkt können die drei Punkte „äquidistant“ gemacht werden (Achtung: Richtige Reihenfolgebeachten). Durch Ziehen eines der beiden Mittelpunkte verändern dann beide Radien ihren Wertanalog. 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 zweiCorner R10 erzeugt. Die Maß-Constraints werden gleich wieder gelöscht. Durch Selektion (mit CTRL-Taste) von Corner-Mittelpunkt 1, Corner-Mittelpunkt 2 und verbindendem Geradenstück können diebeiden Corner bezüglich der Gerade „symmetrisch“ gemacht werden (Achtung: RichtigeSelektionsreihenfolge beachten). Dabei werden in „one shot“ das Geradenstück eliminiert und dieCorner tangential zueinander gemacht. Damit ist auch bei dieser Alternative der erste Schritt desSkizzieren beendet. Variante 1 und 2 gehen jetzt unterschiedlich vor!

Zwischenergebnis ist 2_31_V0_02_Uebergang_Sketch_Step1.CATPart



7


2. Vervollständigen der Skizze

Wie in der Aufgabenstellungbeschrieben ist die Skizze zuvervollständigen. Es sollte sichnebenstehendes Bild ergeben(eine Reihe Constraints sindausgeblendet).

Hinweise:Konstruktionslinien für dieElemente verwenden die nichtzur Kontur gehören!

Alle doppelten Schnittpunktelöschen. Alle übrigen Schnitt-punkte mit dem Kreis dürfenkeine Konstruktionselementesein!

Zwischenergebnis ist 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 Zweckwerden zwei neue OpenBodies ins Modell eingefügt – „Basiskontur“ und „Topkontur“. Der OpenBody„Basiskontur“ wird aktiviert.

Mit Line („Point-Point“) werdenzwischen den Vertices derSkizze bzw. Punkten aus derSkizze 6 Linien erzeugt (Line.1bis Line.6).

Der OpenBody „Topkontur“ wird aktiviert.


8

Für die Topkontur wird bei Z=75 eine Offset-Plane zu XY erzeugt. Aus der Skizze wird die Kreiskonturextrahiert 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. Daranwird der projizierte Kreis aufgesplittet und per Symmetrie (an der gleichen Ebene) wiedervervollständigt. 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 entstehenKreissegmente (vgl. mittlere Abbildung). Sie korrespondieren mit den Segmenten aus der„Basiskontur“ (Bild rechts).



9

Ein neuer OpenBody „Seitenflaechenscharfkantig“ wird eingefügt. Für die einzelnenLofts wird ein Spine benötigt (sonst ist kein Joinauf die einzelnen Lofts möglich). Geeignet ist eineLinie 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 Loftssollten gleich orientiert sein (z.B. Section 1 –Basis; Section 2 – Top).

Zwischenergebnis ist 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. Dannwird zunächst ein EdgeFillet mit R14 auf die entsprechenden 2 Kanten ausgeführt. Dieser Radiussollte vom treibenden Maß in der Skizze abhängig gemacht werden! Abschließend wird auf dierestlichen 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


10


2. Vervollständigen der Skizze

Starmodell ist 2_31_V2_03_Uebergang_Sketch_StartV2.CATPart

Wie in der Aufgabenstellungbeschrieben ist die Skizze zuvervollständigen. Es sollte sichnebenstehendes Bild ergeben.

Hinweise:4 Corner erzeugen – eine davonmit R10 und die anderen 3 per„Formula“ davon abhängigmachen (grafische Selektionmöglich!)

Zwischenergebnis ist 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 unddie Kreiskontur auf Z=75. Dazu müssen die Konturen per Sketch Extract separiert, die Ebene Z=75 alsOffset zu Z=0 erzeugt und der Kreis auf diese Ebene projiziert werden.



11

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 Sketch-Extract der äußeren Kontur gebildet wird. Mit der Boundary-Funktion kann man von der Fill-Fläche alle6 Randbögen abgreifen (Propagationtype „No propagation“). Mit „Point or Plane creation“ können dieEbenen 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 einmultiples Ergebnis (2 Punkte). Mittels „Near“ wird der nächstliegende Schnittpunkt ausgewählt. DieReferenz 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 istbeliebig (z.B. der Koordinatenursprung). Der Spine sollte aber „lang genug“ sein – im Beispiel reichen100mm.

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-KonturSection 2 ist Project.1, d.h. der projizierte KreisbogenSpine ist die gerade erzeugte Linie)

Es ist festzustellen, daß das Ergebnis nicht unbedingt das Gewünschte ist. Das automatische Couplingist bereits unbrauchbar. Nun können die vorbereiteten Coupling-Punkte ins Spiel gebracht werden. DieSelektion der Coupling-Punkte muß in der Reihenfolge der Sections erfolgen! Es kann zwar jetzt eine


12

halbwegs brauchbare Loft-Fläche berechnet werden, duch unterschiedliche Closing-Punkte sind einigePatches aber immer noch unbefriedigend!

Closing-Punkte kann man austauschen. Wir erzeugen sie wie die Coupling-Punkte. Diesmal muß dieseitliche 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 1Section 2 ist Project.1, d.h. der projizierte Kreisbogen mit Closing-Point 2Spine 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 dieErgebnisse!

Ergebnis ist 2_31_V2_06_Uebergang_End.CATPart

Verrundung eines theoretischen Modells


PLM Solutions

Aufgabe2_12


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, Blend, Fillet

Modelle: 2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart2_12_03_Verrundung_Flaechen_Flaechen.CATPart2_12_04_Verrundung_End.CATPart

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

1. Ergebnis


Startmodell ist 2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart

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


2

Für die Verrundungen gilt:

Blau entspricht R50

Rot entspricht R100


� Aufbau der Drahtgeometrie (Ebenen, Punkte, Linien)

� Konstruieren des theoretischen Flächenmodells

� Verrunden des theoretischen Flächenmodells




Testen sie die Modifikationsmöglichkeiten über Verschieben von Ebenen und Punkten!

5. Aufbau der Drahtgeometrie (Ebenen, Punkte, Linien)

Links abgebildetes Drahtgeometrie-Modell sollzunächst erarbeitet werden. Gestartet wird mit denEbenen.

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 dazuwerden „on the fly“ als „Point on plane“ auf der angegebenen Supportebene erzeugt! Die angegebenenKoordinaten sind [H,V]!



3

Line.1 (auf Y=239, Point.1 [270,67], Point.2 [150,67])

Line.2 (auf Y=200, Point.3 [178,75], Point.4 [150,180])Line.3 (auf Y=200, Point.4 [150,180], Point.5 [-150,180])

Line.4 (auf Y=0, Point.6 [174,110], Point.7 [150,200])Line.5 (auf Y=0, 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 (als Mittelpunkt von Line.5, „on curve“, „middle“)Point.18 (auf Line.7; 120mm vom Vertex entfernt)

Jetzt sind noch einige Verbindungslinien zu erzeugen (Line – „Point-Point“):

Line.10 (Point.1 – Point.11)Line.11 (Point.4 – Point.7)Line.12 (Point.17 – Point.9)Line.13 (Point.17 – Point.12)Line.14 (Point.7 – Point.18)Line.15 (Point.9 – Point.13)Line.16 (Point.12 – Point.16)Line.17 (Point.11 – Point.15)Line.18 (Point.12 – Point.9)Line.19 (Point.16 – Point.13)Line.20 (Point.3 – Point.6)Line.21 (Point.6 – Point.18)


4

Die letzten beiden Linien sollte man gestrichelt zeichnen. In Abhängigkeit von den Maßen liegen sienicht unbedingt auf der Fläche!

Zwischenergebnis ist 2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart



5

Lösung2_12


Voraussetzungen: CATIA Workbench GSDFunktionen “Wireframe”, Extrude, Blend, Fillet

Modelle: 2_12_01_Verrundung_Flaechen_Start.CATPart2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart2_12_03_Verrundung_Flaechen_Flaechen.CATPart2_12_04_Verrundung_End.CATPart

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

1. Konstruieren des theoretischen Flächenmodells


Startmodell ist 2_12_02_Verrundung_Flaechen_Wireframe.CATPart

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

Extrude.1 (Line.10 entlang Line.7, 250mm, 0mm)Blend.1 (Line.2 – Line.4)Blend.2 (Line.3 – Line.5)

Extrude.2 (Line.4 entlang Line.14, 180mm, 0mm)Extrude.3 (Line.12 entlang Line.18, 220mm, 0mm)Split.1,Split.2 (Line.5 an Point.17, „Keep both sides“)Split.3,Split.4 (Line.7 an Point.18, „Keep both sides“)Blend.3 (Split.2 – Line.6)


6

Blend.4 (Split.1 – Split.3)Blend.5 (Line.7 – Line.9)Blend.6 (Line.18 – Line.19)

Blend.7 (Line.6 – Line.8)Extrapol.1 (Edge von Blend.1, 10mm „Tangent“/“Tangent“) (obere Abbildung Mitte)Extrapol.2 (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 (Blend.3 – Blend.7, R100, „Smooth“, „Trim“)ShapeFillet.2 (Extrude.3 – Blend.6, R100, „Smooth“, „Trim“)ShapeFillet.3 (Fillet.2 – Fillet.1, R50, „Smooth“, „Trim“)



7

ShapeFillet.4 (Blend.2 – Extrapol.2, R50, „Maximum“, „Trim“)ShapeFillet.5 (Extrapol.1 - Extrude.2, R50, „Smooth“, „Trim“)ShapeFillet.6 (Extrude.1 – Blend.5, R100, „Smooth“, „Trim“)

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

EdgeFillet.2 (EdgeFillet.1, R50, 1 Edge, „Smooth“, „Tangency“, „Trim“)EdgeFillet.3 (EdgeFillet.2, R50, 1 Edge, „Smooth“, „Tangency“, „Trim“)ShapeFillet.7 (EdgeFillet.3 – ShapeFillet.3, R50, „Smooth“, „Trim“)

Ergebnis ist 2_12_04_Verrundung_End.CATPart


8

Verstärkung aus Grundkörper und Rahmen

18. Juni 2001 Dr. Egbert BraßIBM Deutschland GmbH

PLM Solutions

Aufgabe3_71

Verstärkungaus Grundkörper und Rahmen

Voraussetzungen: GSD, Assembly, Design in Context, Publishing

Modelle: Product_Start.CATProductGrundkoerper_Start.CATPartRahmen_Start.CATPart

Und als fertiges Szenario:Verstaerkung.CATProductGrundkoerper.CATPartGrundkoerper_neu.CATPartRahmen_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


2

Im zusätzlich gegebenen OpenBody„Visuelle Referenz“ ist die Drahtgeometrie des zuerzeugenden Rahmens vorgegeben, angepasst aufdie gegebene maßliche Konfiguration. DieserOpenBody 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=23mmBreite 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 Ellipsezwischen 0 und 90 Grad (positiv/negativ), Verrundungsradius, Wandstärke

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


3

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


4


5

Lösung3_71

Verstärkungaus Grundkörper und Rahmen

Voraussetzungen: GSD, Assembly, Design in Context, Publishing

Modelle: Product_Start.CATProductGrundkoerper_Start.CATPartRahmen_Start.CATPart

Und als fertiges Szenario:Verstaerkung.CATProductGrundkoerper.CATPartGrundkoerper_neu.CATPartRahmen_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 PartGrundkoerper_Start Elemente publiziert werden. Dazu im Assembly-Kontext dasProduktstrukturdokument von Grundkoerper_Start aktivieren. Der Zugriff auf Tools / PublicationManagement ist damit gegeben und die publizierten Elemente werden unter Grundkoerper_Startabgelegt!! Sie sind nur unter Assembly sichtbar! Hier die Übersicht der benötigten Elemente:

Element zu finden in OpenBody...

Name des zu publizierendenElementes

Name, der für das „published“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


6

Konstruktion / Flansch vorn Fl unten – Offset.2 Flansch unten vorn

Konstruktion / Mittelteil Extrude.1 Mittelteil

Konstruktion PLN für Absatz Fl vorn

Symmetrieebene Open_body.3

PLN Flanschabsatz

Symmetrieebene

Beim Publishing ist unbedingt darauf zu achten, daß keine “Faces” in der Tabelle auftauchen. Siekönnen später nicht selektiert werden. Man vermeidet das durch Selektion des gewünschtenElementes 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 dieGSD Workbench.

Strukturieren Sie die Konstruktion in mehrere OpenBodies (zur Unterstützung sind bereits OpenBodiesim Modell vordefiniert):

PLN Flanschabsatz vorn Offset=0 auf „published“ PLNFlanschabsatz

PLN Seitl Flbegr vorn Offset=5.5mm aufPLN Flanschabsatz vorn (in +Y)

PLN Seitl Begr Rahmen Offset=37.7mm aufPLN Flanschabsatz vorn (in -Y)

PLN Seitl Flbegr hinten Offset=3.07mm aufPLN Flanschabsatz vorn (in -Y)


7

Flansch hinten – Split1 Split von „published“ Surface Absatz 2mit PLN Seitl Begr Rahmen

Flansch vorn – Split1 Split von „published“ SurfaceFlansch unten vorn mitPLN Seitl Begr Rahmen

Flansch vorn – Bound1 Intersection von „published“ SurfaceMittelteilmit Flansch vorn – Split1

Flansch hinten – Intersec Intersection von „published“ SurfaceMittelteilmit Flansch hinten – Split1

Flansch vorn – Split2 Split vonFlansch vorn – Split1mitFlansch vorn – Bound1

Flansch hinten – Bound1 Parallelverschiebung (Euclid) inRichtung Flansch vorn vonFlansch hinten – Intersecauf Flansch hinten – Split1(l=1.6mm)

Flansch hinten – Split2 Split vonFlansch hinten – Split1mitFlansch hinten – Bound1

Flansch vorn – Bound2 Parallelverschiebung (Euclid) vonFlansch vorn – Bound1auf Flansch vorn – Split2(Flanschbreite vorn=14.5mm)

Flansch vorn – Split3 Split vonFlansch vorn – Split2mitFlansch vorn – Bound2

Flansch hinten – Bound2 Parallelverschiebung (Euclid) vonFlansch hinten – Bound1auf Flansch hinten – Split2(Flanschbreite hinten=22.5mm)

Flansch hinten – Split3 Split vonFlansch hinten – Split2mitFlansch hinten – Bound2

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


8

Flansch hinten – Bound3 Randkurve („No propagation“) aufSurfaceFlansch hinten – Split3

P1 von Bound3 Point „On curve“ aufFlansch hinten – Bound3bei Ratio=1

PLN P1 Plane “Normal to curve” aufFlansch hinten – Bound3 inP1 von Bound3

P2 von Bound3 Point „On curve“ aufFlansch hinten – Bound3bei Ratio=0

PLN P2 Plane “Normal to curve” aufFlansch hinten – Bound3 inP2 von Bound3

Gekippte PLN Plane “Angle to plane”Achse istFlansch hinten – Bound1Referenz ist PLN P1Kippwinkel=2 Grad

Seitenwand – Split12 Split vonSeitenwand RahmenmitPLN P2 undGekippte PLN

Flansch hinten oben Offset=0mm auf „published“ SurfaceFkts-Flaeche

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

PLN Split Ueberhang Offset=10mm nach aussen auf PLN P2

Flansch hinten oben -Split12

Split vonFlansch hinten obenmitPLN Split Ueberhang undGekippte PLN

Seitenwand – Split34 Split vonSeitenwand – Split12mitFlansch hinten – Split3 undFlansch hinten oben - Split12


9

Flansch hinten oben –Split3

Split vonFlansch hinten oben - Split12mitSeitenwand – Split34

Flansch hinten oben –Bound1 ungetrimmt

Intersection vonGekippte PLN mitFlansch hinten oben verl

P0 für Split von Bound1ungetrimmt

Intersection vonFlansch hinten oben – Bound1ungetrimmt mitSurface Seitenwand Rahmen

Flansch hinten oben –Bound1

Split vonFlansch hinten oben – Bound1ungetrimmt mitP0 für Split von Bound1 ungetrimmt

P1 von Bound1 – BreiteFunktionsflaeche1

Point „On curve“ aufFlansch hinten oben – Bound1bei Länge=23 vonP0 für Split von Bound1 ungetrimmt

PLN P1 von Bound1 Plane “Normal to curve” aufFlansch hinten oben – Bound1 inP1 von Bound1 – BreiteFunktionsfläche


Split vonFlansch hinten oben – Split3ungetrimmt mitPLN P1 von Bound1

Flansch hinten oben –Bound2

Intersection vonFlansch hinten oben – Split3mit PLN P1 von Bound1

CRV1 für Cutout Parallelverschiebung (Euclid) inRichtung Flansch hinten vonFlansch hinten oben – Bound2auf Flansch hinten oben – Split4(l=18mm)

CRV2 für Cutout Intersection vonFlansch hinten oben – Split4mit PLN P2 (Flansch hinten)

Cutout Corner mit R5 zwischenCRV2 für Cutout undCRV1 für Cutout(Option „Trim elements“)


Split vonFlansch hinten oben – Split4 mitCutout


10

Flansch hinten oben –Bound1 Trim2

Split vonFlansch hinten oben – Bound1 anPLN P1 von Bound1

Funktionsflaeche1 Profil istFlansch hinten oben – Bound1Trim2Extrusionsrichtung ist normal zuPLN P1und Ausdehnung ist größer als Breiteder Funktionsflaeche1=15mm

Funktionsflaeche1 – AUXPLN

Offset entspricht Breite derFunktionsflaeche1=11.4mm vonGekippte PLN

Funktionsflaeche1 –Bound1

Intersection vonFunktionsflaeche1 mitFunktionsflaeche1 – AUX PLN

Funktionsflaeche1 – Split1 Split vonFunktionsflaeche1 anFunktionsflaeche1 – Bound1

P3 von Bound1 Intersection vonFlansch hinten – Bound1 mitSeitenwand Rahmen

PLN P3 Plane “Normal to curve” aufFlansch hinten– Bound1 inP3 von Bound1

Flansch vorn – P1 vonBound1

Intersection vonPLN P3 mitFlansch vorn – Bound1


Point „On curve“ aufFlansch vorn – Bound1bei Länge=6 vonFlansch vorn – P1 von Bound1in Richtung Symmetrieebene

Flansch vorn – PLN P2 Plane “Normal to curve” aufFlansch vorn– Bound1 inFlansch vorn – P2 von Bound1

Flansch hinten – P4 vonBound1

Intersection vonFlansch hinten – Bound1Flansch vorn – PLN P2


11

Flansch hinten – Bound1Split in P4

Split vonFlansch hinten –Bound1anFlansch hinten – P4 von Bound1

Flansch vorn – Bound1Split in P2

Split vonFlansch vorn –Bound1anFlansch vorn – P2 von Bound1

Ecke Blend zwischenFlansch hinten –Bound1 Split in P4undFlansch vorn –Bound1 Split in P2jeweils punktstetig

Flansch hinten – Split45 Split vonFlansch hinten – Split3 anSeitenwand Rahmen undPLN Seitl Begr hinten

Flansch vorn – Split4 Split vonFlansch vorn – Split3 anPLN Seitl Flbegr vorn

Ecke - Bound1 Boundary von Ecke (tangentenstetig)

Ecke – Sketch proj Projektion vonPosition Rahmenecke – Sketch1entlang der Ziehrichtung auf Ecke

Ecke – P1 von Bound1 Intersection vonEcke – Sketch proj mitEcke - Bound1

Flansch hinten – P5 vonBound1

Intersection vonPLN Seitl Begr hinten mitFlansch hinten – Bound1


Intersection vonFlansch vorn – Bound1 mitPLN Seitl Flbegr vorn

Ecke – Line1 Linie („Point-Point“) vonEcke – P1 von Bound1 nachFlansch hinten – P5 von Bound1

Ecke – Line2 Linie („Point-Point“) vonEcke – P1 von Bound1 nachFlansch vorn – P3 von Bound1


12

Ecke – Corner Corner mit R10 zwischenEcke – Line1 und Ecke – Line2 undSupport Ecke (Option „Trim elements“)

Ecke – Split1 Split von Ecke an Ecke - Corner

Ecke – Line3 Linie („Point-Point“) vonP3 von Bound1 nachFlansch vorn – P2 von Bound1

Seitenwand – Bound1 Intersection vonGekippte PLN undSeitenwand Rahmen

Seitenwand vorn ExtrusionsflächeProfil ist Seitenwand – Bound1Richtung ist Ecke – Line3Ausdehnung von 0 bis 100mm

Seitenwand vorn – Split1 Split vonSeitenwand vorn mit Ecke – Line3

Ecke – Split2 Split vonEcke – Split1 an Ecke – Line3

Funktionsflaeche1 – Crv1 Intersection vonSeitenwand vorn – Split1 undFunktionsflaeche1 – Split1

Funktionsflaeche1 – P1von Crv1

Point „On curve“ aufFunktionsflaeche1 – Crv1bei Ratio=1 vonP0 für Split von Bound1 ungetrimmt

Seitenwand vorn – Line1 Linie („Point-Point“) vonFunktionsflaeche1 – P1 von Crv1nach Flansch vorn – P2 von Bound1

Seitenwand vorn – Split2 Split vonSeitenwand vorn – Split1 anFunktionsflaeche1 – Crv1 undSeitenwand vorn – Line1

Funktionsflaeche1 – Split2 Split vonFunktionsflaeche1 – Split1 anFunktionsflaeche1 – Crv1


13

Uebergang ExtrusionsflächeProfil ist Flansch vorn – Bound1Richtung ist Seitenwand vorn – Line1Ausdehnung von 15 bis 85mm

Uebergang – Split1 Split von Uebergangan Seitenwand vorn – Line1

Seitenwand vorn – Offset Offset=10mm von Seitenwand vorn inRichtung Symmetrieebene

Uebergang – GuideCrv1 Intersection von Seitenwand vorn –Offset und Uebergang

Uebergang – Bound1 Intersection von Uebergang – Split1und “published“ Surface Mittelteil

Uebergang – Split2 Split vonUebergang – Split1 anUebergang – Bound1

Uebergang – GuideCrv2 Parallelverschiebung (Euclid) vonUebergang – Bound1 aufUebergang – Split2 (l=6.8mm)

Uebergang – Bound2 Trim vonUebergang – GuideCrv2 undUebergang – GuideCrv1

Uebergang – Split3 Split vonUebergang – Split2 anUebergang – Bound2

Funktionsflaeche2 ExtrusionsflächeProfil ist Kontur Fktsfl unt – Sketch2Richtung ist PLN 1Ausdehnung von -65 bis 180mm

Uebergang – SweepGuideCrv1

Sweep Segment FlächeTyp “With reference surface”Guide ist Uebergang – GuideCrv1Referenz ist UebergangWinkel=225 Grad; Default-Spine

Uebergang – SweepGuideCrv2

Sweep Segment FlächeTyp “With reference surface”Guide ist Uebergang – GuideCrv2Referenz ist UebergangWinkel=225 Grad; Default-Spine

Funktionsflaeche2 – Crv1 Intersection zwischenUebergang – Sweep GuideCrv2und Funktionsflaeche2


14

Funktionsflaeche2 – Crv2 Intersection zwischenUebergang – Sweep GuideCrv1und Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 – P1 Intersection zwischenFunktionsflaeche2 – Crv1und Funktionsflaeche2 – Crv2

Uebergang – Split4 Split vonUebergang – Sweep GuideCrv1 anUebergang – Sweep GuideCrv2


Parallelverschiebung (Euclid) vonFunktionsflaeche2 – Crv1 aufFunktionsflaeche2 (l=5mm)


Parallelverschiebung (Euclid) vonFunktionsflaeche2 – Crv1 aufFunktionsflaeche2 (l=25mm)

Uebergang – AUX PLN Plane („Through two lines“)Linie1 ist Uebergang- GuideCrv1Linie2 ist Ziehrichtung

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

Funktionsflaeche1 – P2von Bound1

Point „On curve“ aufFunktionsflaeche1 – Bound1bei Ratio=1 von Default (Extremity)

Funktionsflaeche1 – PLNP2 von Bound1

Plane („Parallel through point“)Referenz ist Uebergang- AUX PLNPoint istFunktionsflaeche1 – P2 von Bound1

Funktionsflaeche2 – P2auf Bound2

Intersection zwischenFunktionsflaeche2 – Bound2und Funktionsflaeche1 – PLN P2 vonBound1

Funktionsflaeche2 –Bound2 Trim an P2

Split vonFunktionsflaeche2 – Bound2anFunktionsflaeche2 – P2 auf Bound2

Uebergang2 Blend (punktstetig) zwischenFunktionsflaeche1 – Bound1und Funktionsflaeche2 – Bound2Trim an P2

Uebergang planar – Int1 Intersection zwischenUebergang – Split4und Uebergang planar – PLN

Uebergang planar – Int2 Intersection zwischen Uebergang2und Uebergang planar – PLN


15

Uebergang planar – Int3 Intersection zwischenFunktionsflaeche2und Uebergang planar – PLN

Uebergang planar – Trim1 Trim zwischenUebergang planar – Int1 undUebergang planar – Int2

Uebergang planar – Trim2 Trim zwischenUebergang planar – Trim1 undUebergang planar – Int3

Uebergang – Split5 Split vonUebergang – Split5 anUebergang planar – Int1

Uebergang planar – Fill Fill vonUebergang planar – Trim2

Funktionsflaeche2 –Sketch3 Extract1

Sketch Extract vonSketch3 (Aussenkreis)

Funktionsflaeche2 –Sketch3 Extract2

Sketch Extract vonSketch3 (Innenkreis)

Funktionsflaeche2 –Project1

Projektion vonFunktionsflaeche2 – Sketch3Extract1 entlang der Ziehrichtungauf Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 –Project2

Projektion vonFunktionsflaeche2 – Sketch3Extract2 entlang der Ziehrichtungauf Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 – AUXPT für Near

Point „On curve“ aufFunktionsflaeche2 – Bound2bei Distance=20mm vonFunktionsflaeche2 – P2 auf Bound2

Funktionsflaeche2 –Corner1

Corner R15 zwischenFunktionsflaeche2 – P2 auf Bound2und Funktionsflaeche2 – Project1Support ist Funktionsflaeche2

Funktionsflaeche2 –Near1

Multiples Element istFunktionsflaeche2 – Corner1Referenzelement istFunktionsflaeche2 – AUX PT fürNear

Funktionsflaeche2 –Corner2

Corner R10 zwischenFunktionsflaeche2 – Project1 undFunktionsflaeche2 – Bound1Support ist Funktionsflaeche2


16

Funktionsflaeche2 –Near2

Multiples Element istFunktionsflaeche2 – Corner2Referenzelement istFunktionsflaeche2 – AUX PT fürNear

Funktionsflaeche2 –Bound3-1

Trim von Funktionsflaeche2 –Bound1mit Funktionsflaeche2 – Near2


Trim vonFunktionsflaeche2 – Bound3-1mit Funktionsflaeche2 – Project1


Trim vonFunktionsflaeche2 – Bound3-2mit Funktionsflaeche2 – Near1


Trim vonFunktionsflaeche2 – Bound3-3mit Funktionsflaeche2 – Bound2

Funktionsflaeche2 – Split1 Split vonFunktionsflaeche2 anFunktionsflaeche2 – Bound3-4und Funktionsflaeche2 – Project2

Uebergang – Split6 Split vonUebergang – Sweep GuideCrv2an Uebergang – Sweep GuideCrv1

Uebergang – Split7 Split von Uebergang – Split6an Funktionsflaeche2 – Crv1

Funktionsflaeche2 – Split2 Split von Funktionsflaeche2 – Split1an Funktionsflaeche2 – Crv1

Funktionsflaeche2 – Split3 Split von Funktionsflaeche2 – Split2an Uebergang planar – Int3

Uebergang – Split8 Split von Uebergang – Split3an Funktionsflaeche1

Uebergang2 – Join fürSplit

Join folgender ElementeUebergang planar – FillUebergang – Split5

Uebergang2 – Trim Trim von Uebergang2 undUebergang2 – Join für Split


17

Theoretisches Modell –Join

Einsammeln aller Flächen

Theoretisches Modell –Symmetrie Split

Split vonTheoretisches Modell – Joinan “published“ Symmetrieebene

4. Verrunden

EdgeFillet.2 Theoretisches Modell –Symmetrie Split1 Kante mit R15

EdgeFillet.3 EdgeFillet.21 Kante mit R3


EdgeFillet.5 EdgeFillet.42 Kanten mit R15-R9-R3-R3(“linear”)



EdgeFillet.11 EdgeFillet.101 Kante mit R20.8




18


EdgeFillet.15 EdgeFillet.142 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 theoretischeModell auf Layer 50, das verrundete auf Layer 100.

5. Änderungsszenario

Laden des ProduktesVerstaerkung.CATProduct

Dabei werden die beiden CATPartsRahmen_fertig.CATPart undGrundkoerper.CATPart mit geladen.

Die Baugruppe ist in sich „up to date“. DurchErsetzen von „Grundkoerper“ soll eine Änderungausgelöst werden.

Im Modell sind beide Repräsentationen (Theorie und verrundet) sichtbar. Mit Tools / VizualisationFilters 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. MitComponents / Replace components wird„Grundkoerper_neu“ geladen. Die Unterschiedesind bereits in der Grafik sichtbar. Geometriedurchdringt sich. Das Höhenniveau der beidenplanaren Absätze vorn und hinten ist nicht mehrgleich.

Jetzt wird Modell „Rahmen_fertig“ durchDoppelklick aktiviert. Die GSD WB startet. MitMB3 wird das Kontextmenü von Modell„Rahmen_fertig“ geöffnet. Im untersten Eintrag,„Rahmen_fertig object“ wird synchronize allgewählt.

Mit Update erfolgt die Neuberechnung desModells.

Template Eckversteifungen „Stiffener“



Aufgabe2_44



Modell(e): 2_44_Stiffener_Line_Angle_01_Start.CATPart2_44_Stiffener_with_Line_01_Start.CATPart2_44_Stiffener_Round_01_Start.CATPart

Eckversteifungen oder Stiffener dienen der Versteifung eines Blechteils. Sie sind allgemein beschriebenund meistens unternehmensintern mit klaren Vorschriften definiert. Hiervon ist auch der Lösungswegabhängig und die Erzeugungsvorschrift richtet sich nach den gegebenen Inputs. Beschrieben werden dreiverschiedene Möglichkeiten.

1. Ergebnis


2


Das Startmodell beinhaltet notwendige „wireframe“-Geometrie und eine Trägerfläche unter demOpenBody „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: rosa KurvePosition: schwarzer PunktSurface-support : grau

Diese Elemente sind diegeometrischen Inputs für dieDefinition der Eckversteifung.Sie sollen austauschbar sein.

Die erste Lösung beschreibt eine sehr simple Erzeugungsvorschrift. Die nächste Lösung bezieht sichauf eine gegebene Ziehplane. Der Verlauf der Eckversteifung ist auch gegeben. Das ist in den meistenFällen so. Die letzte Lösung zeigt Möglichkeiten Eckversteifungen aus definierten Geometrien,angepaßt an die lokale Topologie, zu erzeugen.


Erzeugen Referenzplane mit FührungslinieErstellen geeigneter Flächen und Verrunden

Definieren projizierten Verlauf und SketchplaneErzeugen Profil und Flächen, dann Verrunden

Schnittpunkte mit SuppontflächeReferenzebene für KreiskonturFlächen erstellen und verrunden

4. Anmerkungen

Hier können auch Parameter, Formeln und Design Tables erstellt werden.



3

Lösung2_44


Start Langversion

Voraussetzungen: Knüpfen sie mit Ihrem Ergebnis aus der Kurzversion mit den hier vorgeschlagenenModellschritte an.

Modell(e): 2_44_Stiffener_Line_Angle_01_start.CATPart2_44_Stiffener_Line_Angle_01_end.CATPart

2_44_Stiffener_with_Line_01_start.CATPart2_44_Stiffener_with_Line_01_end.CATPart

2_44_Stiffener_Round_01_start.CATPart2_44_Stiffener_Round_01_end.CATPart

Der erste Lösungsvorschlag bietet eine sehr einfache Möglichkeit Eckversteifungen geometrisch genau zudefinieren. 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 (Plane / Normal to curve)Intersec with Surface-Support (Intersec)Punkt auf Schnittkurve mit Flansch (Point / On curve / 20 mm von PositionPT)Linie für Stiffener Führung (Line / Angle to curve, Intersect.2, Plane.3, Point.3, 120°, 0, 100)Sweep ausFührungslinie referenzierend auf Plane (Sweep / With Ref_sur / 40°, 100, 0)Spiegeln der Sweepfläche an Plane (Symmetry)Verrunden beider Flächen (Fillet / Skin-Skin / R3 mm.)Verrunden mit Support (Fillet / Skin-Skin / R5 mm.)PC Struktur anpassenSpeichern als PC in Katalog

Dies ist eine sehr schnelle Art solche Rippen zu erstellen. Die Einstellparameter sind auch einfach undeindeutig. Das einzige was problematisch sein kann ist die Intersection mit der Surface_Support. Es


4

kann nämlich der Fall eintreten, daß die Fläche mehrere Schnittbereiche mit der Plane hat. Dann mußüber 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 eineReferenzplane (Ziehplane?) muß gegeben sein.

Projiziere Führungskurve auf Ziehplane (Project / Normal)Erzeuge Mittelpunkt auf projizierter Linie (Point / On Curve / Middle point)Plane normal zur Projizierten auf den Mittelpunkt (Plane / Normal to curve)Sketch mit Rippenkontur an Punkt verankert (Sketcher)Profilsweep mit Verankerung und referenzierend auf Ziehplane (Sweep “Explicite” /Anchor point, Sketch, Führungslinie, Ziehplane, 0°, Spine=Project curveVerrunden (ShapeFillet R7)Power-copy Struktur einbringen und in Katalog speichern

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: 2_44_Stiffener_with_Line_01_end_PC.CatPart



5

Variante 3

3. Round Stiffener

Startmodell: 2_44_Stiffener_Round_01_start.CatPart

Erzeuge Mittelpunkt der Führungslinie (Point / On curve / Middle)Split Führungslinie an Punkt (Split / Keep both elements)2 Intersecting points mit Support surface (Intersec)2 Planes tangential an der Surface (Plane / Tgt to surf)Intersec Planes beider Referenzachse entsteht (Intersec)Projiziere Mittelpunkt auf Ref_achse (Project / Normal)Plane normal zur Führungslinie an projizierten Punkt (Plane / Normal to curve)Intersec Punkt Plane mit Führungslinie (Intersec)Kreis mit Center und Intersec Punkt auf Führungskurve (Circle / Center and Point / Whole circle)Sweep „explicite“, Kreis als Profil entlang Führungskurve (Sweep „explicite“, Circle, Führungslinie, keine Referenzfläche, Default-Spine)Verrunden mit Supportfläche (Fillet / Skin-Skin / R7 mm.)

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

Ergebnis: 2_44_Stiffener_Round_01_end_PC.CatPart


6

Zughaken



Aufgabe2_32

Zughaken

Voraussetzungen: Kenntnis GSD Wireframe, Operationen

Modell(e): 2_32_01_Zughaken_Start.CATPart2_32_02_Zughaken_Hakenkontur.CATPart2_32_03_Zughaken_Drahtgeometrie.CATPart2_32_04_Zughaken_End.CATPart


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 geeignetesVorgehen ein komplexes Flächenmodell erzeugen zu können.

Im Bild links Zeichnung mit den notwendigen Maßen. Rechts im Bild das fertige Flächenmodell.

Zughaken

2

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 vergebenwerden.


Erstellen der Hakenkontor mit 3DDrahtgeometrieelementen der GSD Workbench.Die Maße entnehmen sie bitte demAufgabenblatt.

In den benötigten Ebenen werden dieProfilquerschnitte mit dem Sketcher erzeugt. DieMaße sowie die Lage der Skizzen entnehmen siebitte ebenso dem Aufgabenblatt.

Teilen Sie die Außenfläche/Skizzen desZughakens in harmonische Segmente auf, umgeeignete Teilflächen für die Generierung derHakenoberfläche zu bekommen.

Erarbeiten sie sich Führungselemente undgeeignete Leitkurven für die zu erzeugendenFlächen.

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

Zughaken


3

Lösung2_32

Zughaken

Voraussetzungen: Kenntnis GSD Wireframe, Operationen

Modell(e): 2_32_01_Zughaken_Start.CATPart2_32_02_Zughaken_Hakenkontur.CATPart2_32_03_Zughaken_Wireframe.CATPart2_32_04_Zughaken_End.CATPart


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 Maßeentnehmen sie bitte dem Aufgabenblatt. Diese Lösung erhebt keinen Anspruch auf vollständigeAssoziativität und stellt nur eine mögliche Lösung dar.

1. Skizzieren der Innenkontur

Begonnen wird mit dem Innenkreis (D=55) undder Linie für den Schaft auf der Innenseite. DieInnenkontur setzt sich aus mehreren bi-tangentialen 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 Einenein Teil des Circle.6 aus der Innenkonturverwendet (generiert durch einen Split an zweiPunkten, um keine Sub-Elemente zu erzeugen)und zum Anderen eine Parallelverschiebung zuIntersect.2 im Abstand 35mm.

Zughaken

4

3. Skizzieren der Außenkontur

Begonnen wird mit der Linie für den Schaft aufder Außenseite und dem Erzeugen derRadienmittelpunkte 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 Trimzwischen 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 Lagedem Aufgabenblatt zu entnehmen sind:

� Kreisquerschnitt im Schaft liegt auf einerassoziativen Ebene durch den Anfangspunktdes ersten Kreises in der Außenkonturkontur.

Zughaken


5

� Der horizontale Querschnitt liegt auf Plane.1.

(Offset von XY Ebene und Intersect_für_Sketch_horizontal_1 bzw ..._2)

� Der vertikale Querschnitt liegt auf derYZPlane.

(Intersect_für_Sketch_vertical_1 bzw ..._2)

Der Kreisquerschnitt in der Hakenspitze liegtauf einer assoziativen Ebene, die durch diePosition des Kreisquerschnittes auf demAufgabenblatt bestimmt wird.

Ergebnis ist 2_32_03_Zughaken_Wireframe.CATPart

Zughaken

6

5. Loftdefinitionen

Um die Flächen des Zughakens generieren zu können, müssen geeignete Sektionen aus denQuerschnitten gewählt werden. In dieser Lösung wurden die einzelnen Querschnitte in vier Sektorenunterteilt, die durch Splitoperationen an geeigneten Punkten, Spiegelungen und Zusammenfügenerzeugt worden sind (diese Vorgehensweise wurde gewählt, um so genannte „Nahtstellen“ für dieweitere Konstruktion zu verwenden). Diese benutzten Trennpunkte dienen ebenfalls zur Definition vonFührungskurven (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, werdenaus 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, dieimmer planare Kurven sein sollen. Die Leitkurven für den inneren und äußeren Loft erhält man deshalbdurch Projektion der Führungselemente (Ergebnis der Trimmoperationen mit der Außenkontur) auf dieZX Ebene.

7. Flächendefinition

Der Schaft des Zughakens, wird aus einemSweep mit ausreichender Länge in pos. Z-Richtung erzeugt. Als Führungskurve dient derKreisquerschnitt im Schaft und alsReferenzfläche die Plane.4 (siehe 4.1: Skizzierender Querschnitte).

Zughaken


7

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 zuerzeugenden Lofts.

Sektionen für Loft_Innen:

� Spli.24, der eine Tangentialbedingung zuSweep.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

Zughaken

8

Sektionen für Loft.3 und Loft.4 (zweigetrennte Loftoperationen)� 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 eineTangentialbedingung zu den beiden Lofts fürInnen und Außen besitzen.

Leitkurven: 2 x Spine_Innen

Das folgende Zusammenfügen der bishererzeugten Flächen zu einem Verbund (Join) wirddurchgeführt, um die erste Begrenzung(Boundary_grosser_Kreis) für den letzten Loft zubekommen.

Der nächste Schritt umfasst die Konzeption der Kugel auf der Hakenspitze. In diesem Fall muss ausdem tangentialen Kreis am Ende der Hakenspitzenkontur ein Profil für eine Kugel (Revolve) gebildetwerden. 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 dieKreismittelpunkte des Kugelprofils und dem Kreisprofil_in_der_Hakenspitze.

Sektionen für Loft.5� Boundary_kleiner_Kreis, die eine

Tangentialbedingung zu Kugelfläche besitztund deren Closing Point neu definiert werdenmuss.

� Boundary_grosser_Kreis die ebenfalls eineTangentialbedingung zum Join.6 besitzt undderen Closing Point neu definiert werdenmuss.

Leitkurve: Spline_für_Loft.5

Zughaken


9

Durch einen Split an der XY Ebene wird derZughaken in seiner Länge begrenzt.

Eine Fill-Operation am Schaftende schliesst dieGeometrie. Ein letztes Zusammenfügen vonKugelfläche, Loft.5, Fill.1 und Join.6 wird derendgültige Flächenverband erzeugt.

Ergebnis: 2_32_04_Zughaken_End.CATPart

Es besteht nun die Möglichkeit in der Part DesignWorkbench 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 verbessertwerden kann. (Stichwort Connect Curve -> Krümmungsstetige Übergänge in den Profilen)

Zughaken

10

catia v5 exercise

Documents