Semi-automatische Erstellung parametrisch-assoziativer 3D CAD-Modelle am Beispiel eines Flug-Kerntriebwerks

Semi-automated creation of parametric associative 3D CAD models exemplified by a core aero engine

  • Zukünftige Produktentwicklungen werden auf multidisziplinäre Optimierungen eines virtuellen Modells basieren, da nur sie die Interaktionen zwischen den beteiligten Disziplinen berücksichtigen. Beabsichtigt man beispielsweise ein Produkt hinsichtlich seiner aerodynamischen, thermodynami-schen und statisch-dynamischen Eigenschaften zu optimieren, ist es erforderlich, die Generierung der virtuellen Produktgeometrie zu automatisieren und die interessierenden Dimensionen, welche für die o.g. Disziplinen relevant sind, zu parametrisieren, d.h. flexibel zu gestalten und eine potenzielle Veränderung der Morphologie bzw. der Abmessungen vorzusehen. Wie eine flexible, für die Optimierung angemessene Geometrie zu erstellen ist, ist Gegenstand des vorliegenden Artikels. Dabei wird gezeigt, wie ein 3D CAD-Modell ausgehend von einer einfachen 2D Referenzgeometrie, welche aus Grundgeometrien besteht, und von generisch, parametrisch-assoziativen Benutzerformelementen (User-Defined Features, UDFs) zu generieren ist. Der methodische Ansatz wird amZukünftige Produktentwicklungen werden auf multidisziplinäre Optimierungen eines virtuellen Modells basieren, da nur sie die Interaktionen zwischen den beteiligten Disziplinen berücksichtigen. Beabsichtigt man beispielsweise ein Produkt hinsichtlich seiner aerodynamischen, thermodynami-schen und statisch-dynamischen Eigenschaften zu optimieren, ist es erforderlich, die Generierung der virtuellen Produktgeometrie zu automatisieren und die interessierenden Dimensionen, welche für die o.g. Disziplinen relevant sind, zu parametrisieren, d.h. flexibel zu gestalten und eine potenzielle Veränderung der Morphologie bzw. der Abmessungen vorzusehen. Wie eine flexible, für die Optimierung angemessene Geometrie zu erstellen ist, ist Gegenstand des vorliegenden Artikels. Dabei wird gezeigt, wie ein 3D CAD-Modell ausgehend von einer einfachen 2D Referenzgeometrie, welche aus Grundgeometrien besteht, und von generisch, parametrisch-assoziativen Benutzerformelementen (User-Defined Features, UDFs) zu generieren ist. Der methodische Ansatz wird am Beispiel eines Kerntriebwerks konkretisiert. Der vorgestellte Prozess ist ein Schritt in Richtung einer flexiblen Geometrieerstellung, die die Durchführung multidisziplinärer Optimierung ermöglicht.show moreshow less
  • Future product developments require multidisciplinary optimization of a virtual model, as only multi-disciplinary optimization takes the interactions between several applications into account. For example, if one intends to optimize a product in terms of its aerodynamic, thermodynamic and static-dynamic properties, one will have to automate the product geometry and to parametrize the dimensions, which are relevant to the above mentioned disciplines, i.e. to design flexible geometries and to allow for potential changes in morphology and geometrical dimensions. The present paper deals with how to create a flexible geometry that is appropriate for the optimization. It demonstrates how to generate a 3D CAD model based on the one hand upon a simple 2D reference geometry consisting of geometric primitives, and on the other hand upon generic, parametric-associative user-defined features (UDFs). This design process is then automated and the methodological approach is illustrated with the example of a core aero engine. The presented approachFuture product developments require multidisciplinary optimization of a virtual model, as only multi-disciplinary optimization takes the interactions between several applications into account. For example, if one intends to optimize a product in terms of its aerodynamic, thermodynamic and static-dynamic properties, one will have to automate the product geometry and to parametrize the dimensions, which are relevant to the above mentioned disciplines, i.e. to design flexible geometries and to allow for potential changes in morphology and geometrical dimensions. The present paper deals with how to create a flexible geometry that is appropriate for the optimization. It demonstrates how to generate a 3D CAD model based on the one hand upon a simple 2D reference geometry consisting of geometric primitives, and on the other hand upon generic, parametric-associative user-defined features (UDFs). This design process is then automated and the methodological approach is illustrated with the example of a core aero engine. The presented approach is a step towards the generation of a flexible geometry enabling the implementation of multidisciplinary optimization.show moreshow less

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Metadaten
Author: Beya Mhadbi, Marcel MischkeORCiD, Klaus HöschlerGND, André Huppertz
URL:https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/45929
ISBN:978-3-00-059609-4
Title of the source (German):Digitalisierung und Produktentwicklung - vernetzte Entwicklungsumgebungen, 16. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik 2018, Bayreuth, Tagungsband
Publisher:Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD
Place of publication:Bayreuth
Document Type:Conference publication peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2018
Tag:3D CAD-Modell; Assoziativität; Automatisierung; Generisch; Parametrisierung; Siemens NX; UDFs; Vorauslegungsphase
3D CAD Model; Associativity; Automation; Generic; Parametrization; Preliminary Design Phase; Siemens NX; UDFs
First Page:236
Last Page:243
Faculty/Chair:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Flug-Triebwerksdesign
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