PLM-Produkte an der TU-WienPLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger | 07.09.2006 | Seite 3...

PLM-Produkte an der TU-Wien

IBM PLM Forum07. Sept. 2006

Dr. Manfred Grafinger

PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger | 07.09.2006 | Seite 2

Inhalt:

• Historische Entwicklung des CAD-Einsatzes• Einsatz unterschiedlicher Systeme in der Lehre• Anwendung von CATIA in der Ausbildung• Anwendung von CATIA in der Forschung• Ausgewähltes Projekt des Forschungsber. Biomechanik• Bestrebungen für den zukünftigen Ausbau


Historische Entwicklung des CAD-Einsatzes in der Lehre

• 1986 Erste Ausstattung mit zwei 3D Arbeitsplätzen Prime/DDM/Solid auf DEC/µVAX mit 9 MB Hauptspeicher !!!

• 1990 Erweiterung des VAX-Clusters auf fünf BRAVO3 Arbeitsplätze.• 1997 Einrichtung eines Lehrsaales mit 30 2D Arbeitsplätzen CoCreate ME10.

1 HP-UX Server betreut vom ZID, ME10 über X-Windows auf X-Terminals.VT: Für die Fakultät MB absolut wartungsfreier Betrieb.

• 1997 Testinstallation des CoCreate SolidDesigner auf dem Server,Betrieb von zehn 3D-Lizenzen über X-Windows auf die X-Terms.

• 2000 Erweiterung der X-Terminals um einen weiteren Saal auf 60 2D-Plätze.• 2000 Einrichtung eines 3D-Lehrsaals mit 17 HP-UX Workstations, weiterhin

zentrale Wartung durch den ZID. Software SolidDesigner und CATIA V5R6.• 2006 Einrichtung eines zweiten 3D-Lehrsaals mit 19 Windows Workstations mit

CoCreate OneSpaceDesigner und CATIA V5R16.• Zur Zeit: 4 Lehrsäle mit 60 2D und 36 3D Arbeitsplätzen.


Warum der Einsatz verschiedener Systeme ?

• In der Grundausbildung „Technisches Zeichnen“ ist noch immer 2D-CAD notwendig.

• Kaum Ressourcenbedarf, kein Wartungsaufwand. Betrieb nach wie vor übers Netz auf X-Terms.

• Schnelle Einarbeitung und viele „gewachsene“ Makros für die Studenten vorhanden.

ME10 bzw. One Space Drafting



• Für die Einführung in die 3D-Konstruktion, Studenten kennen bereits Funktionen des 2D-Skizzierers von ME10.

• Sehr intuitives Aufbauen der Modelle möglich. Grenzflächenmodellierer ist gedanklich ähnlich zur realen Bearbeitung.

• Studenten kommen sehr rasch zu Ergebnissen.

OneSpace Designer Modeling



• Einsatz in den höheren Konstruktionsübungen.

• Höherer Schulungsaufwand am parametrischen System, dafür aber weitreichendeÄnderungsmöglichkeiten.

• Tiefe Integration der Analyse-Tools. Für Studenten vor allem wichtig ist die FE-Analyse schon in der Entwurfsphase des Projekts.

CATIA V5



Dynamisches modellieren versus historybased modellieren.

Ein wichtiges Lehrziel ist das Verständnis für die zwei völlig unterschiedlichenAnsätze zum Aufbau von 3D Modellen mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen.


Anwendung von CATIA in der Ausbildung

• Kennenlernen der Systematik zum Erstellen von 3D-Modellen an Hand einer einfachen Baugruppe.

• Unterschiede Grenzflächenmodell zum historybased Modell.

• Einführung in die Methode der Finite-Elemente-Analyse.

• Einführung in die kinematische Analyse mit dem DMU-Modul.

Übung CAD/CAE für MB und WI/MB


Anwendung von CATIA in der Ausbildung

• Durchgängige Berechnung und Konstruktion eines Projektes.

• 3D – Baugruppen• FE – Berechnungen• 2D – Zeichnungsableitungen mit

vollständiger Detaillierung.• Normgerechte Zeichnungen sind

aber nach wie vor problematisch.

Konstruktionsübungen VKM/KFZ-Bau und Maschinenelemente


Anwendung von CATIA in der Forschung

• Diplomarbeit: Untersuchung des Bruchverhaltens von MTB-Rahmen im Vergleich mit FE-Analyse.

• Muskeltrainingsmaschine für Querschnittgelähmte mit FES (Funktionelle Elektrostimulation).

• Geometrieoptimierungen und Lagerkraftberechnungen an Schraubenverdichterrotoren.

• Aufbau eines 3D Muskel- und Skelettmodells aus Scan-Schichtendes Magnetresonanztomographen.


Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI

• Entwicklung einer brauchbaren Methode, um aus den vorliegenden Scan-Bilderneines Magnetresonanztomographen ein 3D-Modell zu erstellen.

• Bestimmung von verschiedenen Muskel-und Skelettparametern (Muskelmasse, Längenverhältnisse …) eines Kindes im Vergleich zum Erwachsenen.

Ziele des Projektes:



• 8-Jähriges Kind, 140 cm groß• 3 Serien im Bereich der

Beinextremitäten• Schichtabstand 5 mm

Aufbau der Scan-Schichten:



• Laden des TIFF-Image als Hintegrundbild.

• Erstellung der 2D Kontoursplines je Scan und Muskel bzw. Knochen.

• Export der Splines als IGES.• Einbringen der Schichthöhe

in das IGES-File mit eigens dafür programmiertem Konverter.

2D – Auswertung mit ME10:



• Import der IGES-Files in CATIA.• Analyse der Splines und

Kopieren ins jeweilige Part der zugehörigen Muskelgruppe.

• Erstellung der Oberflächen zwischen den Splines der einzelnen Scan-Schichten.

3D Wireframe Modell:



• Schließen aller offenen Oberflächen.

• Umwandlung in ein Solid im Partdesigner CATIA V5.

• Zusammenfügen der Partsin Assembles einzelner Muskelgruppen und Knochen.

3D Solid Modell:



Skelettmodell des rechten Beines:



Vollständiges 3D-Modell desrechten Beines:



Auswertung der Parameter:

Z. Bsp.Momentenlänge der verschiedenen Muskelansätze an der Hüfte.


Bestrebungen für den zukünftigen Ausbau

• Seit Februar 2006 eigener Forschungsbereich für „Maschinenbauinformatik und virtuelle Produktentwicklung“am Institut für Konstruktionswissenschaften.

• Zur Zeit Aufbau einer neuen Hard- und Software - Infrastruktur mit leistungsfähigen 3D-Workstations und Datenbankservern an diesem Forschungsbereich.

• Verstärktes Engagement im Bereich PDM / PLM.Dieses Segment wurde in den letzten Jahren vernachlässigt. Hauptaugenmerk des Institutes war bisher im konstruktiven CAD/CAE Bereich.


Danke für Ihre Aufmerksamkeit !

Dr.-techn. Manfred GrafingerInst. für KonstruktionswissenschaftenAbt. Maschinenbauinformatik und

virtuelle ProduktentwicklungGetreidemarkt 9 / 307-5A-1060 WIENTel. +43 – 1 / 58801 – 30723Email: [email protected]

PLM-Produkte an der TU-WienPLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger | 07.09.2006 | Seite 3...

Documents

Transcript of PLM-Produkte an der TU-WienPLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger | 07.09.2006 | Seite 3...