Bewegungssimulation mit CATIA V5 - Grundlagen und praktische Anwendung der kinematischen Simulation

Dieses Grundlagen- und Praxisbuch vermittelt das notwendige Know-how für alle, die Bewegungssimulationen mit CATIA V5 durchführen wollen. Es wendet sich an Ingenieure, Techniker, Konstrukteure, Studenten und Auszubildende technischer Berufe. Die hier vorliegende 2. Auflage basiert auf der Programmversion CATIA V5 Release 18. Ausführlich behandeln die Autoren die Arbeitsumgebung DMU Kinematics von CATIA V5.

Zusätzlich stellen sie einige Funktionen außerhalb des DMU Kinematik-Simulators vor, wie etwa die Animation von Bemaßungsbedingungen. Um den DMU Kinematik-Simulator effizient nutzen zu können, werden anschließend die wichtigsten Grundlagen zur Getriebelehre vermittelt. Schwerpunkte sind hier die Betrachtung der Freiheitsgrade von Körpern, Gelenken und Mechanismen. Ein abschließendes Kapitel zeigt, wie sich aus zuvor generierten Bewegungssimulationen Animationen erstellen lassen. Zahlreiche Übungsbeispiele zum Erstellen und Simulieren von Mechanismen ermöglichen dem Leser, die Inhalte zu vertiefen und sie in seiner täglichen Arbeit einzusetzen. Die Dateien zu sämtlichen Übungen sind unter http://downloads.hanser.de abrufbar.

Die Autoren

Dipl.-Ing. Jan Meeth studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der FH Trier.

Prof. Dr. Ing. Michael Schuth ist Dozent an der FH Trier im Bereich Technik. Er leitet das Labor Gerätebau, Konstruktion und Bauteiloptimierung und führt Konstruktionsprojekte mit der Industrie durch.

2 Einführung in DMU Kinematics (S. 15-16)

Zu Beginn dieses Kapitels werden zunächst verschiedene Wege gezeigt, wie man die Arbeitsumgebung CATIA V5 DMU Kinematics starten kann. Anschließend erfolgt eine sehr kurze Vorstellung einzelner Symbolleisten. Dadurch soll ein erster Eindruck über die Verwendungsmöglichkeiten dieser Arbeitsumgebung vermittelt werden. Nach diesem Überblick werden die elementaren Funktionen von DMU Kinematics an dem einfachen Beispiel einer Viergelenkkette ausführlich dargestellt. Dabei wird gezeigt, wie man mit CATIA einen simulierbaren Mechanismus erzeugt und wie man ihn mithilfe der beiden Simulationsmodi „Simulation mit Befehlen" und „Simulation mit Regeln" auf zwei Arten simulieren kann.

Im Anschluss daran werden weitere Simulationen von einer Presse mit Niederhalter und dem Getriebe eines Scheibenwischerantriebs vorgeführt. An diesen beiden Beispielen werden auch bereits Verwendungsmöglichkeiten der Arbeitsumgebung Generative Drafting in Verbindung mit Getriebesimulationen erläutert. Zusätzlich wird beim zweiten Beispiel die Funktion „Verlaufslinie" angewendet, um das Wischfeld des Scheibenwischers zu erzeugen und es auf einer technischen Zeichnung darstellen zu können. Bei diesen Beispielen wurde der simulierbare Mechanismus ausschließlich in der Arbeitsumgebung DMU Kinematics erzeugt.

Prinzipiell gibt es in CATIA V5 jedoch zwei Wege, um zu einem simulierbaren Mechanismus zu gelangen. Die beiden Wege unterscheiden sich vor allem hinsichtlich der Verbindungserstellung zwischen den einzelnen Bauteilen der zu simulierenden Baugruppe. Der erste Weg besteht darin, kinematische Verbindungen zwischen den Bauteilen in der Arbeitsumgebung DMU Kinematics zu erstellen. Bei manchen Mechanismen bietet sich die zweite Möglichkeit an, Bewegungssimulationen zu definieren, bei der man auf im Assembly Design erstellte Verbindungen zurückgreift und CATIA V5 automatisch die daraus entsprechenden kinematischen Verbindungen erstellen lässt.

Außerdem können Getriebesimulationen ebener Mechanismen prinzipiell auch im Skizzierer von CATIA V5 durchgeführt werden. Am Ende dieses Kapitels soll kurz auf diese Möglichkeit, im Skizzierer mit der Funktion „Animation von Bemaßungsbedingungen" einfache ebene Getriebesimulationen zu erstellen, eingegangen werden. Dies geschieht auf der Basis von Bedingungen, mit denen die geometrischen Elemente der Skizze verknüpft sind. Eine der Bedingungen muss dann animiert werden, was der Definition eines Antriebes entspricht (Bild 1.2-c).

2.1 Vorstellung der Arbeitsumgebung DMU Kinematics
Nach dieser zusammenfassenden Einleitung folgt zunächst eine Vorstellung der Arbeitsumgebung DMU Kinematics, bevor anhand von Beispielen die prinzipielle Vorgehensweise mit CATIA V5 DMU Kinematics dargestellt wird.

2.1.1 Aufrufen der Arbeitsumgebung DMU Kinematics

Wo die Arbeitsumgebung DMU Kinematics zu finden ist und wie sie aufgerufen wird, zeigt Bild 2.1.