Vorlesung 4: Interdisziplinäre Kollaboration Flashcards
Stellschrauben der Ingenieure
- Physikalische Effekte bzw. Naturgesetze
- Geometrie und Werkstoffe
-> Beschreibung der Lösung erfolgt in der Mechanik über die Geometrie (physisches Produkt) und nicht über die Funktion
-> Integration der Geometrie in funktionaler Sicht ein Kernproblem der mechanischen Entwicklung
Elementarfunktionen
▪ Jede Elementarfunktion beschreibt einen nicht weiter
zerlegbare Transformation von Funktionsflüssen
▪ Jedes (mech.) Verhalten lässt sich durch verknüpfte
Elementarfunktionen beschreiben
▪ Die Menge aller möglichen Elementarfunktionen ist
endlich und bekannt
Physikalische Effekte
▪ Der physikalische Effekt beschreibt über idealisierte
physikalische Gleichungen den Zusammenhang des In- und Output der Elementarfunktion
▪ Die Menge aller möglichen Effekte ist endlich und
bekannt
-> werden über Gleichungen beschrieben
-> benötigen als Input Parameter von Material und Geometrie
Prinziplösung
Eine Prinziplösung beschreibt die mögliche technische Realisierung einer (Elementar)funktion in ihren wesentlichen Eigenschaften
Was gibt eine Prinziplösung an
- welcher physikalische Effekt genutzt werden soll
- an welchen Wirkflächen die Wirkung eintreten soll
- welcher Werkstoff dazu gehört
Interdisziplinäre Kollaboration beginnt mit der Prinziplösung
Die Prinziplösung ermöglicht es Lösungskonzepte in
der Mechanik, Elektrik, Fluidtechnik, Thermodynamik,
Optik und weiteren Disziplinen auf elementarer Ebene
zu beschreiben und die Wechselwirkungen zu den
Systemen anderer Disziplinen abzustimmen.
Prinziplösung: motego
- als Solution Element über den physik. Effekt in Form von ausführbaren physik. Modellen beschreiben
- Wirkflächen und deren zugeordnete Material über Parameter spezifiziert
- Virtuelle Tests erforderlich, um Anforderungen im Systemmodell automatisch zu verifizieren
Verknüpfen von Funktionen und Prinziplösungen nach motego: Functions
▪ Die Funktionsstruktur definiert die Zusammenhänge der Energie-, Stoff- und Signalflüsse zwischen den
Funktionen des Produkts
▪ Die Beschreibung der Funktion definiert rein textuell, wie die Flüsse innerhalb einer Funktion ineinander
umgewandelt werden müssen.
Verknüpfen von Funktionen und Prinziplösungen nach motego: Solution
▪ Im Solutionmodel wird die physikalische Wirkweise der Umwandlung der Inputs in die Outputs der Funktionen definiert
▪ Diese Logik wird durch die Generalisierung zwischen den Funktionen und Prinziplösungen modellierungstechnisch im Systemmodell abgebildet. Die Prinziplösungen erben dadurch die Ports der Funktionen
Physikalischer Effekt in motego
- Der physik. Effekt beschreibt mit ausführbareren Simulationsmodellen, wie die Eingangsgrößen des Solution Elements in die Ausgangsgrößen gewandelt werden
-> Effekt wird mit Komposition dem Solution Element zugeordent - Die Gleichungen des Effekts werden in einzelnen wiederverwendbaren EffectContraints modelliert
Wirkflächen Geometrie in motego
- Wirkfläche beinhaltet wesentlichen Geometrieparameter zur Bestimmung der Outputs der Prinziplösungen
- Geometrieparameter Inputgrößen des phy. Effekts
- Wirkflächenpaar besteht aus mindestens zwei Wirkflächen
-> wird mit Komposition dem Solution Element zugeordnet
Material in motego
- Jeder Wirkfläche ist ein Material über eine Komposition zugeordnet
- Beinhalten wesentliche Materialparameter zur Bestimmung der Outputs der Prinziplösung
- Materialparameter Inputgrößen des phy. Effekts
Modellierung des Solution Elements in 3 Schritten
- Die Energie-, Stoff- und Signalflüsse werden von der Elementarfunktion an das Solution Element (SE) vererbt
- Über den phy. Effekt wird der Zusammenhand zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen des SE beschreiben. Der Effekt kann bspw. als Matlab Function implementiert und integriert werden
- Die Wirkflächen liefern die erforderlichen Parameter zur Berechnung des phy. Effekts
Gesamtkonzept durch Lösungskombination
- Erstellung des Gesamtkonzept durch morphologischen Kasten
-> alle Teilfunktionen liegen als SE oder Kombi aus mehren SE vor
- Teilfunktionen der Reihe nach auffführen
- ggf. trennen nach Energie-, Stoff-, Signalfluss
- SE durch Spaltenparameter ordnen
- Skizzen für Prinziplösungen
- Eigenschaften der Prinziplösungen definieren
Verknüpfung mehrerer Solution Elemente zur System Solution
Eine System Solution…
- … realisiert Funktion auf höherer System Ebene
- … beinhaltet alle SE und Modelle für Validierung und Design
- … beinhaltet Workflows zur automatischen Ausführung
–> hierarchische Struktur der System Solution wird vom Funktionsmodell vererbt
