Schwimmen mit den Haien – dank SOLIDWORKS Simulation

Testen Sie Ihre Konstruktion in Anbetracht der tödlichsten Naturgewalten, einschliesslich Haien und Tornados!

Nachdem er sich eine ganze Woche lang Dokumentarfilme über Haie angesehen hatte, fasste unser unerschrockener Konstrukteur und Couchsurfer Jacques den Plan, inmitten dieser gefährlichen Raubfische zu schwimmen. Aber Jacques ist kein Spinner. Bevor er sich ins Wasser begibt, konstruiert und baut er einen Haikäfig für den Unterwassereinsatz. Genau so ist es: Der Käfig wird ins Wasser gelassen. Jacques begibt sich ins Wasser. Im Wasser schwimmen Haie. Um sicherzugehen, dass er in einem Stück auf seine Couch zurückkehren wird, vergewissert sich Jacques mittels SOLIDWORKS Simulation, ob seine Käfigkonstruktion dieser tödlichen Naturgewalt widerstehen wird.

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Technical Tip

Figdet Spinner? Hand Spinner? Batman Spinner!

Getreu dem Motto: "Sei immer du selbst, es sei denn, du kannst Batman sein, dann sei Batman" modellieren wir in diesem Technical Tip einen Batman Spinner.

Schritt 1

Als erstes erstellen wir ein neues Teil. Auf der Skizze, die auf der Ebene vorne definiert wird, benötigen wir ein Skizzenbild, welches wir uns zuvor im Internet besorgt haben.

Ps.: Der Befehl "Skizzenbild" kann ganz einfach über die Befehlssuche lokalisiert werden.

Schritt 2

Sobald wir das Bild platziert haben, können wir über die Option "Bildskalierwerkzeug aktivieren" unser Bild per Drag and Drop mittels angezeigter Linie und dem Eingeben des Wertes exakt auf die benötigte Grösse skalieren.

Schritt 3

Falls benötigt, können in einem Skizzenbild auch nicht gewünschte Elemente transparent gemacht werden. In unserem Beispiel entfernen wir die Farbe Gelb, in dem wir bei der Transparenz auf "Benutzerdefiniert" wechseln und anschliessend mit der Pipette im Bild die gewünschte Farbe selektieren. Danach schieben wir den Regler bei der Transparenz nach rechts, um die Farbe auszublenden

Schritt 4

Nun können wir die Skizzenkontur entweder manuell, oder mit der SOLIDWORKS Funktion "Autotrace" erstellen.

Schritt 5

Damit unser Batman Spinner keine Unwucht hat, ist es zum einen wichtig, die Skizze symmetrisch aufzubauen und zum anderen macht es durchaus Sinn, mit dem Feature "Massenmittelpunkt" unsere Mitte zu finden.

Schritt 6

Als nächstes Erstellen wir die Bohrungen für unsere Kugellager - denn Kugellager sind neuerdings total cool.

Da wir ein Massenmittelpunkt-Feature erstellt haben, können wir dieses auch gleich für unsere Skizzen-Definition verwenden

Schritt 7

Anschliessend geben wir unserem Spinner den letzten Schliff, indem wir noch Fasen hinzufügen.

Schritt 8

Ein letzter Check, ob der Massenmittelpunkt noch stimmt.

Schritt 9

Nun erstellen wir eine Baugruppe und platzieren unsere Kugellager aus der Toolbox .

Schritt 10

Mit dem Befehl „Verknüpfungen kopieren“ können wir sehr einfach die restlichen Kugellager platzieren:

Danach noch ein paar Teile für ein angenehmeres Halten und fertig ist der Fidget Spinner :)


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Project Warbird

In der Schweiz soll nach alten Konstruktionsplänen eines Kriegsflugzeuges aus dem Zweiten Weltkrieg, ein leichtes und modernes Flugzeug als Replikat entstehen. Lässt man die Panzerung weg und verwendet moderne Werkstoffe, wird daraus ein sehr attraktives Fluggerät.

Wie zu erwarten, sind die Bauunterlagen sehr lückenhaft. In einem Hangar aber steht noch ein Model dieses Typs. Mit den 3D-Scannern von Creaform können die für ein Reverse Engineering benötigten Daten vor Ort aufgenommen und anschliessend in der Software Design X für eine parametrische Rückführung genutzt werden.

Phase 1

Im folgenden Bild sehen Sie, wie das Flugzeug mit Referenzpunkten für das Scannen vorbereitet wurde. Diese Punkte werden benötigt, damit sich der Scanner am Model orientieren kann. Das Laserscannen wurde mit dem mobilen 3D-Scanner HandyScan durchgeführt. Nach dem Scannen bekommt man ein bereits sehr genaues Model mit einem sehr hohen Detaillierungsgrad. Das Flugzeug nicht über den gesamten Konstruktionsprozess für die Entwicklung zugänglich ist schaffen wir mit den Scann-Daten eine sehr gute Basis auf die sich der Konstrukteur immer wieder beziehen kann.


Phase 2

In der nächsten Phase werden die Scandaten für die weitere Verwendung optimiert. Da wo kleine Details gefordert werden (z.B. Schraube) wird extrem fein aufgelöst. In Bereichen, an den sich grosse Flächen befinden wird die Auflösung automatisch gröber.


Phase 3

Jetzt werden die Bereiche der Verkleidung definiert, die man einzeln in einem CAD Modell überführen will. Dazu werden mit CAD Funktionen im Design X parametrische Skizzen erstellt. Diese werden anschliessend mit bekannten 3D CAD Funktionen wie Austragen, Rotation, Sweep und Loft in ein parametrisches Modell überführt. Dabei erhalten Sie stets eine Rückmeldung, wie gut das CAD Modell zu den Scandaten passt.


Phase 4

Hat das Modell eine ausreichende Reife erreicht, wird es mit der im Design X definierten Parametrik an ein CAD System, z.B. SOLIDWORKS, übergeben. Im CAD-System werden die relevanten Informationen für die Fertigung, Statik und Aerodynamik hinzugefügt.

So hilft uns modernste Technik bei der Bewahrung und Rekonstruktion von längst verloren geglaubten Schätzen.



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Als Profirennfahrer Rob Parsons erfuhr, dass er nie wieder würde laufen können, wusste er, dass er einen neuen Weg finden musste, um Driftrennen zu fahren. Als er feststellte, dass das Gerät, das er zum Fahren brauchte, nicht existierte, machte er es sich zur Aufgabe, dieses Gerät zu entwickeln – und an die Welt weiterzugeben. Hier erfahren Sie, wie die gemeinnützige Chairslayer-Stiftung von Rob Parsons SOLIDWORKS nutzt, um die modernsten Handsteuerungen der Welt für den Driftsport zu entwickeln und Menschen mit Handicap zu motivieren, sich aus ihrer Komfortzone herauszubewegen.

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Technical Tip

Erscheinungsbilder in SOLIDWORKS

Wenn Sie innerhalb von SOLIDWORKS schon mit Farben gespielt haben, sind Ihnen bestimmt die Erscheinungsbilder aufgefallen. Unter dem Thema "Erscheinungsbild" findet sich alles, was mit Farbe und Darstellung von 3D Körpern zu tun hat.

Um Ihnen gewisse Stolpersteine aus dem Weg zu räumen, versuchen wir mit diesem „Technical Tip“ die Erscheinungsbilder ein wenig zu strukturieren.

Schritt 1

Gegeben ist ein Mehrkörper Teil mit zwei unterschiedlichen Körpern:

Schritt 2

Im ersten Schritt ändern wir das Teil in einen cyan-farbigen Ton. Es gibt hierzu, wie meist in SOLIDWORKS, mehrere Wege. In diesem Beispiel klicken wir auf einen Körper und wählen dann über die Farbkugel in der aufschwingenden Symbolleiste das Teil (unterstes Symbol) an.

Schritt 3

Da wir direkt das Teil ausgewählt haben, müssen wir nun nicht mehr spezifisch eine Auswahl treffen - im Auswahlfeld ist bereits das Teil "erscheinungsbilder.SLDPRT" ausgewählt. Es wird also die Farbauswahl auf das komplette Teil angewendet. Sollen nur einzelne Flächen oder Features geändert werden, kann dies mit den Filtern links vom Auswahlfenster deklariert und anschliessend im Grafikbereich ausgewählt werden.

Im unteren Bereich können wir nun eine Standardfarbe auswählen oder direkt den RGB Wert der gewünschten Farbe definieren.

TIPP: Im Netz gibt es dutzende Seiten, die bspw. einen RAL Code in RGB wandeln, so dass die Farbe möglichst genau in SOLIDWORKS definiert kann.

Auf das Thema "Anzeigestatus" wird in diesem Technical Tip nicht näher eingegangen - jedoch lässt sich ein Anzeigestatus als "Konfiguration der Farben" übersetzen. Ein Thema für einen weiteren Technical Tipp ;)

Schritt 4

Da wir hier mit einem Multibody (Mehrkörper) Teil arbeiten, erscheinen beide Körper in Cyan.

Schritt 5

Als nächstes färben wir die Kugel rechts rot. Hierzu klicken wir wieder auf die Kugel und wählen nun nicht das ganze Teil, sondern nur den Body, also den Körper aus.

Schritt 6

Nachdem der Körper rot eingefärbt wurde, kann diese Struktur auch im Featuremanager erkannt werden. Die Farbe des Teiles ist immer noch Cyan, jedoch ist einer der beiden Körper Rot - auch im Featuremanager unter der Gruppierung "Volumenkörper" zu sehen.

Schritt 7

Dieselben Informationen lassen sich auch beim Feature erkennen. Flächenfarben jedoch sind im Featuremanager leider nicht zu finden.

Schritt 8

Um einen genauen Überblick der verwendeten Erscheinungsbilder zu erhalten, wechseln wir vom Featuremanager in den Displaymanager und sehen dort, sobald die Sortierfolge auf "Hierarchisch" gestellt wird, eine Übersicht der Farben.

Die Hierarchie bestimmt also auch welche Farbe angezeigt wird - Eine Flächenfarbe ist mächtiger als eine Featurefarbe, diese wiederum ist mächtiger als die Körperfarbe, und diese wiederum ist mächtiger als die Teilefarbe. Daraus ergibt sich folgende Liste der Hierarchie:

1. Fläche

2. Feature

3. Körper

4. Teil

Schritt 9

Was passiert nun, wenn wir in der Baugruppe unsere Farben ändern möchten?

Innerhalb der Baugruppe kommt eine neue Hierarchiestufe dazu - Diese ändert die Farbe der aktuellen Instanz des Teils - und dies nur innerhalb der Baugruppe - das Einzelteil ist also immer noch wie in der Darstellung rechts, aber innerhalb der Baugruppe ist die Farbe nun grün.

Diese Information wird auch im Featuremanager ersichtlich.

Zu den Erscheinungsbildern lässt sich natürlich noch vieles berichten, doch dies würde den Rahmen hier sprengen. Wir kommen jedoch in einem nächsten Technical Tip auf die Thematik zurück - versprochen!

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Technical Tip

Richtiges 3D Skizzieren in SOLIDWORKS

Richtiges 3D Skizzieren kann am Anfang ein wenig verwirrend sein. Wie der Umstieg von der 2D Konstruktion zum 3D Modellieren, entspricht auch das Erstellen von 3D Skizzen einer höheren Dimension.

Das Arbeiten in der 3D Skizze beinhaltet weniger Attribute wie “deckungsgleich“ oder „horizontal“, sondern vielmehr neue Beziehungen wie „Entlang X / Y / Z“, „auf Ebene“ oder „parallel zu Ebene“.

Schritt 1

Schauen wir uns das mal genauer an:

Die 3D Skizze befindet sich im Register „Skizze“ unter Skizze -> 3D-Skizze.

Schritt 2

Da wir uns nicht auf eine Ebene limitieren möchten, muss an dieser Stelle, anders als bei einer normalen Skizze, keine Ebene oder Fläche für die Skizze ausgewählt werden.

Wenn nun beispielsweise eine Linie gezeichnet wird, werden neue Informationen angezeigt. Unter dem Wert der Skizzenlänge finden wir die Information "XY" und dann als definierte Beziehung im gelben Kästchen "Entlang Y".

Auch die roten Linien am Koordinatensystem zeigen uns an, dass wir uns aktuell auf einer theoretischen 2D Ebene XY befinden.

Schritt 3

Bewegen wir nun die Maus ein wenig nach rechts, so bekommen wir neben den bereits erwähnten Informationen auch einen orangenen Rahmen angezeigt, der uns darauf hinweist, dass wir uns immer noch auf der theoretischen Ebene "XY" befinden.

Schritt 4

Diese Ebene lässt sich durch Drücken der Tabulator-Taste wechseln:

Schritt 5

Wenn wir uns nun eine Linie anschauen, stellen wir fest, dass neue Beziehungen entstanden sind. Die am meisten verwendeten Beziehungen einer Linie sind wie schon erwähnt "Entlang X / Y / Z".

Schritt 6

Da uns mit dem Bildschirm nur ein 2-dimensionales Medium für ein 3-dimensionales Problem zur Verfügung steht, kann der Schein manchmal trügen - insbesondere dann, wenn wir nur mit Linien arbeiten und keine Schattierung eines Modelles haben. Deshalb ist es sinnvoll, mehrere Ansichten des Teils anzeigen lassen.

Dies geschieht ganz einfach unter „Fenster -> Viewport -> Vierfachansicht“

Schritt 7

Es fällt auf, dass die schräge Linie links nicht so dargestellt wird, wie wir das uns vorgestellt haben: Sie sollte eigentlich auf der Ebene rechts liegen.

Wir wählen also die Linie sowie die Ebene rechts aus, und fügen die Beziehung "Auf Ebene" hinzu.

Schritt 8

Nun haben wir die Gewissheit, dass sich die Linie im Winkel verändern lässt, jedoch nicht mehr gegenüber der Ebene rechts Freiheitsgrade aufweist.

Schritt 9

Nun fällt auf, dass auch die andere Seite noch nicht definiert ist - zu beachten gilt hier vor allem, dass beim Bewegen des Endpunktes der Linie aus dem orangenen Rahmen, den wir auf dem dritten Bild sehen, ein orangenes Quader wird. SOLIDWORKS zeigt also ganz genau an, dass hier noch Freiheitsgrade im kompletten Raum vorhanden sind.

Auch diese Linie können wir limitieren, in dem wir hier die Beziehung "parallel" zu der Linie und der Ebene rechts hinzufügen.

Schritt 10

Durch Hinzufügen der Masse kann nun die Skizze vollständig definiert werden. Dabei kann auch die Masse durch Drücken der Tabulator-Taste an den verschiedenen Ebenen ausgerichtet werden.

Bonus

Bei komplexeren 3D-Skizzen kann das Definieren der Beziehungen ganz schön aufwendig werden. Es gilt: Als erstes einen Volumenkörper erstellen und anschliessend die Elemente, die benötigt werden, in eine 3D-Skizze übernehmen.

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