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Titel:

Heiß-Kalt-Geometrietransformation von Triebwerkskomponenten auf der Grundlage von FE-Berechnungen und NURBS-Transformationen

Autor(en): L. Gaun, A. Huppertz, D. Bestle
Zusammenfassung: Komplexe Bauteile werden im Allgemeinen in einem CAD-System konstruiert, wobei Freiformflächen üblicherweise durch NURBS-Flächen beschrieben werden. Zur Berechnung von Verformungen aufgrund von Lasten und Temperaturänderungen werden solche Bauteile diskretisiert und mithilfe eines Finite-Elemente Programms Verschiebungen an den FE-Knoten berechnet. Möchte man z.B. für die Fertigung ein kaltes, unbelastetes CAD-Modell oder für die Strömungsberechnungen ein verformtes Bauteil mit glatten Oberflächen erhalten, kann man die ursprüngliche NURBS-Beschreibung verwenden und die Kontrollpunkte geeignet verschieben. Dazu zerlegt man ein allgemeines Solid in Teiloberflächen, identifiziert zugehörige FE-Knoten, prägt das aus der FE-Rechnung erhaltene Verschiebungsfeld den Projektionspunkten der FE-Knoten auf und bestimmt die Kontrollpunktverschiebungen aus dem daraus resultierenden linearen Ausgleichsproblem. Lagestetigkeit und Tangentenstetigkeit lassen sich durch Sonderbehandlung der Randkurven und ihrer Nachbarkontrollpunkte erreichen. Besonderes Augenmerk ist Singularitäten des linearen Ausgleichsproblems bei getrimmten Flächen und bei unzureichenden FE-Netzen zu widmen. Die vorgestellte generische Morphing-Strategie wurde als Erweiterung in das CAD-System Unigraphics NX 6 implementiert und kann nun als Basis für eine automatisierte Heiß-Kalt-Geometrietransformationen verwendet werden. Anwendungen auf Teile einer Verdichterschaufel demonstrieren die hohe Robustheit und Genauigkeit des Verfahrens.
Veranstaltung: Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin
Verlag, Ort: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2012
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Format: 21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten
URN: urn:nbn:de:101:1-201210269093
Stichworte zum Inhalt: Heiß-Kalt-Geometrietransformation, NURBS
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Veröffentlicht am: 26.10.2012