Einsatz von Optimierungen innerhalb von Pro/Engineer zur Konstruktion von Kanälen

Gegenstand der vorliegenden Publikation sind Festigkeitsberechnungen von Maschinen aus der Hütten- und Walzwerkstechnik mit Pro/Mechanica. Erläutert werden die Arbeitstechniken, die bei der Aufbereitung der Modelle zum Einsatz kommen, sowie die genutzten Regelwerke für den Festigkeitsnachweis. Die angeführten Rechenbeispiele stammen allesamt aus der täglichen Praxis der industriellen Nutzung von FE-Methoden im Maschinenbau.

This article deals with the recognition of recurring multivariate time series patterns modelled sample-point-wise by parametric fuzzy sets. An efficient classification-based approach for the online recognition of incompleted developing patterns in streaming time series is being presented. Furthermore, means are introduced to enable users of the recognition system to restrict results to certain stages of a pattern’s development, e. g. for forecasting purposes, all in a consistently fuzzy manner.

The present article dedicates itself to fuzzy modelling of data-inherent structures. In particular two main points are dealt with: the introduction of a fuzzy modelling framework and the elaboration of an automated, data-driven design strategy to model complex data-inherent structures within this framework. The innovation concerning the modelling framework lies in the fact that it is consistently built around a single, generic type of parametrical and convex membership function. In the first part of the article this essential building block will be defined and its assets and shortcomings will be discussed. The novelty regarding the automated, data-driven design strategy consist in the conservation of the modelling framework when modelling complex (nonconvex) data-inherent structures. Instead of applying current clustering methods the design strategy uses the inverse of the data structure in order to created a fuzzy model solely based on convex membership functions. Throughout the article the whole model design process is illustrated, section by section, with the help of an academic example.

In diesem Vortrag wird die Weiterentwicklung von Mathcad gezeigt. Einmal als Update auf Mathcad 15 und dann die ganz neue Generation Mathcad Prime, mit neuer Benutzeroberfläche und neuem "look and feel". Sowie die neuen Funktionen und Möglichkeiten in Mathcad Prime.

Es wird die prinzipielle Vorgehensweise der stationären und transienten Berechnung thermischer Felder elektrischer Maschinen mittels Mathcad 14 demonstriert. Die konventionelle mathematische Notation der verwendeten Formeln in Mathcad, das Einbinden von Text, Grafiken, Tabellen und Programmablaufplänen machen den Berechnungsablauf leicht verständlich und überprüfbar. Die Weiterentwicklung komplizierter Algorithmen wird somit auch einem Entwicklungsingenieur ohne spezielle Programmierkenntnisse ermöglicht.

Dem Konstrukteur und Entwickler stehen heute umfangreiche Hilfsmittel zur Lösung von antriebstechnischen Aufgabenstellungen zur Verfügung. Neben zahlreichen MKS-Systemen die zur Auslegung von Antriebslösungen zur Verfügung stehen, eignen sich in den frühen Entwurfsphasen der Mechanismensynthese und –analyse kommerzielle Computeralgebrasysteme wie Mathcad. Um dieses allgemeine Berechnungsprogramm an die eigenen Bedürfnisse anzupassen, kann auf ein so genanntes Elektronisches Handbuch (E-Book) zurückgegriffen werden. Die Erzeugung und Funktionsweise eines solchen E-Books werden in den ersten Kapiteln schrittweise präsentiert. Der Beitrag zeigt im Weiteren, welche Auslegungs- und Berechnungsschritte mit Hilfe einer für Mathcad implementierten und modular aufgebauten Toolbox „MATHTOOL“ sehr effizient bearbeitet werden können. Unter dem Blickwinkel, dass heutige Mechanismen neben einem optimalen kinematischen Aufbau auch ein oder mehrere Aktuatoren besitzen können, sind in dieser Toolbox unterschiedlichste Bausteine für die Synthese, kinematische und kinetostatische Analyse bis hin zur Gestaltung von Antriebsfunktionen zusammengefasst. Die praktische Nutzung des E-Books wird durch eine erweiterbare Beispielsammlung unterstützt. Aufbauend auf den bekannten „Drag & Drop“-Systemfunktionalitäten können die Datenblätter dieser Bibliothek direkt als Vorlage für eigene Projekte dienen und in ein neues Arbeitsblatt mit veränderlichen Eingabeparametern und Modulen übernommen werden. Die Anwendung des E-Books in Lehre und Forschung wird anhand unterschiedlicher Beispiele gezeigt.

Bestimmung der temperatur- und volumenstromabhängigen Druckverluste einer hydraulischen Baugruppe zur Abschätzung und Optimierung der Gesamtenergieffizienz im Verlauf der Neuentwicklung einer hochintegrativen Komponente eines Wärmepumpensystems

Mathcad gilt in den unterschiedlichsten Bereichen, z.B. in den Ingenieurwissenschaften, der Mathematik, der Physik, der Biologie oder sogar der Qualitätssicherung als hervorragendes Werkzeug zur übersichtlichen Darstellung komplexer Berechnungen. Sollten die enthaltenen Funktionalitäten nicht mehr ausreichen, besteht die Möglichkeit, Mathcad mit Hilfe von User-DLLs zu erweitern. Diese Erweiterung kann perfekt als Schnittstelle zwischen Mathcad und anderen Softwarepaketen genutzt werden. Die von der inuTech GmbH entwickelte Klassenbibliothek Diffpack zur Simulation und numerischen Lösung von Differentialgleichungen aus den verschiedensten Bereichen eignet sich hervorragend, erforderliche Funktionalitäten für Mathcad zu implementieren. Mathcad kann somit zur Parametrisierung, für Berechnungen und zur Darstellung der Ergebnisse verwendet werden, während Diffpack die Lösung der partiellen Differentialgleichung, z.B. mittels FEM, übernimmt.

Die Software Mathcad bietet im Vergleich zu konkurrierenden Programmen einige entscheidende Vorteile, wie z.B. die überaus benutzerfreundliche Darstellung der eingegebenen Gleichungen und Algorithmen, die sich wesentlich von MS Excel und C++ unterscheidet. Durch diese übersichtliche Darstellungsweise können bei der Erstellung von Berechnungsdokumenten Programmierfehler vermieden werden. Allerdings wird Mathcad in der Industrie meist nur für einfache ingenieurtechnische Berechnungen genutzt. Bei der Entwicklung von aufwendigen Simulationsprogrammen kommen oftmals andere Softwarepakete zum Einsatz. am Beispiel einer PKW-Klimaanlage wird gezeigt, wie sich mit Mathcad auch komplizierte Simulationsaufgaben lösen lassen. Dabei wird u.a. auch darauf eingegangen, wie die Berechnungszeiten durch entsprechende Maßnahmen verkürzt werden können.