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Systematisches Konzipieren mittels Ähnlichkeitsmethoden am Beispiel von PKW-Karosserien

Ralph Koschorrek

ISBN 978-3-8325-1784-7
225 pages, year of publication: 2007
price: 40.50 €
In der Arbeit wird ein Vorgehen zur verbesserten Nutzung des "Ahnlichkeitsbegriffs beim methodischen Konstruieren speziell zum Konzipieren erster Entw"urfe erarbeitet. Das Ziel besteht darin, m"oglichst vor Beginn der gestalterischen Phase die technischen Haupteigenschaften von prinzipiellen L"osungen bzw. von einzelnen L"osungsvarianten mit Hilfe von dimensionslosen Kennzahlen physikalischfunktional zu beschreiben und vergleichend zu bewerten.

Bisherige Schwerpunkte in der Anwendung der "Ahnlichkeitstheorie beim methodischen Konstruieren liegen in einer Vereinfachung der gestaltenden Phase. Die prinzipielle Phase wird nicht durchg"angig unterst"utzt. Die Betrachtungen wurden haupts"achlich im Hinblick auf eine bessere methodische Unterst"utzung der Konzeptphase innerhalb der Entwicklung von PKW-Karosserien durchgef"uhrt. Bislang stehen hierf"ur keine mit geringem Aufwand nutzbaren Verfahren und Methoden zur Verf"ugung, die es erlauben in der Fr"uhphase der Entwicklung einer Tragstruktur erste Bewertungen hinsichtlich der Erf"ullbarkeit der Anforderungen zu machen.

Um die Anwendung der "Ahnlichkeitstheorie im Konstruktionsprozess zu verbessern, wurde der Begriff der konstruktiven "Ahnlichkeit definiert. Als konstruktive "Ahnlichkeit ist ausgehend vom Begriff der physikalischen "Ahnlichkeit ein verallgemeinerter Eigenschaftsvergleich zweier technischer Objekte zu verstehen. Die Anwendung des Begriffs der konstruktiven "Ahnlichkeit wurde auf Ebene der Kennzahlen in Form von drei Arten dimensionsloser Kennzahlen n"aher spezifiziert. Diese Kennzahlen basieren im Aufbau auf den bekannten "ahnlichkeitstheoretischen dimensionslosen Kennzahlen. Speziell f"ur die prinzipielle Phase wurde aufbauend darauf ein methodisches Vorgehen entwickelt, welches es erm"oglicht vor der ersten detaillierten Ausarbeitung eines gestalterischen Entwurfs anhand von dimensionslosen Kennzahlen die wesentlichen Funktions- und Konstruktionsgr"o"sen anforderungsgerecht auszulegen und zu optimieren. Das Vorgehen ist in vier Phasen gegliedert. Zu Beginn werden im Rahmen der Aufgabenkl"arung die zu betrachtenden Produkteigenschaften definiert und die daf"ur verantwortlichen Parameter identifiziert. In der zweiten Phase wird ein Grobkonzept f"ur dimensionslose Kennzahlen entwickelt. Einer Einteilung der betrachteten Eigenschaften in charakteristische "Ahnlichkeitsklassen folgt die Ausarbeitung einer "ubergeordneten dimensionslosen Zielfunktion des Systems. Die dritte Phase nutzt "ahnlichkeitstheoretische Hilfsmittel, wie z.B. das Aufstellen einer Relevanzliste, um dimensionslose Kennzahlen zur Beschreibung der zu untersuchenden Eigenschaften des Systems zu ermitteln. Die vierte Phase dient der Analyse und Optimierung der betrachteten funktionalen und konstruktiven Gr"o"sen im dimensionslosen Raum im Rahmen einer Vorauslegung.

Das abschlie"sende Fallbeispiel der Auslegung eines PKW-Schwellers zeigt die praktische Anwendbarkeit der Methode bei der Prinzipfindung und Gestaltung einzelner Funktions- und Konstruktionsgr"o"sen f"ur eine neuartige Bodenstruktur.

Keywords:
  • Ähnlichkeitstheorie
  • Konstruktionsmethodik
  • Kennzahlen
  • Karosserietechnik

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